In antichità, i minerali ferrosi più comuni impiegati per l’estrazione del ferro erano tre: magnetite, ematite e limonite. Questi tre minerali sono quelli che generalmente contengono la maggior quantità di ferro, ma ne esistono altri come la goethite, un idrossido di ferro relativamente ricco di prezioso metallo.

La goethite forma masse compatte che si generano grazie all’ossidazione di minerali ricchi di ferro. In alcune aree del pianeta, la goethite si forma attraverso la precipitazione dell’acqua presente nel suolo e forma agglomerati, assieme alla magnetite, che vengono definiti “ferro bruno”, o “ferro di torba”.

La formazione del ferro di torba

Le masse di ferro di torba hanno origine quando flussi d’acqua ricca di ferro, a basso pH e poco ossigenati raggiungono la superficie in prossimità di una torbiera o di una palude sfruttando fratture nel terreno o i punti di giunzione tra acqua ipogea e acqua di superficie.

Una volta raggiunta la luce, il ferro presente nell’acqua viene ossidato da batteri come il Thiobacillus ferrooxidans o il Thiobacillus thiooxidans, o legandosi con l’ossigeno secondo fenomeni naturali, causando la precipitazione di piccoli granuli ferrosi verso bacini di raccolta naturali.

Il processo di ossidazione viene favorito anche dalla presenza di alcune piante acquatiche o di superficie: queste forniscono ossigeno all’acqua e tendono ad attrarre sulle loro radici gli ossidi di ferro, facilitandone l’accumulo e la raccolta.

Il ferro di torba si forma tramite un procedimento lungo ma rinnovabile: in una torbiera sana, ricca d’acqua ferrosa e di piante, è possibile raccogliere agglomerati di minerali ferrosi circa una volta ogni generazione.

L’estrazione del ferro di torba

Le prime forme di estrazione del ferro di torba risalgono a circa il IV secolo a.C.. Il ferro di torba può essere lavorato con una tecnologia relativamente povera, dato che non deve essere fuso totalmente per rimuovere la maggior parte delle impurità.

Gli agglomerati di ferro di torba sono inoltre facilmente individuabili da un occhio esperto. Nell’antichità di identificavano i siti più promettenti osservando l’ambiente: vegetazione decolorata, ecosistema umido dominato da piante idrofile, e soluzioni o depositi rossastri in prossimità delle radici degli alberi.

Per estrarlo, si praticava un buco nel terreno con un bastone da scavo fino a raggiungere il deposito. Una volta raggiunto, si procedeva alla rimozione di strati di torba utilizzando appositi coltelli; dalle zolle di torba era possibile estrarre granuli ferrosi grandi quanto piselli.

La fusione tramite fornace o basso fuoco produceva generalmente il 10-20% di ferro rispetto alla massa iniziale di materiale, mentre il resto si accumula sotto forma di scorie. Durante la fusione, è possibile che venisse aggiunta calce per facilitare la lavorazione di materiale ricco di silicati: il ferro di torba tende a contenerne molti, e dopo la fusione creano una patina resistente alla ruggine, ideale per alcune applicazioni ma indesiderata per altre.

Nel sito scandinavo di Mosstrond, in Norvegia, sono state scoperte alcune fosse nei pressi di depositi di ferro di torba, impiegate per pretrattare i minerali ferrosi prima di fonderli. Le fosse, chiamate hellegyter, erano profonde 45 centimetri, larghe 60 cm e ricche di scorie (fino a 50 kg per fossa), suggerendo che siano state utilizzate per procedimenti di fusione di portata considerevole.

Il ferro di torba in Europa

Quando la lavorazione del ferro raggiunse la Danimarca e la Scandinavia intorno al 500 a.C., i popoli nordici iniziarono ad utilizzare il ferro di torba come materia prima. Anche in epoca vichinga il ferro di torba fu il materiale dominante nella produzione di utensili e armi, tanto da lasciar supporre che molti insediamenti norreni abbiano avuto origine grazie alla presenza di ferro di torba.

