Il calcestruzzo è forse il materiale da costruzione più controverso al mondo. E allo stesso tempo il più apprezzato. Ponti, parcheggi multipiano, grattacieli – il calcestruzzo è ovunque. Quello che molti non sanno: il calcestruzzo da solo è un materiale da costruzione altamente problematico. Si fessura, si deforma e, nel farlo, raggiunge rapidamente i propri limiti.
Nel XIX e XX secolo, le esigenze nei confronti delle opere e quindi anche dei materiali da costruzione divennero sempre maggiori. Il solo calcestruzzo non era sufficiente. Il fatto che ancora oggi possiamo realizzare strutture così impressionanti con il calcestruzzo lo dobbiamo alle innovazioni di due uomini. Di uno di loro, Joseph Monier, abbiamo già parlato. Potete leggere l'articolo qui: Joseph Monier: quando un giardiniere ha inventato il calcestruzzo armato
Questa volta si tratta del secondo, Eugène Freyssinet. Egli sviluppò ulteriormente il calcestruzzo armato e, con il suo calcestruzzo precompresso, aprì possibilità del tutto nuove per l'ingegneria civile in tutto il mondo. Insieme ripercorriamo la sua vita e la sua eredità, che ha lasciato al nostro settore. Diamo uno sguardo al tardo XIX secolo in Francia.
Il settore delle costruzioni nel tardo XIX secolo
Era il periodo dell'industrializzazione, della rinascita tecnico-edile della Francia, ad esempio attraverso la La leggenda dell'ingegneria - Gustave Eiffel . Alla fine del XIX secolo, quindi, l'Europa si trovava nel pieno di un cambiamento epocale. L'industrializzazione era ormai arrivata in tutti gli ambiti della vita e portava con sé nuove opportunità. In questa fase di espansione, le città crescevano rapidamente, le vie commerciali venivano ampliate e il mondo diventava più frenetico che mai.
A causa di questo grande cambiamento, il settore delle costruzioni si trovò di fronte a una sfida senza precedenti. Servivano ponti, stazioni ferroviarie, fabbriche e capannoni di stoccaggio il più grandi possibile. Ciò non solo garantì alle imprese di costruzione una notevole mole di commesse, ma anche alcuni problemi apparentemente irrisolvibili: mancava il materiale da costruzione adatto.
I materiali da costruzione dominanti nel tardo XIX secolo
Si costruiva intensamente, ma le nuove richieste nei confronti del settore delle costruzioni imposte dall'industrializzazione rendevano quasi impossibili i progetti edilizi troppo ambiziosi. Ciò era dovuto soprattutto ai materiali da costruzione abituali, utilizzati in quel periodo.
Il materiale da costruzione numero 1 era la muratura tradizionale (pietra e mattoni). Già da secoli, se non da millenni, era il mezzo preferito per la realizzazione di edifici residenziali o superfici utili. Che si trattasse di stalle, opere difensive, piccoli ponti o chiese: si costruiva con mattoni e pietra. Dopotutto, la muratura è molto resistente a compressione e quindi durevole. Ma è anche pesante, poco flessibile e le luci sono piuttosto limitate.
Con l'industrializzazione arrivarono ferro e acciaio. Per la prima volta furono possibili luci maggiori e le opere potevano apparire sia monumentali sia filigranate. Il miglior esempio è la Torre Eiffel, di cui abbiamo già parlato. Se vi interessa la leggendaria torre, date pure un'occhiata qui: La Torre Eiffel: odiata, amata, quasi demolita .
Tuttavia, ferro e acciaio presentavano chiari svantaggi: la realizzazione di grandi elementi non era solo complessa, ma anche molto costosa. Inoltre erano molto soggetti alla corrosione. Questo rendeva entrambi inadatti come materiali da costruzione per progetti edilizi su larga scala. Il settore delle costruzioni si trovava dunque di fronte a un problema. Anche il calcestruzzo iniziale o il calcestruzzo armato sviluppato da Joseph Monier rappresentavano un'altra opzione.
