L’acciaio CorTen, una finitura per facciate e rivestimenti

Che cos’è l’acciaio CorTen?

Con il termine CorTen si indica un acciaio tecnicamente definito come a basso contenuto di elementi di lega e a elevata resistenza meccanica.
Brevettato negli Stati Uniti nel 1933 dall’United States Steel Corporation (U.S.S.) come acciaio basso legato altoresistenziale e autopassivante, definito “patinabile”, si è poi diffuso nel resto del mondo e in particolare in Europa, dove è impiegato in numerose applicazioni.

Il primo uso architettonico si deve a Eero Saarinen, per la realizzazione del John Deere World Headquarters in Illinois nel 1964.

Le caratteristiche dell’acciaio CorTen

Il suo nome deriva dalle principali caratteristiche che lo contraddistinguono:

– elevata resistenza alla corrosione(CORrosion resistance);

– elevata resistenza meccanica (TENsile strength).

Grazie alla resistenza meccanica, è possibile utilizzare il CorTen in sostituzione dei comuni acciai strutturali al carbonio, realizzando però elementi di spessore ridotto e quindi di peso inferiore.

Grazie invece alla resistenza alla corrosione, l’acciaio può essere utilizzato anche allo stato “nudo”, mentre se viene verniciato resiste molto più a lungo e quindi richiede una manutenzione meno frequente.

Se esposto all’atmosfera senza essere verniciato, l’acciaio Corten si ricopre con il tempo di una caratteristica patina, costituita dagli ossidi dei suoi elementi di lega, che impedisce alla corrosione di avanzare.
Al di là del ruolo protettivo, questa tipica patina brunastra che col passar del tempo assume diverse gradazioni di colore, conferisce al prodotto un’elevata valenza estetica, ed è grazie a questa qualità che il materiale è frequentemente impiegato per la finitura di facciate di edifici di architettura moderna o per sculture all’aperto.

L’acciaio viene definito patinabile perché la ruggine è un effetto voluto, creato per determinare quella pellicola superficiale di resistenza alla corrosione formata da uno strato esterno poroso e da un sottile strato interno amorfo e impermeabile ricco di rame, cromo e fosforo.

Le tre diverse tipologie di acciaio CorTen

Le caratteristiche di resistenza meccanica e alla corrosione atmosferica variano in funzione della diversa composizione chimica e dello spessore, per cui si distinguono tre diverse tipologie di acciaio CorTen, da utilizzare nel campo strutturale o per applicazioni architettoniche.

Tali differenze di formulazione sono definite dalla norma EN 10025-5 d.

L’acciaio CorTen utilizzato per impieghi architettonici, di tipo A, ha una composizione detta al fosforo, che ha una resistenza alla corrosione atmosferica da 5 a 8 volte superiore a quella di un comune acciaio al carbonio.
In genere, per questo tipo di impiego si producono lamiere di spessore fino a 12,5 mm, anche se i progettisti possono richiedere anche spessori superiori.

Tra gli acciai più resistenti alle sollecitazioni meccaniche c’è invece quello detto, in base alla sua composizione chimica, al vanadio, di tipo B e C.
Anche in questo caso si riscontrano effetti molto elevati di resistenza alla corrosione atmosferica, per cui l’acciaio si può usare anche per impieghi architettonici, ma con effetti estetici meno accentuati rispetto a quello al fosforo.

L’acciaio CorTen viene prodotto per laminazione, in lamiere, o sottoforma di profilati, per impieghi strutturali o per la realizzazione di serramenti.

L’ossidazione dell’acciaio CorTen e la formazione della patina

Durante il processo di ossidazione dell’acciaio CorTen, che dura dai 18 ai 36 mesi, la ruggine conferisce al materiale varie colorazioni, che passano dall’arancio iniziale al bruno-rossastro del prodotto ormai a ossidazione avvenuta, quando lo spessore superficiale si è ridotto di ca. 0,5 mm.

Per favorire la corretta fioritura della patina devono sussistere precise circostanze:

– alternanza di cicli asciutto/bagnato

– contatto con l’atmosfera

– azione fotocatalitica della luce solare

– assenza di ristagni permanenti con l’acqua.

Sulla formazione di patina incide anche l’inquinamento e la carenza di ossigeno, per cui può accadere che il processo avvenga in maniera più favorevole nelle zone industriali rispetto a quelle rurali.

La messa in opera è invece sconsigliata in ambienti chiusi o marini, dove la patina può non formarsi e l’acciaio risulta attaccabile dalla corrosione come quello al carbonio.

Se la patina viene intaccata e si riduce o elimina, il processo si forma di nuovo, per cui il materiale risulta vivo e in grado di autoproteggersi. Il suo aspetto inoltre cambia in base alla forma dell’oggetto, del luogo in cui è posto e delle condizioni atmosferiche a cui è sottoposto.

Come evitare gli incovenienti dell’acciao CorTen

Tuttavia il CorTen presenta anche degli inconvenienti, per evitare i quali è necessario eseguire la posa in opera a regola d’arte:

– bisogna evitare il ristagno d’acqua

– è necessario predisporre delle canaline per la raccolta dell’acqua meteorica per evitare di macchiare le parti circostanti all’acciaio

– devono essere usati esclusivamente fissaggi meccanici in acciaio patinabile o inox .

La saldatura dell’acciaio CorTen

L’acciaio CorTen può essere saldato, ma nel caso in cui il materiale debba essere utilizzato “nudo” la saldatura va effettuata in più passate e per le ultime due devono essere utilizzati elettrodi al 2% o al 3% di Nichel, in modo da ottenere cordoni di saldatura di colore simile a quello dell’acciaio.

Durante la fase di maturazione, il CorTen può dilavare e macchiare le superfici a contatto con perdite di ossido. Si tratta di un processo naturale e fisiologico del materiale, ma per questo motivo è preferibile evitare l’installazione su manufatti realizzati con materiali di pregio, come marmi, graniti, ecc..

Come realizzare materiali simili al CorTen

Visto che l’acciaio CorTen è una finitura di grande tendenza si sono imposti sul mercato materiali che propongono un effetto simile a quello del prodotto originale senza i suoi inconvenienti.
L’uso di questi materiali può essere interessante, ma naturalmente presentano dei limiti rispetto al CorTen originale.

Per realizzare un “finto” CorTen si utilizzano vari procedimenti:

– la metallizzazione: consiste nella stesura di un sottile strato superficiale di CorTen sull’acciaio al carbonio tradizionale; naturalmente se questo strato si danneggia l’acciaio sottostante non è protetto e può essere sottoposto a ossidazione

– la verniciatura, con vernici che riproducono l’effetto ruggine: ha l’inconveniente che la vernice appare uniforme e non riproduce perfettamente le sfumature dell’originale

– l’ossidazione semplice: si tratta della normale ruggine che si forma per ossidazione sul ferro, ha però l’inconveniente di rimuoversi dalla superficie provocando un effetto di sporco e deterioramento.