In Islanda si stabilì una fiorente industria della lavorazione del ferro di torba tramite le “fattorie del ferro”, grandi strutture dedicate alla fusione del metallo. Le piccole fattorie abitate da famiglie allargate erano sostanzialmente autosufficienti per quanto riguarda la produzione del ferro necessario a fabbricare attrezzi da lavoro.

Il ferro di torba è un ottimo materiale per fabbricare utensili per l’agricoltura. La facilità di raccolta e di lavorazione lascia supporre che qualunque contadino fosse potenzialmente in grado di produrre lingotti o barre di ferro da consegnare nelle mani di un fabbro di fiducia.

Il ferro di torba possiede inoltre caratteristiche che lo rendono ideale per l’impiego sulle navi: arrugginisce molto lentamente grazie ad una patina di silicati che protegge il metallo dall’attacco dell’acqua salata. Con il miglioramento della metallurgia norrena, il ferro di torba trovò quindi impiego anche sulle navi, sotto forma di chiodi o di giunture rinforzate resistenti all’ ossidazione.

Anche dopo il miglioramento delle procedure di fusione, il ferro di torba rimase fondamentale per la metallurgia medievale, specialmente per la fabbricazione di utensili a basso costo. In Russia il ferro di torba costituì la principale fonte di metallo fino al XVI secolo.

Il ferro di torba in America

Gli scavi condotti a L’Anse aux Meadows in Canada lasciano supporre che i primi esploratori norreni, intorno all’anno 1000, possano aver fuso e lavorato ferro di torba nel continente nordamericano. Nel sito è stato scoperto un blocco di scorie da 15 kg, formatosi a seguito della produzione di circa 3 kg di ferro lavorabile, e un cumulo di 98 chiodi di ferro, un metallo che i nativi non conoscevano e non sapevano lavorare.

E’ possibile che questi primi esploratori nordeuropei avessero la necessità di produrre chiodi e altri utensili di metallo per effettuare le riparazioni necessarie alla nave che li aveva condotti sulle coste canadesi; l’ipotesi è supportata anche dal fatto che, secondo le analisi degli archeologi, la fusione del ferro è stata condotta in modo grossolano, probabilmente da persone non esperte di metallurgia.

Nel XVII secolo, il ferro era ormai indispensabile nella vita quotidiana, da quella del contadino a quella del nobile. Considerata la vasta richiesta, la produzione di ferro era alla portata solo delle imprese estrattive più ricche. Le colonie nordamericane non producevano ferro e tutto il metallo veniva importato dall’Europa sotto forma di prodotto finito.

John Winthrop si accorse che in Massachusetts era presente un’enorme quantità di ferro di torba in attesa di essere estratto e lavorato. Dopo aver ottenuto i fondi necessari, Winthrop fondò la Saugus Iron Works sul fiume Saugus, una rotta fluviale navigabile e ricco d’acqua ideale per la produzione di ferro di torba nei terreni umidi lungo le sponde.

L’impresa si rivelò vincente: la Saugus Iron Works iniziò a produrre ferro per tutte le colonie all’inizio del 1646. Al tempo si trattava di uno degli impianti più tecnologicamente avanzati del mondo e lavorava circa una tonnellata di metallo al giorno a partire dal ferro di torba estratto lungo le rive del fiume.

Bog Iron
VIKING EXPANSION AND THE SEARCH FOR BOG IRON
Saugus Iron Works National Historic Site
Iron Production in the Viking Age

Una lega più preziosa dell’argento

A partire dal IV secolo a.C. Corinto si impose come un importantissimo centro di produzione e lavorazione del bronzo nella Grecia antica.

A Corinto e nel resto delle città dell’antichità classica, bronzo o ottone venivano prodotti seguendo diverse formule, tutte note come χαλκός o aes (in latino); il bronzo di Corinto veniva tuttavia considerato il più pregiato tra tutte le leghe bronzee.

E’ possibile che questa sua fama fosse nata semplicemente per la cura che i fabbri della città dedicavanno alla produzione di questa lega, ma oggi si ritiene che la ragione alla base della fama del bronzo di Corinto fosse la sua composizione: rame e metalli preziosi.

