Le proprietà del ferro, perchè è così utilizzato in ambito edilizio?

L’impiego del ferro in ambito edilizio affonda le proprie radici nella notte dei tempi, o quasi: basti pensare che già nel V secolo avanti Cristo ad Agrigento gli architetti greci erano soliti ricorrere a barre di ferro per rinforzare gli edifici. Va detto, però, che è stato solo a partire dalla rivoluzione industriale che il ferro ha iniziato a essere usato più di frequente, se non altro perché la sua disponibilità è aumentata e al tempo stesso i suoi costi sono diminuiti. Ma quali sono le caratteristiche più significative del ferro e le sue proprietà?

Le caratteristiche del ferro

Duttile e brillante, il ferro è un metallo chimicamente attivo, che non arrugginisce in aria secca ma lo fa in aria umida. Si tratta del metallo più utilizzato al mondo: si stima che il 95% del metallo che viene prodotto in tutto il pianeta sia ferro. Le ragioni che stanno alla base di questa diffusione sono molteplici: da un lato il costo ridotto, dall’altro lato l’alta resistenza. Sono qualità, queste, che – come si può facilmente intuire – rendono il materiale un punto di riferimento anche per le esigenze del comparto edilizio. La lega del ferro più nota è senza dubbio l’acciaio, ma il lungo elenco di composti del ferro comprende anche gli ossidi di ferro, gli acciai legati, il ferro modellato, l’acciaio al carbonio, il ferro di getto e la ghisa.

Il ferro e l’acciaio nelle costruzioni

Da tempo, dunque, il ferro e le leghe ferrose sono tra i materiali più usati in ambito edile, come dimostrano le produzioni di O&T Costruzioni Metalliche. In particolare, il ricorso all’acciaio per le strutture ha dato origine a costruzioni a base di lamiere di ogni tipo, di tubi sagomati, di barre, di travi e di tubi tondi. Tante costruzioni industriali moderne sono realizzate per la maggior parte in acciaio, sia che si tratti di uffici, sia che si tratti di abitazioni. In tutte le costruzioni, e quindi non solo nell’edilizia, l’acciaio è diventato l’elemento più importante. Dai palazzi ai ponti stradali, dalle infrastrutture ferroviarie ai magazzini, dalle dighe per le centrali elettriche agli stabilimenti industriali, senza ferro e acciaio il panorama e il mondo che ci circondano sarebbero molto diversi.

Il ferro nell’architettura

In architettura il ferro si presta a una grande varietà di utilizzi, sia per la sua versatilità che per le sue caratteristiche. Il ferro che viene usato dall’uomo è formato da diversi composti minerali – per esempio la siderite, la limonite, la magnetite, e così via -, il che vuol dire che non è puro. Se anche si trovassero dei giacimenti di ferro allo stato puro (e non è così facile) sarebbe molto complicato utilizzarli. Il materiale che più si avvicina al ferro puro è il cosiddetto ferro dolce. In edilizia ci sono le leghe di ferro e carbonio, come la ghisa, ma anche il ferro da costruzione e diverse tipologie di acciaio. Nella maggior parte dei casi le leghe che hanno una percentuale di carbonio di circa lo 0.15% vengono indicate come ferro, mentre quelle con una percentuale tra lo 0.2 e il 2% sono indicate come acciai. La fragilità e la resistenza aumentano con l’aumentare della percentuale di carbonio.

La storia del ferro in edilizia

Il ferro in passato veniva usato per elementi che avevano funzione di decorazione, di sostegno, di legatura (si pensi ai tiranti e alle catene) o di divisione (è il caso delle inferriate e dei cancelli). Fino al Settecento, nelle costruzioni questo materiale veniva impiegato unicamente per cerchiature, ancoraggi e altri elementi di connessione. A partire dall’Ottocento, poi, l’architettura e l’edilizia iniziarono a usare il ferro, sotto forma di acciaio e di ghisa, in modo autonomo. Per esempio, nel 1836 a Follonica venne realizzata la Chiesa di San Leopoldo, quasi interamente in ghisa. Ci si accorse, ben presto, che le strutture in ferro offrivano numerose potenzialità e innovazioni in confronto agli edifici in muratura tradizionali. Di conseguenza, con l’introduzione di questo nuovo materiale videro la luce forme strutturali nuove, come telai e strutture reticolari, ma anche architetture inedite. E al tempo stesso, si palesò la necessità di definire la meccanica dei materiali, o scienza delle costruzioni: una scienza nuova che analizzasse il comportamento di queste tipologie costruttive mai viste fino a quel momento.

L’edilizia contemporanea e il ferro

Nelle costruzioni, al giorno d’oggi, il ferro viene impiegato principalmente in forma di lamiere o di profili. I profilati, a freddo o a caldo, includono i ferri sagomati, che possono avere sezioni di vario tipo; in edilizia i profili più utilizzati sono quelli a doppio T, mentre non vengono più adoperati i profili tradizionali con ali stondate, il cui posto è stato preso dai profili IPE a spigoli vivi. Infine, i vari elementi vengono uniti per mezzo di saldature o bullonature.