Foratura e segagione abrasive

La foratura e la segagione abrasive tagliano un materiale più duro dell'utensile strofinandovi contro granuli duri sciolti, quasi sempre sabbia di quarzo bagnata, con un tubo, una lama o una corda in movimento. L'utensile si limita a portare i granuli, che asportano particelle minuscole. Le tracce più antiche note sono su anelli di giada di Xiaonanshan, nella Cina nord-orientale, segati con corda e sabbia circa 9.000 anni fa. In Europa centrale gli agricoltori del Neolitico antico della cultura della ceramica lineare, dal 5500 a.C. circa, segavano lastre di pietra verde per ricavarne abbozzi d'ascia e ne foravano il foro per il manico con tubi cavi, sabbia fine e acqua. Più tardi gli scalpellini egizi tagliarono il granito allo stesso modo con il rame, e le corone diamantate applicano il principio con granuli fissati nell'utensile.

Che cos’è

La foratura e la segagione abrasive tagliano pietra, vetro o metallo con granuli sciolti più duri del materiale, che un utensile spinge e trascina sopra di esso. L’utensile può essere più tenero della pietra: un tubo di legno o d’osso, una lama di rame, una corda. Si limita a tenere i granuli contro la superficie e a muoverli. Ogni granulo asporta poche particelle, e molte migliaia di granuli, rinnovati di continuo, consumano un foro o un solco.

Il granulo più comune era la sabbia di quarzo, abbastanza dura da rigare quasi tutte le pietre da costruzione. Granuli più duri, come lo smeriglio o il corindone, tagliano più in fretta le pietre dure, e il diamante, il più duro di tutti, taglia qualunque pietra. Lo stesso principio va dai trapani cavi dei fabbricanti di asce neolitici alle corone diamantate che oggi perforano la roccia. Una punta da trapano per metalli lavora in un altro modo: i suoi taglienti di acciaio temprato staccano direttamente i trucioli.

Come funziona

A tagliare sono i granuli, non il tubo; alcuni si fissano nel rame tenero, che allora lavora come una lima.

Un granulo duro premuto contro una superficie più tenera e trascinato su di essa la riga, come la sabbia riga il vetro. Sotto un utensile in movimento i granuli rotolano e scivolano, si spezzano, e alcuni si fissano nell’utensile. Leonard Gorelick e John Gwinnett, che hanno studiato la foratura antica, fanno notare che il rame era adatto a questo lavoro perché abbastanza tenero da far incastrare l’abrasivo: il tubo o la sega diventavano una specie di lima. Anche l’utensile si consuma, ma più lentamente della pietra.

L’acqua fa parte del metodo. Porta i granuli sotto l’utensile, lava via la polvere di pietra che altrimenti attutirebbe il taglio e tiene bassa la polvere. L’operaio aggiunge sabbia bagnata fresca nel foro o nel solco a mano a mano che i vecchi granuli si arrotondano.

Un trapano tubolare taglia solo un anello. Il resto della pietra rimane come una carota dentro il tubo, così che si deve consumare molto meno materiale, e la carota si può spezzare quando l’anello è abbastanza profondo. Il tubo si fa girare avanti e indietro con un archetto la cui corda è avvolta intorno al fusto, o semplicemente tra i palmi, mentre una pietra tenuta in alto lo spinge in basso. Spesso si fora dalle due facce finché le due metà si incontrano. Gwinnett e Gorelick osservano che la carota lasciata da un trapano tubolare si assottiglia sempre verso l’alto.

Una sega senza denti lavora allo stesso modo lungo una linea. Una lama di legno, rame o pietra viene passata avanti e indietro su una linea di sabbia bagnata, e il solco si approfondisce lentamente. Nelle lastre neolitiche della Germania centrale il solco di segagione ha una sezione arrotondata, a U, per i primi 8–10 mm e poi si stringe a V.

Come si fa

Questo esercizio fora una piastrella di cotto con un tubo di rame e sabbia, poi vi sega un solco con un listello di legno. Servono una piastrella da pavimento in cotto non smaltato spessa circa 1,5 cm, o una lastrina di calcare tenero; 10 cm di tubo di rame da 15 mm; un girabacchino il cui mandrino stringa il tubo, oppure un tondino di legno incollato nel tubo e fatto girare con un archetto; sabbia fine e asciutta; un pezzo di plastilina; acqua; un listello di legno duro di circa 30 cm; due morsetti; occhiali protettivi e guanti.

Il tubo di rame fa girare la sabbia bagnata ad anello; il bordino di argilla trattiene la poltiglia.

