L’uso del tubo metallico nella manifattura è da molto tempo una pratica consolidata. Ogni anno vengono prodotti milioni di tonnellate di tubi metallici per i settori più disparati, in tutte le dimensioni, spessori e forme.
Breve storia del tubo metallico e del suo impiego
Le prime tracce di impiego di un tubo di metallo sono state scoperte e datate attorno al 2000 a.C. e precisamente in Cina, dove veniva impiegato per il trasporto dell’acqua da un luogo all’altro.
Lo stesso uso, in tempi relativamente più recenti, è stato fatto dai Romani con lo stesso fine. Risalgono già al III secolo a.C. i segni delle condutture metalliche che erano ampiamente utilizzate per la distribuzione dell’acqua nelle case e ancor più negli acquedotti, grandiose opere di ingegno queste, che hanno sostenuto per secoli lo sviluppo di tutte le più importanti città dell’Impero Romano.
Allora i tubi erano fatti in piombo, ricavati da una lastra ripiegata su sé stessa e chiusa meccanicamente in senso longitudinale con una specie di rivettatura continua.
Da allora e nei secoli successivi i tubi metallici e i metodi per la loro realizzazione si sono progressivamente evoluti, ma bisogna arrivare al 1800 per assistere a una svolta radicale e alla presa di coscienza del loro potenziale in campo industriale e manifatturiero. È infatti del 1815 l’invenzione del primo sistema di distribuzione del gas per l’illuminazione nella città di Londra.
Realizzato inizialmente unendo fra loro le canne dei moschetti in disuso, mise subito in evidenza i vantaggi del tubo metallico e scatenò una corsa al miglioramento dei metodi costruttivi di elementi sempre più lunghi.
Si svilupparono e perfezionarono così numerosi procedimenti per la realizzazione di tubi saldati, senza saldatura o ottenuti forando barre piene per tutta la loro lunghezza, ma solo nel 1911 avrebbe visto la luce il primo impianto per la costruzione di tubi a flusso continuo, secondo il principio del moderno tubificio come oggi lo conosciamo.
Inizialmente si realizzavano solo tubi dritti, tagliati meccanicamente a misura. Quando si trovò il modo di piegarli (a metà del 1800) si realizzò un altro grande passo avanti, fra gli altri, nel percorso evolutivo dell’umanità.
Infatti, se fino a quel momento il petrolio era trasportato, dai pozzi di estrazione alle stazioni dei treni, dentro barili e a dorso di cavallo (ed è il motivo per cui ancora oggi le quantità di petrolio si misurano in barili); con la realizzazione di tubi curvati si poterono costruire i primi oleodotti e con essi dare un’ulteriore spinta al progresso scientifico e tecnologico.
Nei tempi più recenti acciaio dolce, acciaio inossidabile (noto a partire dal 1912), alluminio, rame, ottone e altre leghe si sono sempre più diffusi sotto forma di tubo e hanno portato i loro vantaggi nei settori più disparati.
Impianti produttivi di un birrificio di nuova concezione presso Merano.
Caratterizzati da leggerezza e robustezza, grande disponibilità di dimensioni, forme e spessori, e costo relativamente accessibile, i tubi metallici sono diventati elemento indispensabile di moltissime applicazioni.
Dai diametri più piccoli (frazioni di millimetro) in AISI 304 utilizzati come aghi in campo medicale, ai grandi e pesanti profili in acciaio da costruzione per applicazioni strutturali; tondi quadri, rettangoli, H e IPE e le numerose e fantasiose sezioni speciali che hanno risolto brillantemente problematiche sia di riduzione dei costi che di estensione delle funzionalità assolte da un singolo componente.
L'impiego di tubi di sezioni speciali, caratterizzati da geometrie anche molto complesse e a volte spessore variabile, è attualmente in forte crescita.
Questa tipologia di applicazione è favorita sia dallo sviluppo recente da parte dei tubifici delle tecnologie necessarie alla loro costruzione, seguendo le specifiche dei clienti (e ancora prima dell’industria metallurgica che realizza la lega metallica con caratteristiche chimiche e fisiche tali da scongiurare cricche e stiramenti durante la successiva realizzazione del profilo), sia dalla disponibilità di impianti di lavorazione in grado di lavorare e manipolare efficacemente queste sezioni speciali (dal carico, alla movimentazione, fino allo scarico controllato), in modo da ottenere produttività e affidabilità complessiva sufficiente a rendere l’intero processo economicamente vantaggioso.
Tubo di sezione speciale tagliato laser, con sistema Lasertube BLM GROUP.
In crescita costante è anche la produzione mondiale di tubi metallici. Dal 2009 (anno della grande crisi) in poi il segno positivo nei quantitativi prodotti è stato una ricorrenza, con la Cina che fa la parte del leone con una quota vicina al 60%.
Alcuni importanti settori d’impiego del tubo metallico
Fra i tanti settori industriali che fanno largo uso di tubi metallici troviamo:
Auto, motocicli e veicoli industriali
Il settore automobilistico, a sua volta frammentato in tanti comparti contigui (dai veicoli leggeri come i motocicli fino ai grandi veicoli industriali, movimento terra e mezzi agricoli) copre una percentuale della domanda mondiale di tubi attorno al 15% in aumento.
