Filo spinato | Mefics

Sfondo

Il filo spinato è un materiale di recinzione che consiste in un cavo metallico con sporgenze taglienti regolarmente distanziate. Il cavo di solito consiste di due fili attorcigliati l’uno all’altro per aggiungere forza e per permettere al cavo di espandersi e contrarsi con i cambiamenti di temperatura senza rompersi. Le punte affilate, chiamate barbe, di solito consistono in brevi pezzi di filo attorcigliati intorno a uno o entrambi i fili del cavo.

Recinzioni di vario tipo sono state usate fin dai primi giorni dell’agricoltura 10.000 anni fa. I recinti sono stati costruiti con legno, terra, pietra e piante viventi (siepi in Europa e cactus in America Latina). Il metallo non è stato usato per le recinzioni fino a quando il filo d’acciaio è diventato disponibile nel 19° secolo.

Per la prima volta, almeno 5.000 anni fa, sono stati costruiti brevi tratti di filo metallico martellando metalli flessibili come l’oro. Entro l’anno 1000, le lunghezze più lunghe di filo erano fatte tirando aste di metallo morbido, come leghe di piombo e stagno, attraverso una matrice di metallo più duro, come il ferro. Nei tempi moderni, fino alla metà del XIX secolo, la maggior parte dei fili era fatta di ferro battuto. Nel 1870 i miglioramenti nella produzione dell’acciaio resero possibile produrre grandi quantità di filo d’acciaio per la prima volta.

Il filo d’acciaio fu usato per la prima volta per le recinzioni durante la colonizzazione del West americano in aree dove il legno era scarso. Le prime recinzioni consistevano in fili singoli che si rompevano facilmente quando faceva freddo o quando il bestiame vagava. Nel 1860, il francese Leonce Eugene Grassin-Baledans brevettò l’uso di fili intrecciati di lamiera con punte sporgenti come “protettore di recinzione”. Un metodo simile fu brevettato negli Stati Uniti nel 1867 da Alphonso Dabb. Lo stesso anno Lucien Smith e William Hunt ricevettero i brevetti per il filo di ferro a filo singolo con barbe. Nel 1868 Michael Kelly inventò il primo filo spinato a doppio filo, ma il primo filo spinato di successo commerciale fu brevettato da Joseph Farwell Glidden di DeKalb, Illinois, nel 1874. Brevetti simili furono depositati lo stesso anno da Jacob Haish e Leonard Ellwood, entrambi di DeKalb. Dopo vent’anni di battaglie legali, la Corte Suprema degli Stati Uniti decise a favore di Glidden, che è spesso considerato l'”inventore” del filo spinato. L’uso del filo spinato aumentò enormemente negli anni 1870 e 1880, con alcuni sfortunati effetti collaterali. Nei rigidi inverni del 1885-1886 e del 1886-1887 migliaia di bovini morirono congelati quando non riuscirono a sfondare i “recinti di deriva” di filo spinato destinati a impedire loro di allontanarsi troppo a sud. I conflitti tra gli allevatori che volevano pascoli non recintati e gli agricoltori che volevano terreni coltivati recintati si sono intensificati con il taglio delle recinzioni, l’accaparramento dei terreni e le violente guerre per i pascoli. Alla fine il conflitto si placò quando divenne chiaro che il filo spinato stava diventando necessario con l’aumento del numero di uomini e bestiame.

Il filo spinato fu adattato per uso militare durante la guerra boera e usato in enormi quantità durante la prima guerra mondiale. Anche se il filo spinato è spesso usato per la sicurezza, l’agricoltura rappresenta ancora il 90% del suo uso. Molte persone collezionano filo spinato antico, con alcuni rari esemplari venduti per centinaia di dollari. Centinaia di collezionisti partecipano all’annuale Festival del Filo Spinato a La Crosse, Kansas, sede del Museo del Filo Spinato.

