Oggi l’acciaio in ambito strutturale ha un peso estremamente rilevante, e si stima che in futuro l’utilizzo di questo materiale - in edifici residenziali e non - sia destinato a crescere.
L’uso dell’acciaio nelle costruzioni trova ampia testimonianza in quasi tutte le più recenti opere pubbliche:
- aeroporti
- porti
- ponti
- grattacieli
In questi casi, la possibilità di combinare componenti di varia forma e dimensione, in strutture leggere e dalle forme complesse e innovative, ha permesso di creare opere che stanno ridefinendo l’impronta dell’uomo sull’ambiente circostante.
Fotocredits ©The Piranesi Experience | L'utilizzo dell'acciaio nelle costruzioni permette di realizzare strutture allo stesso tempo complesse e leggere.
In simili situazioni, costruire in acciaio diventa imprescindibile.
La complessità delle forme, la necessità di assottigliare la struttura per renderla più leggera, il bisogno di salire verso il cielo, portano a degli stati tensionali sulla struttura impossibili da gestire con il calcestruzzo.
Il progettista è in grado di stimare con esattezza il comportamento dell’acciaio, qualunque sia lo stato tensionale a cui è sottoposto. Inoltre è consapevole che, a differenza del calcestruzzo, è un materiale che ha un’ottima resistenza non solo agli sforzi di compressione ma anche di trazione, taglio o al mix di queste tensioni su di esso.
Questo tipo di capacità sono indispensabili in grandi strutture come ponti, grattacieli, stadi, aeroporti, ma non solo.
È conveniente usare l’acciaio anche nelle costruzioni residenziali?
Costruire in acciaio non solo è conveniente nella realizzazione delle “grandi opere”, ma lo è anche nelle costruzioni residenziali, per due principali ragioni:
- Da un lato, permette di sfruttare in piccolo tutte le capacità che lo hanno reso “grande” nei casi sopra citati.
- Dall’altro riduce i tempi e i costi di costruzione e permette la riduzione degli oneri finanziari, con rapido ritorno dell’investimento e anticipazione del momento in cui l’edificio inizia a rendere.
In Europa e USA, il peso del comparto edile sull’industria dell’acciaio sta crescendo, trainato dai molti vantaggi che il suo impiego offre a costruttori e utilizzatori. Oggi il 35% dei consumi di acciaio in Europa è da attribuirsi a tale settore, mentre in USA è oltre il 40%, ciò non può che essere imputato a una serie di benefici che andremo ad analizzare nel dettaglio qui di seguito.
Rispetto dei tempi di consegna e abbattimento dei costi del cantiere
Gli elementi in acciaio necessari alla costruzione di un edificio sono prima preparati in fabbrica, quindi inviati in cantiere, già forniti dei dovuti incastri, fori, tagli a misura, etc.; questo permette un assemblaggio semplice e veloce.
In un contesto del genere, la chiave per essere competitivi è la produttività con cui i pezzi sono realizzati in fabbrica. Qui i produttori possono avvalersi di impianti per la lavorazione degli elementi strutturali sempre più automatizzati e efficienti.
Esistono sistemi di taglio laser per tubi di grande diametro e di qualsiasi sezione e travi HEA, HEB, IPE etc. (profilati in acciaio con sezioni di varia forma, largamente utilizzati in qualsiasi tipo di struttura metallica), equipaggiati con sistemi automatici di carico e scarico per gestire la movimentazione dei pezzi con rapidità e in totale sicurezza. Parliamo di pezzi che talvolta raggiungono anche i 300 kg per metro di lunghezza.
Scopri di più su questo tipo di impianti.
Rispetto del budget
L’uso di componenti preassemblati, di cui è possibile stimare tempi e costi di realizzazione, come anche l’eliminazione degli sprechi e delle inefficienze in fase di costruzione, porta a conoscere i costi, minimizzare le spese impreviste e da ultimo rispettare il budget preposto.
Anche qui le moderne tecnologie di lavorazione di componenti in acciaio come tubi, travi, etc. permettono di preventivare i costi e i tempi di produzione. Inoltre, oggi più che mai, la capacità di pianificare ogni aspetto della produzione, concessa anche dalle moderne tecnologie Industry 4.0, migliora le capacità di gestione dei costi e l’ottimizzazione dei profitti.
Oggi la giusta tecnologia permette di programmare, simulare, preventivare, pianificare la produzione e la spedizione in modo unificato e altamente efficiente.
