Generalità
Sebbene il ferro sia stato utilizzato nelle costruzioni sin dall’antichità per elementi di rinforzo, chiavi e tiranti, è solo con l’avvento della rivoluzione industriale, e quindi con l’introduzione di processi di lavorazione ad alte temperature, che il ferro, la ghisa e l’acciaio diventano veri e propri elementi fondativi di un insieme di tecniche costruttive. Da una fase in cui il componente metallico veniva impiegato come elemento complementare di un altro sistema costruttivo si passa, nell’arco di pochi decenni, a una fase in cui esso assume la connotazione di unità minima di una costruzione interamente concepita in metallo. Per quanto riguarda gli impieghi strutturali, l’uso del ferro e dell’acciaio può essere suddiviso in tre periodi principali che tendono parzialmente a sovrapporsi: il periodo della ghisa (1780-1850), il periodo del ferro battuto (1850-1900), il periodo dell’acciaio (dal 1880 fino a oggi). Questa distinzione fa riferimento all’evoluzione dei metodi di produzione e affinamento del materiale, ma anche al perfezionamento delle tecniche di calcolo delle strutture.
Evoluzione ed esempi
Tra la fine dell’Ottocento e le prime decadi del Novecento si assiste a una vera e propria affermazione delle strutture metalliche, basti pensare non solo alla Tour Eiffel (G. Eiffel, 1889), ai padiglioni per le esposizioni o ai molti ponti costruiti in quegli anni, ma anche alle prime applicazioni eseguite su elementi portanti di edifici alti negli Stati Uniti. Tuttavia è in pieno Novecento che matura sia la moderna concezione delle strutture in acciaio che la distinzione tra acciai da costruzione e acciai da calcestruzzo.
Altra tappa fondamentale nello sviluppo delle tecniche costruttive in acciaio è rappresentata dal perfezionamento dei sistemi di giunzione tra gli elementi strutturali. La data considerata storicamente cruciale nel passaggio da sistemi semplici a sistemi complessi è il 1851, anno in cui, in occasione dell’Esposizione Universale di Londra, viene realizzato, su progetto di Joseph Paxton, il Crystal Palace. Questo edificio è considerato determinante nello sviluppo delle tecniche costruttive in metallo non solo perché in esso si realizzano estensivamente i principi della serialità e dell’assemblabilità, ma anche perché, per coprire le sue ampie luci, viene fatto ricorso al principio della trave reticolare. L’evoluzione delle tecniche di connessione permette di sviluppare sistemi che tendono a ripartire gli sforzi tra i diversi elementi che li compongono in base alla geometria e alle tensioni in gioco.
L’introduzione dei telai in acciaio rappresenta un’innovazione tecnologica che cambia in modo radicale lo sviluppo di alcune tipologie edilizie, in particolar modo quella degli edifici alti. Non minore importanza assumono i sistemi a piastra o a travi incrociate (o cassettonati) utilizzati per i solai o per le coperture di notevoli luci senza appoggi intermedi. Al riguardo, un mirabile esempio è offerto da Mies Van der Rohe nella struttura della Neue Nationalgalerie di Berlino (1968). Nel corso del Novecento un notevole successo è conosciuto anche dalle cosiddette strutture sospese, basate sull’impiego di cavi e trefoli in acciaio che, attraverso la grande stagione dei ponti sospesi o strallati prima e con le tensostrutture poi, diventano veri e propri simboli della tecnica come il ponte di Brooklin (J. A. Roebling, 1883) o la copertura del Padiglione Olimpico di Monaco (G. Behnisch, 1972). Tra gli esiti più spettacolari dell’impiego dell’acciaio si possono annoverare quelli riguardanti le strutture spaziali tridimensionali come i progetti sviluppati, tra gli anni Cinquanta e Settanta del secolo scorso, da Konrad Wachsmann e da Richard Buckminster Fuller che, per molti versi, precorrono le realizzazioni hi-tech di Richard Rogers, Norman Foster e altri.
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