Plinio il Vecchio, nel Libro 34 della sua Naturalis Historia, distinse tre differenti tipi di bronzo di Corinto in base ai metalli aggiunti alla lega di rame: il primo tipo, luteum, prevedeva l’aggiunta di oro per donare una colorazione giallastra; il secondo, candidum, vedeva coinvolto l’argento e aveva una colorazione molto chiara; il terzo invece era una lega composta da oro, argento e rame in parti uguali.

Plinio fa inoltre riferimento ad un quarto tipo di bronzo di Corinto, noto come hepatizon, una lega dall’aspetto scuro il cui metodo di produzione era ormai andato perduto, anche se è possibile che fosse costituito da rame, oro e argento secondo un rapporto sconosciuto e seguendo una procedura che terminava con una sorta di brunitura.

L’autore romano sostiene che il bronzo di Corinto avesse un valore tale da poter essere collocato, in quanto a pregio, “ante argentum ac paene etiam ante aurum“, “prima dell’argento e quasi prima dell’oro”.

Anche Cicerone e Plutarco citano il bronzo di Corinto, sostenendo che, al contrario delle tradizionali leghe a base di rame, questa non sviluppava una patina opaca che ne riduceva la lucentezza.

Per quanto non esistano campioni certi di bronzo di Corinto sopravvissuti fino ad oggi, questa lega sembra simile al “rame nero” egizio (hesmen kem), un materiale dalla patina scura composto da rame, oro, argento e piccole percentuali di arsenico.

Si è anche ipotizzato che il bronzo di Corinto non fosse affatto una lega a base di rame e metalli preziosi, ma soltanto una forma molto rifinita di bronzo lucidata a tal punto da risplendere di riflessi argentei e dorati.

L’origine leggendaria del bronzo di Corinto

Secondo la leggenda, il bronzo di Corinto nacque per caso durante l’incendio di Corinto messo in atto da Lucius Mummius Archaicus nel 146 a.C.. Le fiamme divorarono le immense riserve d’oro, argento e rame della città, immagazzinate nello stesso edificio, fondendole insieme e creando questa lega così pregiata.

Secondo Plinio e gli storici contemporanei, tuttavia, la storia è da considerarsi poco attendibile per via del fatto che i creatori del bronzo di Corinto vissero in un periodo molto precedente all’incendio della città.

In base alle ricostruzioni degli archeologi, il bronzo di Corinto rimase in auge per circa un secolo e mezzo, fino alla fine del I secolo d.C. All’inizio del II secolo d.C. questa lega era già diventata una moda del passato anche se riferimenti al bronzo di Corinto si possono trovare fino al X secolo d.C.

Bronzo di Corinto nel resto del mondo

Corinto non fu la sola a produrre leghe a base di rame, oro e argento. I vasi cinesi di Hong-hee (1426) sono stati realizzati utilizzando una lega molto simile al bronzo di Corinto.

La lega chiamata tumbaga dagli Spagnoli giunti in America Centrale all’inizio della conquista del continente aveva una composizione estremamente variabile: dal 97% di rame e il 3% d’oro fino al 97% d’oro e 3% di rame, con un rapporto oro-rame superiore a quello ipotizzato per il bronzo di Corinto di maggiore pregio.

Il tumbaga era più duro del rame, aveva un punto di fusione inferiore a quello di rame e oro ma manteneva la sua malleabilità dopo essere stato martellato ripetutamente. Il tumbaga era il materiale di prima scelta per la realizzazione di oggetti religiosi da parte delle popolazioni precolombiane in grado di lavorare il rame.

In Giappone viene prodotta da almeno da 1.300 anni una lega chiamata Shakudo, un materiale colorato composto dal 4-10% d’oro e il 96-90% di rame. Lo shakudo fu utilizzato per realizzare alcune decorazioni delle spade tradizionali giapponesi, come gli tsuba, i menuki e i kozuka, oppure per la produzione di scatole ornamentali e piccoli oggetti votivi.

Come veniva prodotto il bronzo di Corinto?

Non abbiamo procedure dettagliate in grado di guidare passo-passo i fabbri moderni nel ricreare questa lega, ma grazie a fonti greche, latine, siriane ed egizie è possibile farsi un’idea di come veniva prodotto il bronzo di Corinto.

