I profili a sezione cava (i tubi o tubolari) vengono sempre più utilizzati quali elementi strutturali nei progetti a forte valenza architettonica; in particolare nel caso dei profili circolari, dove al valore estetico si sommano vantaggi nella progettazione dovuti a caratteristiche geometriche e prestazionali.
L'entrata in vigore della nuova Normativa Tecnica per le Costruzioni (NTC 2008) e la quasi contemporanea obbligatorietà della marcatura CE dei profili tubolari utilizzati nelle costruzioni a uso civile e industriale (in conformità alla direttiva 89/106/CEE recepita in Italia con DPR n. 246/93 e n. 499/97), ha prodotto un riassetto nel settore dei prodotti per la costruzione. Nell'ambito degli acciai per carpenteria metallica è soprattutto nel settore dei profilati cavi per impieghi strutturali che si notano i maggiori cambiamenti, poiché la nuova normativa offre indicazioni più chiare e a garanzia della sicurezza, sulle caratteristiche che deve avere un profilo tubolare per uso strutturale nelle costruzioni.
Tutti i profilati cavi devono avere le caratteristiche meccaniche minime previste dalle normative (allungamento, trazione, snervamento ed eventuale resilienza - se contemplata) e solo in questo caso possono essere utilizzati nella costruzione metallica. Le prove che definiscono le caratteristiche chimiche, fisiche e meccaniche dei materiali strutturali, sono indicate nelle rispettive normative e devono essere eseguite e certificate da laboratori abilitati come da art. 59 del DPR 380/2001.
I profilati cavi possono essere formati a caldo o a freddo. Entrambi devono essere fabbricati in accordo alle normative europee di riferimento: la EN 10210 (recepita in Italia con la UNI EN 10210-2006- 1 e 2) per quanto riguarda i profili formati a caldo, la EN 10219 (recepita in Italia con la UNI EN 10219-2006-1 e 2) per quelli formati a freddo. Le norme specificano le condizioni tecniche di fornitura, i requisiti relativi alle tolleranze, alle dimensioni e alle caratteristiche del profilo. È molto importante sottolineare che le NTC 2008 impongono al progettista ed al direttore dei lavori l'uso di profili cavi prodotti e forniti nel rispetto delle normative citate.
Quasi contemporaneamente all'entrata in vigore delle NTC, con la pubblicazione della normativa UNI EN 10027 è cambiata anche la designazione con la quale venivano denominati gli acciai. La nuova designazione permette di identificare, nel nostro caso con le lettere "S" e "H", il tipo di prodotto: la lettera "S", che si trova all'inizio della designazione, indica che è un acciaio per impiego strutturale e la lettera "H" che è un profilato cavo. Inoltre, dalla designazione si evincono le indicazioni sul carico unitario di snervamento, sulle caratteristiche della resilienza e/o sullo stato di partenza del materiale.
Analizzando più dettagliatamente le proprietà dei due tipi di profili (formati a caldo o formati a freddo) si può riscontrare che per i primi, la definizione riguarda tutti i tipi di profilati cavi (quadri, rettangolari, circolari, ellittici) realizzati in accordo alla norma UNI EN 10210 individuando due tipi di prodotti: i profili cavi chiusi (senza saldatura) finiti con processi di deformazione a caldo con o senza trattamento termico successivo e i profili cavi formati a freddo con trattamento termico successivo (normalizzati, per ottenere condizioni metallurgiche equivalenti a quelle ottenute nel prodotto formato a caldo). Tutti i profili prodotti in ottemperanza alla EN 10210, sono spesso indicati in Italia, impropriamente, con la dicitura semplificata di "profili senza saldatura" piuttosto che "profili formati a caldo" così come vengono identificati dalla normativa stessa.
A questo proposito la EN 10210 al punto 6.4 "Condizioni di fornitura" precisa: "I profilati cavi formati a freddo con trattamento termico successivo, per ottenere caratteristiche equivalenti a quelle ottenute mediante laminazione di normalizzazione, sono ritenuti conformi ai requisiti della presente norma...".
È sotto questa ottica che dovrebbero essere lette le caratteristiche richieste dalle NTC 2008 per gli acciai da carpenteria metallica, nel capitolo 11, al punto 11.3.4.1: "Per la realizzazione di strutture metalliche e di strutture composte si dovranno utilizzare acciai conformi alle norme armonizzate della serie UNI EN 10025 (per i laminati), UNI EN 10210 (per i tubi senza saldatura) e UNI EN 10219-1 (per i tubi saldati), recanti la Marcatura CE…".
