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Zinco e titanio per le facciate metalliche

Zinco e titanio, due leghe strategiche per le facciate metalliche, il cui uso cresce esponenzialmente

Facciata in zinco-titanio del Jüdisches Museum di Berlino (Daniel Libeskind, 1999)
Facciata in zinco-titanio del Jüdisches Museum di Berlino (Daniel Libeskind, 1999)
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In una panoramica dei principali metalli utilizzati in architettura, zinco e titanio rappresentano due leghe per facciate metalliche con grandi prospettive di impiego.
Vediamone nello specifico le principali caratteristiche e le principali applicazioni.

Zinco
Uno dei suoi primi impieghi nelle coperture metalliche risale al 1814 nel Palazzo Reale di Berlino.
Lo zinco è il quarto metallo più comune nelle applicazioni tecnologiche dopo ferro, alluminio e rame. Attualmente, il materiale utilizzato in edilizia è conosciuto come zinco-titanio, una lega di zinco (99,8%), rame (0,7-0,9%) e titanio (0,08-0,12%). Esiste anche uno zinco superplastico, una lega con il 21-23% di alluminio e lo 0,4-0,6% di rame.

Nel settore delle costruzioni lo zinco è il metallo maggiormente usato nei processi galvanici di rivestimento, la zincatura.

Il suo colore è un grigio chiaro-bianco caratterizzato da una superficie opaca (dovuta all’ossido) ricca di sfumature che variano su diverse gradazioni di grigio.
La superficie dello zinco-titanio è contraddistinta da una testurizzazione (a sottilissime righe longitudinali) che ne indica la direzione di laminazione.
Può essere lucidato (mill finish) ma nell’arco di sei mesi dall’esposizione agli agenti atmosferici perde completamente questa caratteristica. Infatti, come altri metalli, anche lo zinco sviluppa una patina di ossido autoprotettiva. Oggi si preferisce produrre industrialmente una patina che consenta una stabilità del colore nel tempo.
Il tipico colore da ossidazione naturale è un grigio bluastro opaco che può essere più o meno chiaro. Altre colorazioni possono essere ottenute con procedimenti artificiali, ad esempio attraverso l’utilizzo di acidi di cromo si possono ottenere colorazioni sui toni del blu e anche il dorato.
L’azienda Umicore produce un’ampia linea di zinco-titanio prepatinato denominata VM ZINC®. Le superfici sono caratterizzate dalla presenza di uno strato di fosfato di zinco quadridratato spesso 1-2 micron. Le colorazioni disponibili vanno dal grigio chiaro classico, al grigio scuro-antracite, verde lichene, rosso terra e blu cenere.
I laminati di zinco sono conformi alla normativa EN 988.

Allo zinco si associa tradizionalmente la tipica texture a macchie delle superfici zincate con processi galvanici, hot-dipping o spruzzatura. Un fitto insieme di chiazze, ognuna di una gradazione di grigio diversa, crea un aspetto pezzato visibile in molti manufatti. Il colore dello zinco da rivestimento non cambia di tonalità ma tende a schiarire sempre più.
A seconda del processo utilizzato, il sottile strato di zinco che ricopre l’acciaio può avere una durata più o meno lunga. Nei punti in cui tale rivestimento viene asportato, per ragioni meccaniche o di invecchiamento, possono innescarsi processi corrosivi.

Anche lo zinco, come altri metalli, si carica di riflessi colorati a seconda della luce incidente e delle condizioni atmosferiche. Un esempio è l’Architectuur Centrum Amsterdam (ARCAM) di René van Zuuk, inaugurato nel 2003. L’edificio è rivestito con lega di alluminio e zinco e verso il tramonto la sua pelle si colora di sfumature tra l’oro e l’argento. L’ultimo sole della sera tinge di un colore dorato anche le superfici di zinco-titanio del complesso residenziale “The Wale” di Architekten Cie., sempre ad Amsterdam. Di notte invece, quando viene accesa l’illuminazione artificiale lungo i ballatoi che danno sulla corte interna, le luci fluorescenti si riflettono sul metallo illuminandolo a fasce giallo-verdi.

Titanio
Salito alla ribalta nel 1997 come rivestimento del Museo Guggenheim di Bilbao, a opera di Frank Gehry, il titanio ha riscontrato un certo successo fra i progettisti che ne hanno sperimentato le caratteristiche specifiche.

Premier 18_FIG 2_AUTORE_Lastre in titanio delle superfici esterne del Museo Guggenheim di Bilbao, Spagna (Frank Gehry, 1997)

Lastre in titanio delle superfici esterne del Museo Guggenheim di Bilbao, Spagna (Frank Gehry, 1997)

Il titanio è molto resistente alla corrosione. La sua resistenza alla corrosione è seconda solo al platino e ha un ottimo rapporto resistenza-peso. Il suo peso per unità di massa è di 4507 daN/m3. È un materiale leggero, duro, con una bassa densità (il 40% in meno di quella dell’acciaio). Viene principalmente utilizzato nelle leghe leggere resistenti e nei pigmenti bianchi. Quando è allo stato puro è abbastanza duttile e lucido. Il titanio puro (99,9%) venne prodotto per la prima volta nel 1910, ma solo dal 1951 è anche un prodotto commerciale.

Il titanio viene messo in lega con alluminio, ferro, manganese, molibdeno e altri metalli. Le leghe di titanio però non sono facilmente lavorabili. La loro difficoltà di lavorazione alle macchine utensili è paragonabile a quella dell’acciaio inossidabile. Il titanio è resistente come l’acciaio ma il 40% più leggero. Pesa il 60% in più dell’alluminio ma ha una resistenza doppia.

Una delle caratteristiche più importanti per le applicazioni architettoniche è la formazione di una patina di ossido passivo invisibile quando viene esposto all’aria. Il titanio è inoltre resistente all’acido solforico e all’acido cloridrico, oltre che ai gas di cloro, alle soluzioni di cloruri e alla maggior parte degli acidi carbossilici. In linea di massima non è attaccabile dagli acidi e neanche dagli alcali acquosi.

Le finiture superficiali del titanio sono le stesse dell’acciaio inossidabile e anche gli effetti cromatici di iridescenza e cangianza sulla sua superficie sono analoghi. L’alto potere riflettente ottenibile tramite mirror finishing permette di avere superfici a riflessione speculare. Il suo aspetto può essere azzurro come il cielo, grigio come l’asfalto o dorato come un tramonto, cambiando di continuo in relazione alle condizioni atmosferiche.

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