Dopo la creazione della lega era necessario un trattamento col calore, una tempra e una brunitura. Lo scopo era probabilmente quello di ossidare il rame per poi rimuoverlo dalla superficie della lega attraverso l’applicazione di acidi, con l’obiettivo di esporre gli strati d’oro o d’argento.

Il procedimento sembra essere in linea con uno dei più antichi testi metallurgici e alchemici del Mediterraneo, il Papiro X di Leida, sepolto nel III secolo d.C. a Tebe e sicuramente basato su testi più antichi.

La ricetta numero 15 del Papiro X di Leida è intitolata “la colorazione dell’oro” e prevede l’uso di sale, aceto e misy, una sostanza identificata con il minerale copiapite, un solfato basico e idrato di ferro trivalente.

Non solo: l’argentatura o doratura descritta nel papiro sono le stesse della procedura seguita dai popoli precolombiani per la produzione del tumbaga. L’uso della soluzione acida funziona in modo ottimale per leghe rame-argento o rame-oro-argento, ma non per una lega rame-oro senza argento.

Non tutti gli storici concordano sulla composizione del bronzo di Corinto. Secondo Donald Engels, questa lega non conteva oro e argento bensì un’elevata quantità di stagno, una ricetta unica di Corinto. L’aggiunta di grandi quantità di stagno non solo rendeva più duro il bronzo, ma donava alla lega ulteriore lucentezza se lucidata da mani esperte.

Questa ipotesi sembra tuttavia essere in contrasto con le fonti antiche, concordi sul fatto che con il termine “bronzo di Corinto” si indicasse una lega a base di rame e metalli preziosi.

Corinthian Bronze and the Gold of the Alchemists
Aes
An Experimental Diachronic Exploration of Patination Methodology of Dark Patinated (Arsenical) Copper Alloys on Case Studies from the Eastern Mediterranean Bronze Age and Early Iron Age

Durante il XIII secolo Alberto Magno riuscì ad isolare l’arsenico e ad identificarlo come metallo, per quanto il suo utilizzo risalisse a tempi ben più antichi: nell’ Età del Bronzo, l’arsenico veniva spesso incluso nella leghe a base di rame e stagno per renderle più dure.

Prima della corretta identificazione dell’arsenico come metallo, gli antichi utilizzavano soltanto quelli che vengono definiti i “sette metalli dell’antichità“: oro, argento, rame, stagno, piombo, ferro e mercurio.

Su questi metalli le civiltà antiche basarono la loro ricchezza economica, il loro successo in battaglia, le loro ipotesi sul mondo naturale e i loro prodotti per la cura della persona.

Le ragioni dell’impiego di solo 7 metalli tra tutto il ventaglio di elementi metallici disponibili oggi sono da ascrivere alle loro caratteristiche fisiche e alla loro reperibilità.

Punto di fusione

Con l’eccezione del ferro, il penultimo metallo ad essere sfruttato lungo la linea temporale della lavorazione dei metalli, tutti gli altri 6 metalli dell’antichità possedevano un basso punto di fusione.

Ci primi forni per la fusione dei metalli non riuscivano a raggiungere temperature sufficienti a fondere alcuni dei metalli conosciuti. Di fatto, il ferro non veniva fuso nel senso letterale del termine, ma reso “morbido” per poterlo lavorare con più facilità.

Il mercurio si trova raramente in stato nativo, molto più spesso all’interno di minerali come il cinabro, ma la sua bassissima temperatura di fusione (−38.829 °C) ne facilitava enormemente l’estrazione.

Stagno e piombo, dotati di punti di fusione molto bassi (rispettivamente 231 °C e 327 °C), potevano essere fusi utilizzando semplici forni alimentati da legna. Basta un accendino per fondere lo stagno, e la facilità di lavorazione del piombo lo resero uno dei metalli più utilizzati nell’antichità.