Capacità di integrazione con altri materiali
La capacità con cui l’acciaio può essere lavorato, montato, smontato, favorisce anche la sua integrazione con materiali innovativi e in grado di garantire:
- Maggiore efficienza energetica
- Un alto grado di illuminazione degli ambienti
- Minor impatto ambientale
Anche qui la convenienza è tanto maggiore quanto i sistemi utilizzati in fabbrica per la lavorazione dei componenti possono garantire produttività, precisione e versatilità delle lavorazioni possibili.
Una tecnologia che in tal senso permette di sostituire le numerose lavorazioni prima svolte in cantiere con un solo processo preciso, pulito e efficiente è il taglio laser applicato a travi e tubi di grande dimensione.
La tecnologia Lasertube permette di sostituire diverse lavorazioni di cantiere.
Eco-sostenibilità
Il ridotto impatto ambientale rappresenta uno dei tanti aspetti che favoriscono e continueranno a favorire l’uso dell’acciaio nelle costruzioni, in particolar modo nell’edilizia a secco. I vantaggi in questo ambito sono molteplici:
- Riusabilità: l’acciaio è un materiale completamente riutilizzabile. Alla fine del ciclo di vita, ogni elemento può essere fuso e il materiale reimpiegato, senza dover far ricorso a nuove materie prime.
- Riduzione dei rifiuti: l’edilizia a secco riduce fortemente i rifiuti prodotti durante il processo di costruzione: questo perché l’uso del materiale è ottimizzato e gli scarti derivanti dalle lavorazioni metalliche sono completamente riciclati.
- Riduzione delle spese di trasporto: con la maggiore leggerezza della struttura e l’ottimizzazione dell’uso del materiale, anche le quantità trasportate diminuiscono fortemente e di conseguenza il budget dedicato e la produzione di CO2.
Più in generale, in termini di impatto ambientale è possibile assistere a due fondamentali trend:
- Da un lato il bisogno di rinnovamento di un patrimonio edile basato sul calcestruzzo armato, che in molti paesi occidentali industrializzati ha ormai esaurito il suo ciclo di vita utile.
- Dall’altro assistiamo a un processo di cementificazione che non può continuare al ritmo attuale. Si stima infatti che in Europa siano stati consumati fra il 2000 e il 2006 oltre 100.000 ettari di terreno. Aree che perdono così la loro naturale capacità di assorbire acqua, mettendo a rischio il sistema idrogeologico e minacciando paesaggi e persone.
L’inevitabile conseguenza di tutto ciò sarà un rinnovamento completo del patrimonio edile attuale e la sua conversione ad una forma maggiormente ecosostenibile e rispettosa dell’ambiente.
Sicurezza sismica
L’impiego dell’acciaio consente anche di adottare le più moderne e sicure soluzioni antisismiche. Inoltre, la duttilità propria del materiale permette alle costruzioni realizzate a secco di assorbire l’impatto di un terremoto come anche eventi di esterni quali vento, inondazioni etc. in modo molto migliore rispetto a materiali come cemento o muratura.
Resistenza agli incendi
Le strutture in acciaio sono quasi sempre inserite all’interno di intercapedini di materiale isolante, che le protegge dal calore provocato da possibili incendi.
Per rispettare i criteri di sicurezza in materia di incendi, possono essere in tal senso previsti:
- Trattamenti superficiali speciali delle strutture in acciaio con particolari vernici intumescenti;
- Intercapedini di protezione in cartongesso;
- Lastre di protezione con altissima resistenza al fuoco.
Da cosa dipende la qualità di una struttura in acciaio?
Nelle costruzioni in acciaio la qualità finale del risultato si basa sulla qualità del materiale, della progettazione e dei singoli componenti realizzati.
La precisione con cui ogni parte è realizzata, le caratteristiche del materiale, lo stato delle superfici di taglio, sono tutti fattori che impattano sia sulla resistenza finale della struttura, sia sulla semplicità della messa in opera e quindi sui tempi di costruzione.
La tecnologia laser applicata al taglio di travi HEA, HEB o IPE, come anche a tubi di grande diametro, permette di ottenere in tal senso eccellenti risultati e rappresenta uno dei modelli di sviluppo più promettenti per il futuro di questo settore.
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Riferimenti:
Giornata mondiale dei suoli
Edilizia a secco in acciaio