La Gazzetta del Mezzogiorno, giovedì 23 febbraio 2012
Giorgio Nebbia nebbia@quipo.it
L’acciaio è il re dei metalli. Con la sua produzione mondiale di 1500 milioni di tonnellate all’anno è il metallo più prodotto e si pone al quarto posto fra le merci più importanti della Terra, dopo carbone, petrolio e gas naturale. L’acciaio ha dominato il progresso industriale e ha permesso di costruire torri, grattacieli e ponti che svettano nel cielo e che uniscono paesi e nazioni. L’aveva capito Giuseppe Giugasvili, il comunista georgiano che aveva scelto il nome dell’acciaio (Stahl in russo e in tedesco, steel in inglese) come proprio nome di battaglia, Stalin. Vari tipi di acciaio, leghe di ferro con piccole quantità di carbonio, sono stati prodotti nell’antichità e nel medioevo in modo empirico, ma solo nel diciannovesimo secolo gli studiosi hanno capito la complessità delle molte maniere in cui ferro e carbonio possono combinarsi e il ruolo che altri metalli, originariamente presenti come impurità nel ferro, hanno sulle proprietà finali dell’acciaio.
L’unico serio inconveniente dell’acciaio è la suscettibilità all’attacco di agenti esterni, dall’acqua di mare, ai gas dell’atmosfera, ai prodotti chimici. Diecine di studiosi e imprenditori, in Inghilterra, Francia, Germania e Stati Uniti, hanno condotto esperimenti per ottenere degli acciai più resistenti alla corrosione variando le proporzioni degli elementi carbonio, cromo, nichel, manganese e altri, ma solo cento anni fa esatti il problema è stato risolto con la scoperta dell’acciaio “inossidabile”, quello che occupa un posto importante in molte applicazioni industriali e tecniche e anche domestiche: quante volte abbiamo sentito le signore raccomandarsi che le posate, le pentole e le padelle fossero davvero di acciaio inossidabile.
Molte persone, indipendentemente l’una dall’altra, che vivevano in quattro differenti paesi, hanno per caso scoperto, fra il 1905 e il 1912, le proprietà delle leghe ferro-cromo che oggi chiamiamo acciaio inossidabile. L’Università di queste persone era la fonderia e la ricetta l’instancabile sperimentazione di tutte le possibili combinazioni del ferro con diversi metalli alla ricerca di qualche sistema per rendere l’acciaio resistente alla corrosione. La capitale dell’acciaio inossidabile è stata la città inglese di Sheffield, famosa per la produzione di coltelli e di oggetti di argento, e l’Università era la fonderia di Thomas Firth dalla quale sono venuti tutti quelli che finalmente raggiunsero, nel 1912, cento anni fa, la soluzione decisiva del problema.
Era figlio d’arte Robert Hadfield (1858-1940), poi divenuto baronetto del regno britannico, l’uomo che nel 1882 scoprì che l’aggiunta del 12 percento di manganese all’acciaio ne migliorava le caratteristiche e permetteva di fabbricare coltelli e oggetti più resistenti alla corrosione. Ma ci sarebbero voluti altri trent’anni per arrivare a comprendere che la vera soluzione consisteva nella preparazione delle leghe del ferro con il cromo. I pionieri provavano tutti i possibili metalli in tutte le proporzioni, aggiunte nei forni fusori dell’acciaio e lo stesso Hadfield aveva sperimentato una lega di ferro col 9 percento di cromo; per vedere il comportamento alla corrosione. Hadfield immerse la sua lega in acido solforico e dovette constatare che l’acido solforico scioglieva anche questa lega. Il 9 % di cromo era comunque troppo poco; ce ne voleva di più e se ne accorse Harry Bearley (1871-1948), anche lui un inglese di Sheffield, a cui si attribuisce la vera invenzione dell’acciaio inossidabile. Bearley preparò une lega di ferro con il 13 percento di cromo e lo 0,3 % di carbonio, il vero primo acciaio inossidabile moderno, di cui l’anno dopo cominciò la produzione industriale.