Argento e oro (il primo fonde a 961 °C, il secondo a 1064 °C) si trovano comunemente in forma nativa. Spesso l’oro non richiede la separazione da altri minerali per poter essere lavorato; l’argento invece si trova spesso sotto forma di galena, un mix di piombo e argento: la separazione dei metalli avveniva grazie ad un processo di separazione (coppellazione) basato sulle differenti temperature di fusione.

Anche il rame, con una temperatura di fusione di 1084 °C, si trova in forma nativa, ragione che lo portò ad essere impiegato dai nostri antenati migliaia di anni fa per realizzare asce (come quella di Ötzi), pugnali, scalpelli e tubature.

Per la lavorazione del ferro bisognerò tuttavia attendere l’evoluzione dei forni di fusione impiegati per gli altri metalli. Il ferro fonde a 1538 °C, una temperatura che fu raggiungibile solo utilizzando una combinazione di combustibili adatti (carbone), forni adeguati e una ventilazione costante in grado di massimizzare la produzione di calore.

Facilità di estrazione

Stagno, oro e argento si presentano comunemente anche in forma nativa, metallo puro non legato ad altri elementi. Lo stesso vale anche per il rame, ma si trova molto più abbondantemente all’interno di minerali come malachite e calcopirite.

Per separare il rame dai minerali che lo contengono occorre usare una fornace in grado di raggiungere almeno i 1089 °C. In passato tuttavia esistevano diversi depositi di rame nativo, come a Cipro e a Creta: poteva essere estratto semplicemente staccando pezzi di metallo dalla roccia.

Il mercurio può essere facilmente estratto dai composti che lo contengono scaldandoli a basse temperature: 500 °C sono sufficienti a separare questo metallo dal resto degli elementi.

Il piombo si trova spesso sotto forma di galena (solfuro di piombo), un minerale descritto da Plinio il Vecchio come “minerale di piombo”. E’ malleabile e fonde facilmente su carbone di legna producendo piccoe sfere di piombo.

La galena può contenere anche argento in percentuali variabili da 1 a 2%: in passato lo si estraeva semplicemente aggiungendo cenere d’ossa durante la combustione della galena per assorbire gli ossidi di piombo. Nell’antichità l’argento fu talvolta considerato più prezioso dell’oro e la galena rappresentò per secoli la principale fonte d’argento.

Rarità

Ad eccezione del ferro, uno dei metalli più diffusi in natura, gli altri sei metalli dell’antichità sono poco comuni o rari. Ma prima della scoperta delle modalità d’estrazione del ferro dai minerali che lo contengono, questo metallo era raro e l’unica fonte di ferro disponibile era quello di origine spaziale (ferro meteoritico).

Lo stagno, fondamentale per creare il bronzo, è un elemento relativamente raro nella crosta terrestre: 2 parti per milione (ppm) contro le 50.000 ppm del ferro, le 50 ppm del rame e le 14 ppm del piombo.

Le fonti di stagno erano rare nell’antichità, rarità che costrinse molti popoli produttori di bronzo ad istituire lunghe e complesse reti commerciali per estrarre la cassiterite (biossido di stagno), un minerale noto ai Greci (che chiamarono Cassiteridi alcune isole ricche di questo minerale) e citato da Plinio il Vecchio come principale fonte dello stagno utilizzato per la produzione del bronzo antico.

Il rame è l’ottavo metallo più abbondante sulla Terra. I suoi minerali sono presenti pressoché ovunque sul pianeta ed è facilmente riconoscibile nella sua forma nativa. Il rame è presente in oltre 160 minerali differenti, ma i più ricchi di questo metallo sono malachite, cuprite, calcopirite e crisocolla.

Il mercurio è un elemento estremamente raro nella crosta terrestre (circa 0,08 parti per milione). Dato che tende a non legarsi con moltissimi elementi che costituiscono la crosta terrestre, i minerali che lo contengono (come il cinabro) possono essere molto concentrati, con percentuali di mercurio fino al 2,5% della massa totale.

L’oro è un metallo relativamente raro (0,005 ppm nella crosta terrestre) che si manifesta prevalentemente in forma nativa principalmente sotto l’aspetto di piccole particelle, schegge o pepite incorporate in roccia come quarzo o pirite.