Fissate la piastrella in piano sul banco, sopra un’asse di scarto. Fate un anello di plastilina di circa 3 cm di diametro intorno al punto da forare e premetelo perché aderisca alla piastrella. Mettetevi dentro un cucchiaino di sabbia e aggiungete acqua fino a ottenere una poltiglia fluida. Posate il tubo dritto nella poltiglia e girate il girabacchino con movimenti regolari, premendo con moderazione. Dopo un minuto sollevate il tubo, rimescolate la poltiglia e continuate. Compare un solco ad anello; aggiungete sabbia quando la poltiglia diventa grigia e liscia. Quando il solco è profondo, girate la piastrella e finite dall’altra faccia, oppure continuate finché la carota cade.

Per segare, fissate di nuovo la piastrella e tracciate una linea di traverso. Stendete sulla linea un sottile cordone di sabbia bagnata e passatevi sopra avanti e indietro il listello di legno duro, tenuto di taglio, aggiungendo sabbia bagnata. In pochi minuti si forma un solco poco profondo. Guardatene la sezione: è arrotondata sul fondo, come i solchi delle lastre neolitiche.

Sicurezza. Lavorate sempre a umido. La polvere secca di sabbia, pietra e cotto contiene silice fine, che danneggia i polmoni se respirata a lungo; non spazzatela e non soffiatela, raccoglietela con un panno umido. Usate solo un materiale conosciuto, come il cotto o il calcare, e non lavorate mai pietre verdi o fibrose sconosciute, che possono contenere amianto.

Storia ed evoluzione

Le tracce più antiche trovate finora vengono dalla Cina nord-orientale. A Xiaonanshan, sull’Ussuri, nello Heilongjiang, sepolture di circa 9.000 anni fa contenevano giade, tra cui anelli aperti portati come orecchini. Le fessure mostrano le ondulazioni curve lasciate da una corda tirata avanti e indietro mentre si aggiungeva sabbia di quarzo. Tang Chung, che ha riprodotto il metodo con spago di canapa e sabbia di quarzo, rileva queste tracce di segagione a corda sulle giade di Xiaonanshan, e Ma Shuwen e i suoi colleghi collocano in questo sito la più antica segagione a corda della Cina.

Una lastra segata a metà, il listello e la sabbia che l’hanno tagliata, e una carota lasciata da un trapano tubolare.

L’Europa centrale ne conserva una documentazione dettagliata dal Neolitico antico. Simone Meinecke, Roberto Risch e i loro colleghi hanno studiato 357 abbozzi d’ascia, carote di foratura e scarti della Sassonia-Anhalt e della Sassonia. Abbozzi a forma delle asce a “forma di scarpa”, tipiche della cultura della ceramica lineare dal 5500 a.C. circa e delle successive culture della ceramica a punzonatura e di Rössen, venivano segati da lastre di uno scisto verde su almeno un lato. L’opinione prevalente, scrivono, è che si usassero seghe di legno con sabbia di quarzo tagliente e acqua; sono state trovate anche lame di arenaria. Le asce venivano immanicate attraverso fori rotondi fin dalla ceramica lineare antica, forati con un cilindro cavo, probabilmente di legno di sambuco o d’osso, sabbia di quarzo fine e acqua. Le carote di questi fori misurano in media 18–19 mm. In esperimenti pubblicati in Ungheria nel 1997, un fusto cavo di sambuco e sabbia hanno dato fori simili a quelli antichi, ma carote più piccole di quelle dei siti della cultura di Lengyel.

In Mesopotamia Gwinnett e Gorelick hanno trovato anelli di abrasione concentrici nei fori di sigilli di pietra a partire dal 3000 a.C. circa, segno di una foratura con sabbia. In Egitto Flinders Petrie, che rilevò Giza nel 1880–1882, trovò nel granito fori e carote di trapani tubolari e, sul sarcofago di granito della Grande Piramide, le tracce di una sega lunga circa 9 piedi (2,7 m). Riteneva che gli utensili di bronzo fossero muniti di punte fisse di pietra dura.

In India i fabbricanti di perle fissarono i granuli duri nell’utensile stesso. Foravano agata e corniola con schegge di diamante incastonate nella punta del trapano: V. N. Prabhakar colloca verso il 1000 a.C. il passaggio dalle punte di pietra al diamante, e Mark Kenoyer e Massimo Vidale descrivono indizi anteriori al 600 a.C. A Khambhat, nel Gujarat, i foratori di perle fissano ancora due piccole schegge di diamante all’estremità di un’asta di ferro fatta girare con l’archetto. Nel 1863 l’ingegnere Rodolphe Leschot brevettò un trapano cavo la cui corona era incastonata di diamanti e lo usò per forare i fori da mina del traforo ferroviario del Moncenisio, sotto le Alpi. Il suo trapano girava di continuo e tagliava un anello lasciando una carota, come il trapano tubolare neolitico. Gli ingegneri minerari lo considerano l’antenato delle carotatrici diamantate che servono ancora a prelevare campioni di roccia.