Materie prime

Il filo spinato è solitamente fatto di acciaio, che è una lega di ferro e una piccola quantità di carbonio. Le materie prime necessarie per produrre l’acciaio sono il minerale di ferro, il coke (una sostanza ricca di carbonio prodotta riscaldando il carbone ad alta temperatura in assenza di aria) e il calcare. Per prevenire la ruggine, il filo d’acciaio è solitamente rivestito di zinco. A volte l’acciaio è rivestito di alluminio, e occasionalmente il filo spinato stesso è fatto di alluminio.

Il processo di produzione

Fare lingotti di acciaio

1 Il minerale di ferro, il coke e il calcare sono riscaldati in un altoforno con aria calda pressurizzata. Il coke produce calore (per fondere il minerale di ferro) e monossido di carbonio (che reagisce con gli ossidi di ferro nel minerale per rilasciare ferro). Il calcare reagisce con le impurità del minerale di ferro, come lo zolfo, per formare scorie, che vengono rimosse. Il prodotto finale dell’altoforno è la ghisa, che contiene almeno il 90% di ferro, il 3-5% di carbonio e varie impurità.
2 Per convertire la ghisa in acciaio, le impurità e la maggior parte del carbonio devono essere rimossi. (Il ferro senza carbonio è molto più debole dell’acciaio, ma il ferro con troppo carbonio è fragile). Esistono vari metodi per purificare la ghisa, il più comune dei quali è il processo BOS (Basic oxygen steel). In questo metodo l’ossigeno viene fatto esplodere nella ghisa fusa ad alta pressione. Il carbonio viene rilasciato come monossido di carbonio, e le impurità vengono rilasciate come scorie. L’acciaio fuso rimanente viene versato in stampi e lasciato raffreddare in lingotti che pesano migliaia di libbre ciascuno.

Invenzione apparentemente semplice, il filo spinato ha avuto una storia interessante. Prima della sua introduzione, i primi agricoltori americani si affidavano alle tradizioni europee per creare un recinto adeguato ai diversi tipi di agricoltura. Avevano provato campi comuni senza recinzioni, recinzioni “d&ad” di pietra o legno, recinzioni “vive” di piante da siepe, o semplici recinzioni di filo. Alla fine furono sostituiti dal filo spinato, che era economico, relativamente semplice da installare e mantenere, non monopolizzava le scarse risorse locali come il legname, e si dimostrò altamente efficace nel controllo del bestiame.

Il filo spinato fu una causa immediata e un’arma centrale nelle famigerate “guerre tra buoi” tra allevatori e agricoltori. Il filo spinato fu anche al centro di controversie quando vari inventori e produttori si scontrarono per i diritti di brevetto e le licenze e alla fine formarono l’Unione dei produttori di filo spinato per stabilire i prezzi. Gli agricoltori accusarono i produttori di fissare i prezzi e di pratiche monopolistiche, e si unirono contro i produttori.

Le fabbriche di filo spinato portarono anche l’industria nell’America rurale. DeKalb, Illinois, era un sonnolento borgo agricolo a sessanta miglia a ovest di Chicago fino a quando inventori-imprenditori locali come Joseph Glidden e Jacob Haish furono pesantemente coinvolti nella produzione di filo spinato negli anni 1870. Le fabbriche con nuovi tipi di lavoro industriale cambiarono la base economica e demografica della città, mentre l’espansione delle strutture ferroviarie la portò molto più vicina a Chicago. L’aggiunta di una scuola normale e di un college per insegnanti nel 1890 confermò la trasformazione e DeKalb, conosciuta anche come “Barb City”, iniziò il 20° secolo come un avamposto virtuale della grande metropoli.

William S. Pretzer

Fare billette

3 Una billetta è una barra di acciaio con una sezione quadrata le cui dimensioni sono solitamente inferiori a circa 6 pollici (15 cm) per 6 pollici (15 cm). (Se le dimensioni sono più grandi, la barra è conosciuta come un bloom; se la sezione trasversale è rettangolare piuttosto che quadrata, la barra è conosciuta come una lastra). Un lingotto d’acciaio viene riscaldato fino a circa 2192°F (1200°C), poi viene fatto rotolare avanti e indietro tra rulli scanalati fino a raggiungere le dimensioni appropriate. Cesoie giganti tagliano la billetta alla lunghezza desiderata; poi la si lascia raffreddare. È anche possibile formare billette direttamente dall’acciaio fuso, versandolo attraverso uno stampo di rame raffreddato ad acqua per modellarlo, poi spruzzandolo con acqua per solidificarlo.