Qui gli acciai alto-resistenziali sono in forte progressione, perché rispondono alle esigenze di riduzione di peso a parità di robustezza.
Questi materiali tradizionalmente più difficili da lavorare hanno trovato nel taglio laser un naturale processo di lavorazione. L’efficacia del laser infatti non è influenzata dalla diversa durezza di queste leghe rispetto agli acciai tradizionali, al contrario del taglio meccanico che va incontro a problemi di usura e durata degli utensili (oltre che di ridotta produttività), tutto ciò nonostante la diffusione della mobilità elettrica che si pensava potesse avere un impatto negativo sul mercato dei tubi utilizzati nei motori a combustione.
Scopri di più sulle moderne applicazioni del taglio laser nella produzione di veicoli industriali
Nell'Automotive l'impiego di componenti tubolari in acciaio alto-resistenziali è in forte progressione, perché questi materiali rispondono alle esigenze di riduzione di peso a parità di robustezza.
Architettura e costruzioni
Il settore delle costruzioni, anch'esso promettente in termini di domanda e utilizzo di tubi e profili in acciaio, assorbe da solo il 35% dei consumi di acciaio in Europa e oltre il 40% in USA.
Le ragioni che fanno sempre più preferire l’acciaio al cemento sono quelle della convenienza economica, della piacevolezza estetica e soprattutto della sostenibilità.
Approfondisci i benefici del costruire in acciaio
Anche in questo settore il taglio laser sta trovando ampi spazi di impiego per indubbi e importanti vantaggi: la precisione finale dei pezzi che evita di dover aggiustare le misure dei componenti tubolari in fase di posa in opera e l’assenza di alterazioni termiche sulle superfici tagliate, pronte per essere saldate, senza bisogno di interventi preventivi con utensili abrasivi.
Arredamento e design
Il settore dell’arredamento è certamente da considerare fra quelli storici per livello di utilizzo e varietà di impiego, ma di anno in anno trova nuove nicchie di applicazione.
Con la disponibilità di tecnologie di lavorazione sempre più sofisticate si trovano design sempre più azzardati e si ottengono tolleranze sempre più stringenti con risultati estetici che ripagano ampiamente della complessità realizzativa: appoggi precisi fra tubi che vengono saldati senza apporto di materiale, telai tubolari con geometrie complesse, sostituzione di manufatti tradizionalmente creati con altre tecnologie che si rinnovano per andare incontro a una tendenza generalizzata di customizzazione e differenziazione portata all'estremo.
La sostenibilità e la convenienza derivano dalla capacità del processo produttivo di riconfigurarsi velocemente per passare da un lotto al successivo, mantenendo costanti livelli di produttività (e quindi di continuità ed efficienza).
Da questo punto di vista, ancora una volta il taglio laser ha trovato grande successo fra i costruttori del settore, proprio per la sua flessibilità e i suoi impareggiabili ritmi produttivi, con il risultato di mantenere bassi i costi di ogni singolo pezzo.
Arredamento significa anche manufatti inseriti in contesti urbani e per usi esterni in generale, le attrezzature per il fitness, i mobili per ufficio ecc.
Portafoto realizzato con elementi tubolari di sezione tonda e quadrata tagliati con sistema Lasertube LTFIBER EVO.
Energetico
Concludiamo la carrellata dei campi applicativi più promettenti citando il settore dell’energia. Da un lato, per la produzione di energia possiamo portare come esempio le numerose installazioni di pannelli solari che necessitano di strutture tubolari in acciaio (solitamente zincato) per la loro installazione, dall'altro anche per il consumo di energia: un esempio emblematico è il comparto HVACR ossia riscaldamento, ventilazione, condizionamento e refrigerazione. Quest’ultimo, collegato al settore costruzioni, è anch’esso un campo di applicazione in costante crescita e con un elevato potenziale innovativo: basti pensare al sempre più elevato bisogno di dispositivi efficienti e a basso consumo energetico.
Stiamo considerando processi manifatturieri che coinvolgono tante tecnologie di lavorazione del tubo, la cui efficienza globale può essere ricercata anche nella sinergia che le diverse tecnologie riescono a offrire. Un processo produttivo che gestisce il tracciamento dei lotti e che permette di sincronizzare le varie fasi di lavorazione dei tubi metallici, prime fra tutte quelle che coinvolgono le tecnologie di taglio laser e di curvatura, le quali hanno importanti influenze reciproche nel determinare il tempo di avvio di ogni nuovo lotto e il rischio di generare scarti.
Sistema di condizionamento industriale.
Conclusioni
Moltissime altre sono le applicazioni che fanno uso di tubo metallico, ciascuna con le proprie esigenze di tolleranza geometrica, grado di automazione e livello di produttività. Per ciascuna di queste diventa cruciale selezionare gli strumenti più adatti e i partner tecnologici più affidabili, condizioni necessarie per mantenere intatta la propria competitività.
In uno scenario globale che cambia velocemente e che abbraccia sempre più i temi dell’integrazione, della pianificazione stretta e del controllo costante di tutte le variabili di processo, conoscenza ed esperienza restano i capisaldi a cui affidare la propria creatività e inventiva per sfruttare gli innumerevoli vantaggi del tubo metallico destinato a guadagnare importanti spazi commerciali anche nel prossimo futuro.
