Ci sono, ogni volta che si sta osservando la storia, degli elementi che spiccano per la loro durata stabile attraverso i secoli, le culture e gli avvenimenti, e se la storia che stiamo seguendo è quella delle costruzioni, uno di questi è l’eccezionale lunghezza del periodo in cui il materiale essenziale per la costruzione di strutture è stato il legno. Cattedrali e castelli, ma anche torri e case, così come acquedotti e chiese, sia costruiti in pietra, che di mattoni, che di mera terra, sono stati sostenuti per millenni, in fase di costruzione, proprio dal legno: ed è stata un’autentica rivoluzione quando, più o meno a metà del diciannovesimo secolo, questo posto di totale predominanza è stato assunto da un materiale ben diverso, minerale anziché vegetale, e artificiale invece che naturale: l’acciaio, ormai utilizzato per realizzare di tutto, dalle carpenterie di precisione alle grandi strutture di supporto. Ma quali sono le caratteristiche meccaniche e fisiche che lo rendono una scelta tanto vincente?
Tanto per cominciare, questa lega di ferro e carbonio vanta caratteristiche di robustezza impareggiabili, particolarmente quando rapportate al suo peso specifico . Nella pratica, questo si traduce nella opportunità reale di creare strutture portanti molto più leggere, e di modesta sezione, rispetto a qualunque altro materiale – incluso il calcestruzzo armato. Grazie a ciò il peso scaricato dalla struttura complessiva scende, il che permette di scavare fondamenta meno profonde e, contemporaneamente, di ingrandire le luci delle strutture. Per di più, l’acciaio ha il grande vantaggio di poter essere prefabbricato in officina, e portato sul luogo di montaggio già pronto, con evidenti risparmi sui costi; inoltre, i tempi di montaggio ne risultano notevolmente ridotti, ed è facile effettuare modifiche o rinforzi in corso d’opera.
Non che questo possa in alcun modo significare, ovviamente, che l’acciaio sia in qualche modo un materiale sovrannaturale, libero dall’avere svantaggi o difetti: come sanno bene sia gli ingegneri che disegnano progetti che gli operai che li mettono in atto, non esistono materiali perfetti. Ad esempio, per iniziare, l’acciaio ha dei costi molto elevati, che salgono ulteriormente se occorre utilizzare degli acciai di composizione particolare. Ma pure sotto il profilo della meccanica, per tenace che sia, l’acciaio presenta anche dei difetti, come la deformabilità, che in certe condizioni diventa eccessiva, e il pericolo di frattura per fatica eccessiva. Per tutte queste ragioni, è infine indispensabile deputare le costruzioni in acciaio a manodopera specializzata, i cui costi sono elevati, e eseguire manutenzioni accurate e costose per la salvaguardia dalla corrosione e il rinforzo delle strutture.
Fino agli anni Trenta del secolo scorso, le necessità di unione fra le diverse parti di una struttura metallica venivano soddisfatte essenzialmente con la chiodatura e la bullonatura; in seguito, grazie soprattutto agli avanzamenti della siderurgia, divenne fattibile ottenere acciai con qualità chimiche assolutamente superiori, fra cui un grado molto più significativo di saldabilità. Questa ha dunque preso piede in maniera preponderante, cambiando completamente le tecniche di fabbricazione metallica nei cantieri di tutto il mondo. A questo complessivo perfezionamento delle tecniche siderurgiche dobbiamo anche il moltiplicarsi di una varietà sempre in aumento di acciai, progettati per rispondere alle necessità più diverse, per essere più protetti dalla corrosione e dall’ossidazione, e per reggere una ampia gamma di sollecitazioni.