Le NTC 2008, in questo caso hanno adottato la diffusa dicitura "profili senza saldatura" invece di quella formale, data dalla EN 10210, "profili finiti a caldo", creando alcune perplessità negli utilizzatori, poiché da una lettura rigida delle NTC 2008 sarebbe precluso l'uso dei profili strutturali saldati con trattamento termico successivo secondo le UNI EN 10210. Non ci rimane che concludere che questo passaggio della normativa è da leggersi come trasposizione della consuetudine d'uso, secondo la quale i profili prodotti in ottemperanza alle EN 10210 vengono chiamati "profili senza saldatura".
Con riferimento al metodo di produzione: nel primo caso (senza saldatura e prodotto a caldo) lo sbozzato di partenza viene realizzato mediante perforazione di un elemento pieno (generalmente lingotto o billetta quadra/circolare) e successivamente viene trasformato nel tubo finale mediante dei processi di laminazione, estrusione o trafilatura su mandrino. Nel secondo caso i tubolari inizialmente formati a freddo e saldati vengono successivamente riscaldati in forno (800-1.000 gradi circa secondo il produttore), per ottenere caratteristiche equivalenti a quelle ottenute mediante laminazione di normalizzazione. In entrambi i casi i tubi così prodotti sono soggetti a una serie di lavorazioni successive di rifinitura e controlli, anche non distruttivi (questi ultimi opzionali).
Il prodotto ricavato, in tutti e due i casi, possiede eccellenti proprietà meccaniche, ottima saldabilità, tolleranze dimensionali ristrette ed è disponibile in numerosi gradi d'acciaio e in un'ampia gamma dimensionale.
L'altra grande categoria dei profilati cavi (quadri, rettangolari, circolari) riguarda quelli prodotti mediante processi di deformazione di laminati piani e successiva saldatura (longitudinale o elicoidale) prodotti in accordo alla norma UNI EN 10219. Questi profili sono forniti formati a freddo senza trattamento termico successivo a eccezione del cordone di saldatura che può essere sottoposto a trattamento termico. La norma stabilisce che devono essere fabbricati mediante saldatura a resistenza elettrica (generalmente forniti senza scordonatura interna) o a saldatura ad arco sommerso. I profilati cavi fabbricati mediante un processo continuo non devono comprendere le saldature utilizzate per congiungere lunghezze di nastro prima della formatura del profilato cavo, salvo che per i profilati cavi saldati elicoidalmente ad arco sommerso. La produzione di tubi ricavati da nastro laminato a caldo, a freddo e/o zincato offre una vastissima gamma di tubi saldati, sia per quanto riguarda le dimensioni sia per gli spessori. Inoltre per grandi diametri o per specifiche e determinate necessità progettuali è possibile "creare" il proprio profilo tubolare attingendo dalla nutrita gamma di spessori offerta dai nastri di partenza.
Qualunque sia la scelta del profilo, la qualità e la sicurezza dei progetti sono garantite dalla tracciabilità imposta dalla Normativa ai prodotti, ai progettisti, ai produttori, ai distributori, alle imprese e ai direttori dei lavori. Viste le possibilità espressive, strutturali ed estetiche proprie dell'acciaio e dei profili tubolari in particolare, ai progettisti e ai committenti, resta solo l'imbarazzo della scelta, sia questa indirizzata verso profili cavi "formati a caldo" o verso quelli "formati a freddo", usati da soli, in strutture miste o in abbinamento con altri materiali.
Bibliografia
Fondazione Promozione Acciaio, Profilati cavi per impieghi strutturali, 2010
UNI EN 10210-1,2:2006, Profilati cavi finiti a caldo di acciai non legati e a grano fine per impieghi strutturali
UNI EN 10219-1,2:2006, Profilati cavi formati a freddo di acciai non legati e a grano fine per strutture saldate
UNI EN 10027-1:2006, Sistemi di designazione degli acciai
De Marco T., Landolfo R., Salvatore W., Acciai strutturali, prodotti e sistemi di unione, Fondazione Promozione Acciaio, 2007
