Bronzo

Il bronzo è rame legato con un po' di stagno, di solito circa un decimo. È più duro del rame, fonde a temperatura più bassa e riempie bene uno stampo; dal IV millennio a.C. ha dato il nome a un'intera età di attrezzi, armi, vasi e statue.

Che cos’è

Il bronzo è una lega, un metallo formato da due o più elementi, qui soprattutto rame con una parte minore di stagno; la ricetta classica prevede circa nove parti di rame per una di stagno, in peso. Gli oggetti antichi conservati contengono da circa due terzi al 95% di rame, a volte con altri metalli come arsenico, piombo o zinco.

Lo stagno indurisce il rame, e una lama tiene meglio il filo. Il bronzo fonde in un intervallo di temperature intorno ai 950 °C, secondo il tenore di stagno, mentre il rame puro fonde a 1085 °C; la temperatura più bassa è più facile da raggiungere con un fuoco di carbone di legna e mantici. Il bronzo fuso scorre inoltre bene nello stampo.

Come funziona

Il rame puro è fatto di cristalli i cui piani di atomi scivolano facilmente l’uno sull’altro; per questo si piega e si ammacca. Gli atomi di stagno sono più grandi. Sparsi nel rame, bloccano quei piani, così il metallo resiste meglio a piegarsi e ammaccarsi. La martellatura a freddo lo indurisce ancora, così una lama di bronzo poteva essere fusa e poi battuta sul filo per indurirlo.

Le materie prime del commercio dell’età del bronzo: un lingotto di rame «a pelle di bue» con quattro prese e pezzi di stagno.

Il tenore di stagno decide l’uso del metallo. Il bronzo con circa il 10% di stagno era lo standard per fondere attrezzi e armi; uno più tenero, con il 6%, veniva battuto in lamina. Il bronzo da campane supera il 20% di stagno: è duro e suona bene, ma si rompe se cade. Troppo stagno rende fragile qualsiasi bronzo.

I minerali di rame e di stagno raramente si trovano nello stesso luogo. Il rame si estraeva in molte regioni, Cipro fra le più ricche; lo stagno veniva da luoghi molto meno numerosi, come la Cornovaglia, i monti del Tauro e l’Afghanistan o le regioni vicine. Il bronzo dipendeva quindi da lunghe rotte commerciali, e un’interruzione nelle forniture di stagno poteva fermare la produzione molto lontano.

Uno stampo di pietra in due pezzi: chiuse, le due metà formano l’ascia, e il metallo si versa dall’estremità stretta.

Le forme semplici, come le asce piatte, si fondevano in stampi aperti o in stampi in due pezzi, di pietra o d’argilla. Gli oggetti cavi o molto dettagliati si potevano ottenere con la fusione a cera persa. Il fonditore modellava l’oggetto in cera attorno a un’anima d’argilla, aggiungeva bacchette di cera che sarebbero diventate il canale di colata e rivestiva tutto d’argilla fine. Cuocendo la forma, la cera colava via. Il bronzo versato nella forma calda occupava lo spazio lasciato dalla cera, e la forma veniva rotta quando il metallo si era raffreddato. Le fonderie artistiche lavorano ancora così: colano il bronzo ben oltre i 1000 °C in una forma riscaldata prima a parecchie centinaia di gradi, perché non si crepi.

Come costruirlo

Fondere il bronzo significa maneggiare metallo a più di 1000 °C. Imparatelo in un corso di fonderia o nel laboratorio di una scuola, con un fonditore esperto, prima di provarci altrove. I passaggi seguenti descrivono una piccola fusione a cera persa.

Fare il modello. Modellate un piccolo oggetto in cera da fonderia, pieno e in nessun punto più spesso di un dito. Fissate una bacchetta e una coppetta di cera nella parte più spessa: formeranno il canale di colata.