Lo sviluppo del calcestruzzo armato da parte di Monier fu piuttosto casuale, come vi abbiamo già raccontato. Sebbene la combinazione di calcestruzzo e ferro fosse promettente, era ancora tutt'altro che matura. Per grandi ponti o capannoni di stoccaggio, persino il calcestruzzo armato non era adatto a lungo termine. Col tempo si verificavano fessurazioni oppure il materiale si deformava.
Oggi sappiamo che a quei tempi mancava la comprensione del comportamento dei materiali. Fenomeni come il creep, la deformazione lenta del calcestruzzo, e il ritiro, la variazione di volume durante l'essiccazione, erano quasi inesplorati. Gli ingegneri dell'epoca andavano sul sicuro. Costruivano con ciò che conoscevano: tutto rimane com'è. La sicurezza era associata alla massività, quindi venivano realizzate strutture molto pesanti, del tutto inefficienti dal punto di vista del materiale impiegato. A ciò si aggiungevano gli elevati costi. Ma semplicemente non esistevano alternative valide. Non ancora.
Eugène Freyssinet: rivoluzione del settore delle costruzioni
La maggior parte degli ingegneri lavorava alla fine del XIX secolo secondo principi collaudati. Si preferiva fare affidamento sul noto piuttosto che fallire con le innovazioni. Uno degli uomini che avrebbe cambiato questa situazione era Eugène Freyssinet. Nato nel 1879 in Francia, crebbe in un'epoca di trasformazioni. Il settore delle costruzioni stava cambiando.
Il suo talento tecnico gli aprì presto le porte di una delle università più rinomate della Francia per l'ingegneria: l'École Nationale des Ponts et Chaussées. Qui Eugène Freyssinet seguì la formazione classica in ingegneria civile. Un tale corso di studi comprendeva:
- costruzione di ponti
- comportamento dei materiali
- calcoli statici
Dopo la laurea venne assunto direttamente nel servizio statale francese e si occupò principalmente di progetti pubblici. Le sue responsabilità spaziavano dai progetti di ponti alla realizzazione di infrastrutture, fino ai calcoli strutturali nell'edilizia massiccia. Fin dall'inizio Eugène Freyssinet dubitò dei sistemi esistenti.
Nel suo lavoro, infatti, notò ripetutamente una cosa: il calcestruzzo si comportava in modo diverso da quanto previsto dai modelli di calcolo dell'epoca. Eugène Freyssinet osservava con inquietante regolarità deformazioni impreviste, cedimenti a lungo termine e fessurazioni impreviste. E tutto ciò nonostante si fosse lavorato con la massima cura. Dov'era dunque il problema?
Eugène Freyssinet: inventore del calcestruzzo precompresso
Eugène Freyssinet si pose una domanda concreta: e se il calcestruzzo non fosse sottoposto fin dall'inizio a trazione? La sua soluzione fu infine lo sviluppo del calcestruzzo precompresso (Prestressed Concrete). Ma come funziona in realtà il tutto? Vediamolo brevemente.
I cavi in acciaio per il calcestruzzo armato vengono tesati in anticipo. Successivamente vi si getta intorno il calcestruzzo. Dopo l'indurimento, la tensione dei cavi d'acciaio viene trasferita al calcestruzzo, che così rimane costantemente in compressione. Le forze di trazione che potrebbero agire sul calcestruzzo vengono compensate dalla compressione interna. Poiché il calcestruzzo è molto resistente a compressione, si formano poche fessure e la capacità portante aumenta sensibilmente.
Il calcestruzzo precompresso, a differenza del normale calcestruzzo armato, è quindi ampiamente privo di fessure, anche nel lungo periodo. In questo modo l'elemento rimane più stabile, durevole e la costruzione diventa molto più efficiente. Con il calcestruzzo precompresso divennero improvvisamente possibili ponti più grandi. Allo stesso tempo, le forme si assottigliarono e una grande quantità di materiale divenne semplicemente superflua.
Proprio ciò che era urgentemente necessario nell'epoca dell'industrializzazione. Un ingegnere civile che rese il calcestruzzo precompresso ampiamente accettato in seguito fu, tra l'altro, Fritz Leonhardt. Se l'argomento vi interessa, potete leggere qui: Fritz Leonhardt: Un ingegnere fa galleggiare il calcestruzzo .