Anche l’argento è relativamente raro nella crosta terrestre (0,08 ppm) e si manifesta principalmente sotto forma di minerali come la galena. Essendo più reattivo dell’oro, si trova raramente in forma nativa, ragione per cui è stato considerato molto prezioso nei millenni passati: in Egitto veniva valutato più dell’oro fino al XV secolo a.C.

I sette metalli: facili da estrarre e da lavorare

Alla luce di queste informazioni, sembra evidente che la rarità dei metalli utilizzati nell’antichità non fosse un fattore così determinante per il loro impiego su larga scala quanto la loro facilità di manipolazione e il loro basso punto di fusione.

In assenza di analisi chimico-fisiche in grado di determinare l’esatta natura di un elemento, gli antichi contaminavano spesso i metalli che conoscevano con altri metalli a loro ignoti o semplicemente non identificati come tali: le contaminazioni volontarie e involontarie di arsenico nel bronzo antico furono frequenti, ma questo elemento non fu considerato un metallo fino a circa 700 anni fa.

La presenza in forma nativa di metalli come oro, argento e stagno semplificò sicuramente l’estrazione, ma ben presto i nostri antenati elaborarono metodi per estrarre i metalli che conoscevano dai minerali più comuni.

Di certo il basso punto di fusione aiutò nell’impresa: anche i forni utilizzati per la cottura della ceramica erano in grado di fondere metalli come stagno, piombo, mercurio, oro, argento e rame, aprendo il campo alla lavorazione dei metalli a qualunque civiltà conoscesse le tecniche di costruzione di forni efficienti.

Metals of antiquity
A Short History of Metals

Struttura del khopesh

Il tipico khopesh era in bronzo (intorno al 1.200 a.C. si iniziò ad impiegare il ferro), lungo dai 50 ai 60 centimetri e dalla caratteristica lama ricurva che ricorda un falcetto, capace di offendere da un lato, contundere brutalmente dall’altro e afferrare il nemico grazie alla geometria ad uncino della sua punta.

L’origine esatta del khopesh è difficile da collocare sulla linea temporale: sappiamo che la sua prima apparizione documentata è sulla Stele degli Avvoltoi, una stele di origine sumerica risalente a circa 4.500 anni fa che rappresenta Eannatum, sovrano della città di Lagash, che impugna un khopesh.

E’ possibile quindi che la tecnologia del khopesh sia giunta in Egitto tramite i Cananei o qualche popolazione mediorientale con cui gli Egizi intrattenevano scambi commerciali.

Nel corso dei secoli molti faraoni sono stati ritratti mentre impugnavano un khopesh, che col tempo sostituì la mazza come simbolo di regalità, o sepolti in compagnia di alcune di queste spade.

Alcune di queste armi sono sono state affilate per l’impiego sul campo o riportano segni di usura, mentre altre sembrano essere state intenzionalmente realizzate senza un filo tagliente, suggerendo l’idea che i khopesh trovati in molte sepolture siano in realtà armi cerimoniali mai utilizzate in battaglia.

Il tipico khopesh veniva realizzato fondendo il bronzo e versando il metallo fuso in uno stampo: una volta raffreddato, lo stampo veniva aperto o rotto per estrarre la spada completa di manico, un unico blocco di bronzo che rendeva l’arma più resistente rispetto a quelle con lame innestate su impugnatura di legno o corno.

La lama del khopesh è tagliente solo nel lato esterno e periferico dell’arma (contrariamente alla falce, che ha il lato interno affilato), in corrispondenza della curvatura accentuata che dona a questa spada il suo aspetto caratteristico; il lato interno è invece arrotondato o piatto.

E’ possibile che il khopesh si sia evoluto dalle asce “epsilon“, impiegate comunemente in battaglia dalle armate mediorientali e successivamente adottate anche dagli Egizi, che le usavano manovrandole con una mano sola per avere l’altra libera di impugnare uno scudo.