Fare il filo

4 La billetta di acciaio viene nuovamente riscaldata e laminata fino a quando non è stata modellata in una barra rotonda di 0,2 pollici (5,6 mm) di diametro, nota come vergella. La vergella viene laminata in una bobina che pesa fino a 3.969 libbre (1.800 kg), che viene spedita al produttore di filo.
5 Le scaglie, un rivestimento superficiale di ossido di ferro che si forma sull’acciaio quando viene riscaldato, devono essere rimosse dalla vergella. Questo può essere fatto immergendola in un acido caldo e diluito (acido solforico a 180°F o acido cloridrico a 140°F) e risciacquandola con acqua, un processo noto come decapaggio. Il calcare può anche essere rimosso piegando la vergella avanti e indietro tra una serie di ruote per romperlo, o facendolo esplodere con particelle in rapido movimento di sabbia, ossido di alluminio o pallini di ghisa.
6 La vergella pulita è rivestita con calce, borace o fosfato. Questo rivestimento previene la ruggine, neutralizza qualsiasi traccia residua di acido e aiuta i lubrificanti ad aderire alla vergella quando viene trasformata in filo.
7 Un’estremità della vergella rivestita viene modellata a punta. Questa estremità è inserita come un filo che passa attraverso la cruna di un ago in una matrice che consiste in un pennino centrale molto duro in carburo di tungsteno circondato da un supporto in acciaio. La vergella è lubrificata con olio o sapone e viene tirata attraverso la matrice per ridurne il diametro. Questo processo è noto come trafilatura. Una serie di stampi è utilizzata per ridurre la vergella dalla sua dimensione originale alla dimensione desiderata del filo. Per il filo spinato, il diametro è tipicamente di 0,097 pollici (2,5 mm). Di solito sono necessari circa sei o sette stampi per raggiungere questa dimensione.
8 Trafilare il filo lo fa diventare duro e rigido. Per renderlo flessibile, viene riscaldato, un processo noto come ricottura. Il filo può essere ricotto riscaldandolo in un bagno di sale fuso, in un bagno di piombo fuso o in un forno contenente azoto. Tutti questi metodi prevengono la formazione di incrostazioni proteggendo l’acciaio dall’ossigeno.

Fare il filo spinato

9 Il filo da trasformare in filo spinato è solitamente galvanizzato (rivestito di zinco) per proteggerlo dalla corrosione. Il filo deve essere perfettamente pulito e asciutto per essere correttamente galvanizzato. Prima viene pulito in un bagno di acido cloridrico caldo e diluito, poi risciacquato con acqua calda. Poi passa attraverso una soluzione di cloruro di zinco caldo o di cloruro d’ammonio per evitare la formazione di ruggine mentre si asciuga. Dopo l’asciugatura, il filo passa attraverso un bagno di zinco fuso. Lo zinco in eccesso viene eliminato e il filo rivestito viene lasciato raffreddare. Il filo può anche essere rivestito di zinco con un processo noto come elettrozincatura. Al filo viene data una carica elettrica negativa e fatto passare attraverso una soluzione di solfato di zinco o qualche altro sale di zinco. Gli ioni positivi di zinco sono attratti dal filo negativo e formano un rivestimento.
10 Una singola macchina automatizzata esegue tutti i passaggi necessari per trasformare il filo zincato in filo spinato. Due fili vengono inseriti nella macchina e attorcigliati insieme per formare il cavo. Un altro filo viene introdotto nella macchina dal lato e attorcigliato intorno a uno o entrambi i fili del cavo. Questo filo viene tagliato ad angolo su entrambi i lati per formare un barbiglio a due punte. Due fili sono attorcigliati e tagliati insieme se sono necessarie quattro barbe. Il filo spinato viene tirato lungo una distanza stabilita (di solito 4 o 5 pollici), e il processo viene ripetuto per spaziare le barbe in modo uniforme. Il filo spinato è avvolto su bobine e tagliato in lunghezze di 402 metri. Queste bobine sono poi caricate su camion e spedite al cliente.

