L’acciaio si è rivelato una risorsa efficiente per più motivi ma soprattutto per la sua versatilità, per la quale ci siamo abituati a vederlo impiegato in disparati ambiti, da quello domestico a quello dell’edilizia. Ma quali sono con esattezza le caratteristiche di questo metallo?
Partiamo col dire che, sebbene sia usuale chiamare l’acciaio e tutte le sue tipologie con il nome “ferro”, quest’ultimo ne costituisce solo la componente predominante, unito al carbonio, la cui concentrazione (di solito inferiore al 2%) influisce sul grado di resistenza del metallo e permette di ottenere acciai adatti a specifiche applicazioni (per questa ragione si può sentir parlare di acciaio “extra dolce” o “durissimo”); quindi, l’acciaio altro non è che il prodotto della lavorazione del ferro o, nella maggior parte dei casi, il risultato della purificazione e decarburazione della ghisa, che sarà poi trattato con altre tecniche per eliminarne i difetti residui e giungere alla sua struttura finale.
Le proprietà
Di base, rispetto ad altri metalli, l’acciaio ha un punto di fusione elevato ed è meno suscettibile a variazioni di dimensioni col variare della temperatura, ma è l’aggiunta di altri elementi a fare la differenza e renderlo compatibile con più applicazioni: l’unione col manganese (già presente nell’acciaio ma in bassa percentuale) ne incrementa la robustezza e resistenza all’usura; il tungsteno gli conferisce una maggiore resistenza al calore; nichel e cromo, invece, comportano una maggiore resistenza alla corrosione, ed è anche grazie alla resistenza all’ossidazione data dal cromo che nascono i cosiddetti acciai inossidabili, o inox, sfruttati per la produzione di strumenti da cucina o da bagno.
In conclusione, le differenti proprietà meccaniche dipendono, oltre che dalla produzione e dal trattamento termico effettuato agli inizi, dalle componenti della lega, e devono essere testate con opportune prove fisiche. In questo modo sono state accertate qualità come l’estrema rigidità dell’acciaio, risultato di test di trazione, unita a tante altre che lo hanno fatto posizionare al vertice nella classifica delle leghe metalliche più utilizzate al mondo nelle costruzioni.
L’acciaio nel mondo dell’architettura e dell’ingegneria civile
L’impiego dell’acciaio nel campo industriale risale a circa 3 secoli fa, inizialmente solo per la produzione di strumenti accessori. Nonostante ciò, sono ancora oggi visibili spettacolari esempi di costruzioni in acciaio dell’epoca: pensiamo ai grattacieli negli Stati Uniti, che si possono considerare un simbolo dell’era moderna e dell’industrializzazione, o a ponti e infrastrutture di vario genere presenti anche in Europa. In particolare, nell’età contemporanea l’acciaio viene utilizzato per realizzare strutture portanti, solai o coperture; ovviamente, a seconda dell’uso che se ne dovrà fare, si dovrà scegliere la tipologia di acciaio adatta a garantire prestazioni ottimali.
In realtà, attualmente, per la costruzione di grandi edifici o abitazioni si privilegiano materiali come cemento o legno, per una questione di risparmio economico e di abitudine, sebbene i benefici apportati dall’acciaio alle strutture siano, per ovvie ragioni, notevoli. Infatti, questo paragone con i metodi tradizionali deve essere fatto in maniera complessiva, non tenendo conto solo del costo della materia ma dell’intera opera finale.
Importanti aspetti positivi relativi alle costruzioni in acciaio sono, ad esempio:
- la maggiore velocità dei lavori e tempi di costruzione brevi, grazie alla ristretta imponenza della struttura;
- la ridotta manutenzione del materiale, soprattutto con l’impiego dei cosiddetti acciai “speciali”;
- la resistenza ed elasticità elevate dell’acciaio, con conseguente protezione da eventi sismici o fenomeni dannosi in generale;
- l’alta riciclabilità del materiale, col risultato di un impatto ambientale scarso;
- la realizzazione di forme e prodotti di diversi tipi, resa possibile dalla flessibilità che l’acciaio può raggiungere grazie ai nuovi metodi elaborati dalla tecnologia e dall’ingegneria;