Eugène Freyssinet: creep, ritiro e sconcerto
All'inizio del XX secolo doveva essere costruito un nuovo ponte sull'Allier, il successivo ponte di Veurdre. Era previsto un classico ponte ad arco in pietra come sostituzione del precedente ponte sospeso. Ma per caso entrò in gioco un progetto innovativo di Eugène Freyssinet. Un imprenditore edile ne riconobbe il potenziale e convinse le autorità a costruire diversi ponti secondo il nuovo sistema di Freyssinet. Una vera opportunità per il giovane ingegnere civile!
Ancora prima della costruzione, Eugène Freyssinet testò i suoi concetti. A tale scopo fece realizzare un arco di prova e impiegò per la prima volta la sua tecnica innovativa. Le spalle erano collegate da fili tesati: un precursore precoce ma efficace di ciò che in seguito sarebbe diventato noto in tutto il mondo come calcestruzzo precompresso.
Poi si poteva iniziare. Con archi insolitamente ribassati e la loro struttura molto snella, il ponte doveva apparire certamente, per gli standard dell'epoca, come un'immagine più che insolita. Mentre gli ingegneri civili guardavano con scetticismo allo spessore dell'arco di 19 cm in chiave del ponte, gli imprenditori già elogiavano il ridotto impiego di materiale.
Dopo il completamento, tuttavia, si verificò un momento critico: gli archi si abbassarono fino a 13 cm. Perché? Qui intervennero effetti come creep e ritiro, che all'epoca non erano ancora stati studiati. Eugène Freyssinet reagì immediatamente: fece modificare la struttura in una vera e propria operazione lampo.
Con l'aiuto di presse idrauliche riportò il ponte alla sua forma originale. Fu salvato. E non solo: superò senza problemi i successivi test di carico e convinse persino la stampa scettica. Questa esperienza rafforzò Eugène Freyssinet nella convinzione di dover indagare più a fondo il comportamento inatteso del calcestruzzo armato e di utilizzarlo attivamente nei progetti successivi.
Eugène Freyssinet: nessuna innovazione senza resistenza
Come per molte innovazioni, anche il nuovo approccio di Eugène Freyssinet suscitò inizialmente scetticismo, soprattutto negli ambienti specialistici. Le ragioni erano molteplici. Innanzitutto non si era certi che il calcestruzzo precompresso sarebbe durato nel tempo. Ricordiamo: fino a quel momento i grandi edifici – che si trattasse di ponti o capannoni di stoccaggio – erano soprattutto una cosa, massicci. Enormi blocchi di muratura o di calcestruzzo armato.
Perciò i progetti quasi filigranati di Eugène Freyssinet ponevano naturalmente delle domande. Sarebbe durato nel tempo? Come si costruisce una cosa del genere e il tutto è davvero più efficiente? Eugène Freyssinet però lasciò parlare le sue costruzioni.
Con le sue opere dimostrò che linfluenza del creep e del ritiro non solo era calcolabile, ma poteva essere utilizzata attivamente per rendere gli edifici ancora più portanti e durevoli. Da un problema nacque quindi una vera opportunità. E quando alla fine degli anni Venti, sulla costa aspra della Bretagna, si discusse della costruzione di un ponte, arrivò il momento.
Eugène Freyssinet: costruzione del Pont Albert-Louppe
Doveva essere lungo oltre 800 m, il che, con le luci disponibili all'epoca, era difficile da realizzare. Eugène Freyssinet vide qui la sua opportunità. Il ponte doveva essere un esperimento, costruito in calcestruzzo precompresso. Il calcestruzzo era considerato un materiale inerte e passivo, davvero portante solo se massiccio.
Eugène Freyssinet voleva dimostrare il contrario: il Pont Albert-Louppe doveva avere luci enormi, più audaci di tutto ciò che allora si riteneva possibile per questo materiale. Perché il calcestruzzo, si pensava all'epoca, fosse assolutamente prevedibile. Dopotutto si conosceva la sua resistenza a compressione e anche i suoi limiti. La maggior parte dei colleghi di Eugène Freyssinet ignorava le deformazioni che si verificavano. Lui, invece, voleva proprio sfruttarle per le sue opere. Per questo il ponte era perfetto.