Rivestirlo. Fissate la coppetta di cera su una base di colata in gomma, mettetevi sopra un cilindro d’acciaio e riempitelo con un rivestimento venduto per la fusione del bronzo, miscela di gesso e silice; tolta la base, la coppetta diventa l’apertura di colata. Seguite alla lettera le istruzioni del produttore per impasto, presa ed essiccazione: ogni sistema ha le sue.

Sciogliere la cera. Scaldate la forma capovolta in un forno seguendo il ciclo di cottura previsto per il rivestimento, perché la cera coli via e la forma sia del tutto asciutta. Colate finché è ancora calda: una forma fredda o umida può spaccarsi o sputare il metallo.

Fondere il metallo. Usate bronzo da fonderia già pronto (rame con circa il 10% di stagno) o pesate rame e stagno puliti nel rapporto 9 a 1. Fondete in un crogiolo di argilla e grafite, in un forno ad aria soffiata; se fate voi la lega, aggiungete lo stagno per ultimo, e togliete le scorie.

Colare e rifinire. Sollevate il crogiolo con pinze adatte e versate con un getto continuo fino a riempire la coppetta. Lasciate raffreddare, rompete la forma, tagliate il canale, poi limate, cesellate e lucidate la superficie.

Sicurezza. Il metallo fuso provoca ustioni gravi e incendi. Indossate indumenti protettivi contro gli spruzzi di metallo fuso, una visiera sopra occhiali di sicurezza, guanti e stivali da fonderia, con i pantaloni sopra gli stivali perché il metallo non vi entri, e tenete lontani i curiosi. Attrezzi, forme e lingotti devono essere perfettamente asciutti: una goccia d’acqua sotto il metallo fuso diventa vapore e lo proietta. Colate sopra sabbia asciutta, mai sul cemento, e lavorate all’aperto o sotto una forte aspirazione. Non fondete mai rottami di composizione sconosciuta: l’ottone libera fumi di zinco e alcune vecchie leghe contengono piombo o altri metalli tossici. Il rivestimento e le forme rotte liberano polvere di silice: impastateli e rompeteli a umido o sotto aspirazione e indossate un respiratore certificato e ben aderente per polveri fini di silice.

Storia ed evoluzione

Sull’altopiano iranico, in siti come Tal-i Iblis, si produceva rame legato con arsenico verso il 3800-3400 a.C. Il rame arsenicale è duro, ma i suoi fumi sono velenosi. Il bronzo allo stagno più antico finora noto è una lamina di Pločnik, in Serbia, che i suoi scavatori datano verso il 4650 a.C., anche se il contesto del ritrovamento è stato contestato; fu probabilmente ottenuta da un minerale che conteneva già entrambi i metalli. Nel Vicino Oriente l’età del bronzo si fa iniziare a metà del IV millennio a.C., all’inizio soprattutto con rame arsenicale; il bronzo allo stagno vi divenne la lega abituale nel III millennio. In Cina l’età del bronzo cominciò all’inizio del II millennio a.C.

Un calderone rituale shang di tipo ding. I fonditori cinesi colavano questi vasi in stampi composti da molti pezzi d’argilla.

Il relitto di Uluburun, affondato al largo della Turchia meridionale verso il 1300 a.C., mostra la scala di quei traffici. La stiva conteneva circa 10 tonnellate di rame cipriota, fra cui circa 350 lingotti a pelle di bue, e circa una tonnellata di stagno, all’incirca la proporzione di dieci a uno del bronzo. In Cina le corti shang e zhou facevano fondere vasi rituali per le offerte e le sepolture, con un metodo a stampi componibili senza paralleli altrove.

Verso il 1200 a.C. guerre e migrazioni nel Mediterraneo orientale interruppero molte rotte commerciali; una spiegazione è che lo stagno sia diventato scarso, ma gli indizi variano da regione a regione. Il ferro, il cui minerale si trova quasi ovunque, sostituì a poco a poco il bronzo per attrezzi e armi, man mano che i fabbri impararono a lavorarlo. Il bronzo rimase in uso per campane, statue, specchi, monete e ferramenta navale, e oggi per cuscinetti, molle e componenti marini che devono resistere all’acqua di mare.