Comunque simili studi erano fatti in Germania e nello stesso 1912 la società tedesca Krupp, la grande fabbrica di acciaio e di armi, cominciò a produrre acciai inossidabili per esigenze militari. Da allora sono state preparate innumerevoli leghe di acciaio, cromo e altri metalli, con differenti proprietà, tanto che sono oggi numerosissimi i tipi di leghe classificati come “acciai inossidabili”. Un ruolo molto importante ha assunto il nichel tanto che gli acciai 18-8 (col 18 % di cromo e l’8 % di nichel) sono fra i tipi più diffusi. Nel loro lungo cammino gli acciai inossidabili sono stati usati per la fabbricazione di coltelli, rasoi, posate e pentole domestiche, ma soprattutto reattori e serbatoi per l’industria chimica, tubazioni per il trasporti di prodotti corrosivi, eccetera.
La grande svolta si è avuta con la seconda guerra mondiale e con i progressi dell’aviazione. Le turbine dei motori a reazione, i jet, girano ad alta velocità in presenza di gas caldi e ossidanti e devono essere fatte di acciaio inossidabile. La diffusione e la produzione degli acciai inossidabili hanno portato alla ribalta della scena merceologica altri protagonisti. Il cromo, prima di tutto, un metallo che il diligente chimico francese Louis Nicholas Vauquelin (1763-1829) identificò fra i costituenti di un minerale, ricevuto dalla Siberia. In piena Rivoluzione francese gli scienziati, evidentemente, si scambiavano, anche fra paesi nemici, campioni di minerali e di prodotti e i risultati delle ricerche e delle nuove scoperte
Il cromo si ricava dal minerale cromite, un ossido misto di cromo e di ferro che viene estratto, nel mondo, in ragione di una ventina di milioni di tonnellate all’anno, principalmente in Sud Africa e nel Kazakhstan dove si trovano anche i maggiori depositi di questo minerale. Per qualche tempo la cromite è stata prodotta anche in Albania ed è curioso che non si ricordi il ruolo che questo paese, così vicino a noi, ha avuto come fornitore del prezioso cromo. La maggior parte della cromite è trasformata, per trattamento con carbone, in leghe ferro-cromo impiegate per la produzione degli "acciai speciali", fra cui rientrano anche gli acciai "inossidabili".
L’altro metallo importante è il nichel, noto fin dall’antichità e usato, insieme al rame, per la produzione di monete; quando ero ragazzo si chiamava ancora scherzosamente “nichelino” una moneta di basso valore, uno ”spicciolo”, in ricordo del fatto che una moneta di rame-nichel da venti centesimi era stata coniata alle fine dell’Ottocento in Italia. Il nichel è oggi prodotto in ragione di due milioni di tonnellate all’anno da minerali, ossidi idrati o solfuri, esistenti in Russia, Indonesia, Australia, nella Nuova Caledonia e altri paesi. Per via elettrolitica sia il cromo sia il nichel possono depositarsi in sottile strato sulla superficie di altri metalli con i processi di cromatura e di nichelatura. Anche in Italia c’è stata una produzione di acciai inossidabili, soprattutto in due grandi fabbriche, una a Torino e una a Terni; quest’ultima negli anni novanta è stata acquistata dalla industria tedesca Thyssen-Krupp ed è diventata tristemente famosa per il grave incidente del 6 dicembre 2007 che ha portato alla morte di sette operai.
Dal 2000 al 2010 la produzione dell’acciaio è aumentata da 850 a 1500 milioni di tonnellate all’anno e quella degli acciai inossidabili è aumentata da 19 a 32 milioni di tonnellate all’anno (circa il 5 % rispetto alla produzione dell’acciaio). La crescita sembra continuare soprattutto nei parsi emergenti come Cina e India e con i progressi della metallurgia, un poco noto capitolo della chimica industriale.
...ma non era l'oro il re dei metalli?
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