Il problema del calcestruzzo, che molti ignoravano o accoglievano con un'alzata di spalle, si manifestò già durante la costruzione. Gli archi iniziarono a risistemarsi, lentamente ma in modo costante. Secondo i calcoli classici, proprio questo non avrebbe dovuto accadere. E ora? Demolizione? Naturalmente no, perché Eugène Freyssinet l'aveva previsto con precisione.
Per Eugène Freyssinet iniziava ora soltanto la parte più interessante del suo lavoro. Non lo considerava un fallimento, bensì un'opportunità per dimostrare su larga scala le sue teorie. Non era il calcestruzzo il problema, ma il modo in cui lo si utilizzava. Perché il calcestruzzo non è un materiale rigido, lavora. Ed è proprio questo che Eugène Freyssinet sfruttò.
Invece di accettare le deformazioni, Eugène Freyssinet intervenne attivamente. Con il suo procedimento idraulico riportò il ponte nella forma desiderata. Un po' di sollevamento, una nuova regolazione, un nuovo assestamento: fatto. Per il grande pubblico un approccio del tutto nuovo.
Non valeva più: «Costruiamo e speriamo che regga». Al contrario, mostrò agli addetti ai lavori: «Controlliamo il comportamento dell'opera». Eugène Freyssinet dimostrò che le opere non erano oggetti rigidi, ma potevano essere comprese come sistemi di forze e controllate attivamente. Il Pont Albert-Louppe ne era la prova.
Il calcestruzzo non era più un materiale portante passivo, ma poteva essere controllato attivamente e consapevolmente mediante la precompressione. È proprio qui che Eugène Freyssinet intervenne con la sua idea del calcestruzzo precompresso. E con ciò iniziò un'epoca del tutto nuova per il settore delle costruzioni. Un'opportunità per rafforzare anche dal punto di vista tecnico-edile le fondamenta dell'industrializzazione.
Conclusione: senza Eugène Freyssinet non esisterebbe l'infrastruttura moderna
Grazie alle opere rivoluzionarie di Eugène Freyssinet, il calcestruzzo precompresso nel settore delle costruzioni si impose gradualmente. E rapidamente persino in tutto il mondo. E oggi? Oggi questo materiale da costruzione è semplicemente indispensabile. Le sue applicazioni sono molteplici: da ponti a grattacieli, parcheggi multipiano e coperture di capannoni. Molti edifici moderni non sarebbero realizzabili senza questa tecnica.
Nella costruzione di ponti, in particolare il calcestruzzo precompresso della fine del XX secolo ha una reputazione non proprio buona. Il ponte Carolabrücke di Dresda, crollato l'11 settembre 2024, è un buon esempio del fatto che un materiale da costruzione debba essere ulteriormente sviluppato e migliorato. Il settore delle costruzioni impara costantemente, spesso proprio dagli errori che emergono solo in seguito. Soprattutto, la manutenzione di un'opera di questo tipo non dovrebbe mai essere trascurata. Se questo argomento vi interessa, leggete qui per saperne di più: Ponti fatiscenti in Germania .
Nonostante la sua enorme importanza, Eugène Freyssinet è poco conosciuto al di fuori degli ambienti specialistici. Quasi nessuno che non abbia a che fare professionalmente con il calcestruzzo precompresso conosce il suo nome. Il motivo è semplice: Eugène Freyssinet non ha creato una singola struttura iconica, ma un nuovo sistema costruttivo. Ciò che diventa standard, a un certo punto diventa invisibile, ma non per questo meno importante. Linnovazione tecnica sta in linea di principio dietro al design visibile. La prestazione ingegneristica rimane sullo sfondo, mentre i nomi di architetti o sponsor vengono messi in primo piano.
Resta il fatto che Eugène Freyssinet ha trasformato radicalmente l'edilizia in calcestruzzo. La sua invenzione ha reso possibili opere durevoli, grandi luci e costruzioni economiche. Forse non ha dato forma a uno skyline famoso, ma ha creato una base concreta su cui si fonda gran parte della nostra infrastruttura moderna. Eugène Freyssinet è stato un vero pioniere del calcestruzzo precompresso, che ha avuto il coraggio di ripensare i sistemi classici. Abbiamo sempre fatto così – ma in un altro modo è meglio.