Controllo di qualità

Gli standard per il filo spinato sono stati stabiliti dall’American Society for Testing and Materials. I produttori di filo spinato usano i test descritti in questi standard per assicurare ai loro clienti che stanno acquistando un prodotto di qualità.

Una bobina di filo spinato su 50 è selezionata per i test e l’ispezione. Prima vengono misurate le dimensioni per verificarne la precisione. Il diametro dei fili del cavo e delle barbe non deve variare più di 0,5 pollici (0,13 mm). Le barbe devono estendersi almeno a 0,37 pollici (9,5 mm) dal centro del cavo. Almeno il 93,5% degli spazi tra le barbe deve essere entro 0,74 pollici (19 mm) della lunghezza desiderata. (Il 100% di precisione nella spaziatura delle barbe è impossibile a causa dei piccoli movimenti delle barbe durante la manipolazione). Un campione di 25 piedi (7,6 m) di filo spinato deve contenere almeno 69 barbe se sono spaziate di 4 pollici (10 cm) e almeno 55 barbe se sono spaziate di 5 pollici (13 cm). Il filo sulla bobina deve essere lungo almeno 1.319 piedi (402 m).

Una prova di resistenza viene eseguita su un campione di 4 piedi (1,2 m) di filo spinato. Il campione viene tirato con una forza misurata finché non si rompe. Deve essere in grado di resistere a una forza di almeno 4.230 newton.

Per il filo spinato galvanizzato, un altro campione di 1,2 m (4 piedi) viene testato per il suo rivestimento di zinco. Il campione viene pesato, poi lo zinco viene rimosso con acido cloridrico. Pesando di nuovo il campione e notando la differenza tra i due pesi, si può determinare la quantità di rivestimento di zinco. Una procedura simile è usata per misurare il rivestimento di zinco sulle barre. Il peso minimo richiesto varia con il diametro dei fili del cavo. Per il diametro più comune (0,097 pollici o 2,5 mm), ogni filo di linea e ogni barbiglio devono essere rivestiti con almeno 3,2 once (90 g) di zinco per metro quadro (11 sq ft) per un rivestimento di Classe 1 o almeno 8,6 once (245 g) per metro quadro (11 sq ft) per un rivestimento di Classe 3. Il filo spinato di grado standard ha un rivestimento di classe 1 o di classe 3 sui fili di linea e un rivestimento di classe 1 sulle barbe. Il filo spinato del grado Chain Link Fence deve avere un rivestimento di classe 3 sui fili di linea e sui barbi.

Il futuro

Anche se il classico recinto di filo spinato è ancora comunemente usato nelle fattorie, viene lentamente sostituito da prodotti più avanzati come i recinti di filo intrecciato (simili al filo di pollo, con incrocio di fili orizzontali e verticali) e recinti elettrici. Per uso militare e di sicurezza, il filo spinato può diventare obsoleto con il recente sviluppo del nastro spinato, una striscia piatta e sottile di metallo che è stata tagliata per produrre gruppi di punte affilate. Forse un giorno il filo spinato esisterà solo nei musei e nelle collezioni private.

Dove saperne di più

Libri

Hooper, Meredith. Invenzioni quotidiane. Taplinger, 1976.

McGannon, Harold, ed. The Making, Shaping, and Treating of Steel. Herbick and Held, 1971.

Periodico

Evans, Charlotte. “C’era un tempo in cui il selvaggio West ballava sulla ‘corda del diavolo'”. Smithsonian, luglio 1991, pp. 72-83.

-Rose Secrest