Materials selection in mechanical design, 3rd ed.

La nostra era, a forte connotazione tecnologica piuttosto che scientifica, pretende dai materiali prestazioni sempre più elevate e contemporaneamente richiede una maggiore affidabilità alle macchine, alle strutture ed ai prodotti finiti, soprattutto quando questi ultimi sono il risultato di progetti ad alto livello. Le due esigenze sono antitetiche, ed il risultato del loro forzato sincretismo è inevitabilmente una drastica riduzione del divario fra reale resistenza dei materiali e sollecitazioni in esercizio, e, di conseguenza, una continua riduzione dei margini di sicurezza. Il "progettista" si trova quindi a dover lottare contro difficoltà sempre più grosse per garantire la qualità dei suoi prodotti. Con queste premesse è evidente che progettista ed “esperto dei materiali” (quasi mai alle due figure culturali corrisponde la stessa persona fisica) devono unire le loro conoscenze, ognuno contribuendo, per quanto gli compete, alla corretta realizzazione di progetti ad alta tecnologia, l’uno favorendo il lavoro dell'altro. Pena per una mancata collaborazione, il rischio di far affondare un cargo di idee validissime nel bicchiere d'acqua dell'ignoranza. Ne consegue che, se calate nella realtà attuale, le classiche figure del progettista e dell'esperto di materiali subiscono una modifica sostanziale. Al primo, infatti, si richiede sempre più spesso di uscire dalla logica dell'economia ed accettare una scelta dei materiali impostata su basi scientifiche. Al secondo, invece, sono imposte precise direttrici di ricerca, tese alla messa a punto di materiali sempre più resistenti (sia modificando lo stato di lega, sia inventando nuovi trattamenti e nuovi materiali), all'approfondimento delle conoscenze in quei campi che tendono ad individuare le vere doti di resistenza dei materiali, alla definizione di metodologie che permettano di fare la migliore scelta fra tutti i materiali attualmente disponibili. Quanto fin qui detto, è doverosa premessa per presentare questo, che è sì un libro sui materiali, ma non solo. E’ bene ricordare, infatti, che oltre che un sostantivo, materiale è anche un aggettivo: un aggettivo importante perché permette di distinguere fra i diversi tipi di beni di cui l’uomo, per bontà divina o propria, può disporre. Ma i beni materiali non sono disgiunti dai beni morali, ed in questo testo, più che nei precedenti, Ashby si è dedicato alla ricerca di una soluzione per questa fondamentale equazione. Il buon uso dei materiali (sost.) è, per la nostra generazione, un problema morale, che passa attraverso il risparmio delle risorse naturali, la minimizzazione dell’impatto ambientale dovuto alle attività umane e la corretta distribuzione dei benefici materiali (agg.) che da tali attività derivano. Alla presentazione (e si potrebbe dire alla divulgazione) di tali problematiche Ashby dedica l’ultima parte di questo libro, approfondendone i diversi aspetti più che nelle edizioni precedenti. Ciò costituisce una importante novità per chi, come me, si è avvicinato alla procedura di scelta dei materiali suggerita da Ashby fin dalle prime pubblicazioni (i più vecchi diagrammi di scelta sono del 1988, come suggerisce il numerino posto accanto al nome dell’autore). A quei tempi, per un operatore della didattica, l’esame dei testi di Ashby era guidato dalla curiosità e dalla necessità di trovare nuovi metodi di insegnamento che meglio si adattassero alle esigenze degli studenti di ingegneria. Il materiale non doveva più essere un dato di fatto, un semplice accessorio utile per realizzare progetti: doveva acquistare il giusto rilievo ed entrare di diritto fra le variabili in grado di condizionare il successo delle idee progettuali. Oggi si può dire che, almeno parzialmente, questo obiettivo è stato raggiunto: una buona parte del mondo industriale è consapevole dell’importanza della individuazione del materiale più idoneo a soddisfare i requisiti di progetto. Non solo: se già non esiste, si può addirittura considerare l’idea di progettare un nuovo materiale, e non è detto che questa sia una procedura economicamente svantaggiosa. Da questi sforzi, in gran parte esercitati in ambito accademico, è sorta una nuova generazione di ingegneri che conoscono la stretta correlazione fra progetto e materiale, fra materiale e microstruttura, fra microstruttura e proprietà del materiale: operatori che devono saper scegliere il materiale migliore per ogni applicazione. In questa ottica i testi di Ashby mantengono e spesso aumentano la loro validità: non è sufficiente sapere che bisogna trovare il materiale migliore, bisogna anche sapere come fare. A ciò pensa la procedura presentata da Ashby nei suoi lavori, che pertanto non si indirizzano verso un particolare tipo di utilizzatore, ma essendo applicabile praticamente in tutti i casi, serve ad ogni ingegnere, dal meccanico all’elettrico, dal chimico al civile, dall’ambientale al classico ingegnere dei materiali. Per ribadire questo concetto, si è ritenuto utile modificare il titolo originale di questa opera “Material selection in mechanical design”, alquanto riduttivo, nel più generico e attinente il reale contenuto: “Scelta del materiale nella progettazione industriale”. Questo testo è attualmente uno dei pochi, forse l’unico, che affronta tale argomento in lingua italiana. Il modo migliore per trarre il maggior profitto dalla sua consultazione, sia a livello didattico che operativo, è quello di partire sapendone poco, proprio il minimo indispensabile: in tal modo si viene condotti senza preconcetti attraverso un percorso che è sì in salita, ma è anche assai ben calibrato, e porta a scoprire, oltre a come sia opportuno operare per sfruttarne al meglio le proprietà, molte cose insospettate sui materiali e sui prodotti che con essi si possono fabbricare.