Quali sono i metalli non ferrosi?

I materiali non ferrosi
sono dei materiali metallici che non
contengono ferro ma sono costituitida altri metalli o loro leghe, come
rame, alluminio, zinco e piombo. Essi si differenziano dall’altra
grande categoria dei materiali ferrosi cioè materiali metallici ricavati dai
minerali di ferro. Vediamo quindi nel dettaglio quali sono questi metalli non
ferrosi e che caratteristiche e impieghi hanno in edilizia.

Architettura contemporanea rivestimento in rame (foto di sakulich – Fonte: pixabay.com)

Metalli non ferrosi

I metalli non ferrosi, e le loro leghe, danno origine a prodotti di
grande importanza per le applicazioni in edilizia. Quelli di più comune
impiego sono:

• rame alluminio
• zinco
• piombo.

Mentre lo zinco e il piombo vengono usati praticamente allo
stato puro, l’alluminio costituisce il metallo base delle cosiddette
leghe leggere. Il rame invece può essere applicato allo stato puro,
come anche in lega con lo stagno per produrre il bronzo, o in lega con
lo zinco per produrre l‘ottone. 

Per evitare fenomeni di corrosione galvanica è assolutamente da evitare il
contatto tra rame e ferro, rame e alluminio, rame e zinco. A lato pratico
quindi anche la sola presenza di pezzi di ferro su
coperture in rame può quindi dare luogo a gravi fenomeni di corrosione
o quanto meno a macchie e colorature antiestetiche.

Caratteristiche dei materiali non ferrosi

I materiali non ferrosi, opportunamente scelti in base alle loro
caratteristiche specifiche, consentono di soddisfare particolari
esigenze costruttive. A seconda dei tipi, essi possiedono infatti:

• ottima resistenza agli agenti atmosferici, anche in assenza di trattamenti
  superficiali;
• facile lavorabilità e saldabilità, specialmente durante le operazioni di
  messa in opera (piombo e zinco);
• possibilità di trafilatura di sezioni molto complesse, dotabili di finiture
  superficiali e colori diversi (leghe di alluminio);
• possibilità di utilizzazione, tipica dello zinco, per trattamenti di
  protezione superficiale di prodotti di acciaio.

Il rame

Il rame è il metallo che meglio di ogni altro resiste al degrado prodotto
dagli agenti  atmosferici senza necessità di trattamenti protettivi, in
virtù di una patina aderente che si forma spontaneamente sulla sua superficie.
Esposto all’aria, nel giro di qualche settimana infatti tende a perdere la sua
lucentezza iniziale per assumere una colorazione bruna, per poi diventare nel
corso degli anni di colore verde-azzurra.

Il rame viene impiegato in edilizia per realizzare:

• laminati di vario spessore (da 0,5 a 1,2 mm) utilizzati per opere di
  lattoniere (canali di gronda, pluviali, converse, rivestimenti di tetti e
  facciate, etc.);
• tubi per impianti termici, idrosanitari e per gas, grazie alle ottime
  possibilità di trafilatura;
• fili per la produzione di conduttori e dispositivi per impianti elettrici,
  in virtù della sua elevata conduttività elettrica;
• leghe di rame per rubinetteria e valvolame.

Caratteristiche in base alle lavorazioni

Le lastre di rame presentano diverse caratteristiche meccaniche a seconda del
trattamento termico che hanno subito. La laminazione a freddo provoca un
indurimento, con aumento della rigidezza e della resistenza meccanica. Per
restituire al materiale duttilità e malleabilità, occorre procedere alla
ricottura.

L’alluminio e le sue leghe

L’alluminio è un metallo di comunissimo impiego in edilizia, in virtù
della sua leggerezza, della facile lavorabilità e della resistenza agli
agenti atmosferici. Quando viene esposto all’aria, esso subisce un processo di
ossidazione superficiale che lo protegge da ulteriori degradi causati da
aggressioni provenienti dall’ambiente esterno.

L’alluminio e le sue leghe sono sottoposti alle seguenti lavorazioni:

• Laminazione: sono lastre di vario spessore (da mm a qualche cm di
  spessore) utilizzati per pannelli di rivestimento,
  lamiere grecate, controsoffitti, etc.;
• Estrusione: in genere questo tipo di lavorazione è utilizzata per
  realizzare profili per serramenti, facciate continue, pareti interne,
  etc.;
• Fusione: attraverso la fusione in stampi è possibile ottenere oggetti
  di ogni forma come ad esempio maniglie, oggetti di arredamento,
  radiatori,
  etc.

Leghe di alluminio: caratteristiche

Le leghe di alluminio si caratterizzano, rispetto agli altri materiali
metallici, per alcune caratteristiche:

• massa volumica molto ridotta, pari circa a 2700 kg/mc, cioè a un
  terzo di quella dell’acciaio;
• modulo elastico piuttosto limitato, variabile intorno a 70000 N/mmq,
  anch’esso pari a un terzo di quello dell’acciaio;
• coefficiente di dilatazione doppio rispetto a quello dell’acciaio.

Leghe di alluminio: trattamenti protettivi

I trattamenti superficiali per conferire alle leghe di alluminio il grado di
protezione e di finitura richiesto sono essenzialmente l’ossidazione anodica e
la verniciatura.

L’ossidazione anodica viene eseguita sottoponendo la superficie del
materiale da proteggere a due trattamenti preliminari:
spazzolatura e lucidatura e satinatura. Successivamente viene
depositato uno strato superficiale di ossido superficiale per via
elettrochimica: si ha così l’anodizzazione normale (o standard) o l’anodizzazione particolare
(o profonda).

La verniciatura invece si effettua con un ciclo di trattamenti
preparatori e si conclude con una verniciatura della superficie mediante
polveri di poliestere.

Lo zinco

Lo zinco ha l’importantissima proprietà di offrire elevata resistenza
agli agenti atmosferici. Esso è usato, in lega con piccole percentuali di
altri elementi, per realizzare lamiere per coperture, ma la sua utilizzazione
di gran lunga più frequente è il rivestimento protettivo dei materiali
acciaiosi.

Il processo di protezione dell’acciaio con lo zinco prende il nome di
zincatura. Essa può essere effettuata con varie tecniche, le più comuni
delle quali sono:

• zincatura a caldo;
• zincatura elettrolitica;
• zincatura a spruzzo;
• zincatura a freddo. 

Il piombo

Metallo tenero e pesante, il piombo è caratterizzato da elevata inerzia
chimica e basso punto di fusione, il piombo era comunemente impiegato per
realizzare tubi di scarico per impianti idraulici, lastre e rivestimenti per
coperture e falde in ambienti fortemente aggressivi e mediante colatura
per ancoraggio di elementi lapidei con zanche o ganci metallici. Oggi il suo
impiego è assai più limitato.

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