Vantaggi e svantaggi del khopesh

Il khopesh è un’ arma relativamente pesante in rapporto alla sua lunghezza. Lo spessore della sezione della lama può essere considerato eccessivo per gli standard moderni e il bronzo non è affatto una lega leggera; secondo gli archeologi, il khopesh ideale dovrebbe avere un peso compreso tra i 650 e i 750 grammi per essere manovrato con precisione, ma molti esemplari superano abbondantemente questo limite supportando l’ipotesi di un uso rituale di queste armi.

La forma del khopesh non offre particolari vantaggi per l’utilizzatore: la porzione tagliente della lama è relativamente ridotta rispetto a spade ricurve come le scimitarre e la forma stessa dell’arma conferisce al khopesh un baricentro spostato verso la punta, aspetto che può rendere meno efficace un fendente.

Questo tipo di spada richiedeva inoltre una quantità superiore di metallo rispetto a lame di ferro dritte o ricurve in modo uniforme, anche se le metodologie impiegate per la fabbricazione di un khopesh erano decisamente più semplici di quelle utilizzate successivamente per la lavorazione del ferro.

Il khopesh forniva però un grande vantaggio nel combattimento contro un nemico armato di scudo di legno o pelle, molto usati tra le antiche popolazioni africane come i Nubiani: la porzione tagliente della lama, che appesantiva l’estremità dell’arma opposta al manico, era ideale per penetrare nel telaio di uno scudo e renderlo sostanzialmente inutilizzabile dopo pochi colpi potenti.

La replica del khopesh

Anche se interamente realizzato in bronzo, un metallo più “morbido” dell’acciaio, il khopesh era un’arma estremamente efficace per la sua epoca. Alcune riproduzioni messe alla prova su carcasse di maiale hanno dimostrato di poter infliggere profonde ferite ai tessuti molli anche se impugnate da combattenti non esperti.

Anche se non fosse stato in grado di lacerare i tessuti o le protezioni del nemico, il khopesh era comunque capace di causare traumi estesi e spesso fatali se inflitti a zone sensibili e delicate del corpo umano.

Bronze Age Military Equipment
A Visual History of Ancient Egyptian and Mesopotamian Swords, Blade, and Axes
Warfare and Weaponry in Dynastic Egypt

Nel corso dei secoli il sax divenne uno status-symbol, specialmente nelle culture del Nord Europa: solo gli uomini liberi potevano indossare armi in pubblico e la presenza di un sax alla cintura rendeva immediatamente identificabile il rango sociale di un individuo.

Scramasax: lama economica per la gente comune

In epoca vichinga, la spada era un lusso che molti uomini liberi non potevano permettersi: il ferro era un materiale prezioso, i fabbri in grado di lavorarlo per realizzare una spada degna di tale nome (leggi questo articolo sui miti e i luoghi comuni legati alle spade antiche) erano pochi e la creazione di una lama lunga, resistente, flessibile e affilata richiedeva mesi di duro lavoro e un investimento economico fuori dalla portata di moltissimi combattenti.

Anche disponendo di fondi sufficienti per l’acquisto una spada, l’arma sarebbe stata sprecata per usi quotidiani e pesanti come il taglio materiali duri o la lavorazione di una carcassa animale; per questo tipo di lavoro pesante è necessaria una lama più corta, resistente, pesante ed economica, un coltello di dimensioni medio-lunghe e versatile al punto tale da poter essere usato sia quotidianamente come utensile sia in battaglia come ultima arma d’offesa.

Tutti i sax rinvenuti fino ad oggi hanno caratteristiche distintive comuni, ma si presentano sotto forme anche molto differenti: come lama lunga o corta, dal filo dritto o ricurvo, dotata o meno di decorazioni di bronzo o rame.

Intorno al VII secolo d.C. ad esempio fecero la loro apparizione i primi langseax (sax lunghi), più simili a spade che a coltelli ma dotati di una lama a doppio filo e più leggera rispetto agli esemplari più corti. La maggior parte dei sax tuttavia ha un solo lato tagliente e una singola curvatura del dorso o del filo.

Il sax aveva due forme tipiche: la prima prevedeva una dolce curvatura del dorso dalla punta dell’arma fino all’estremità opposta del codolo; la seconda invece era composta da un codolo centrale, una lama dritta per buona parte della sua lunghezza e un’interruzione brusca del dorso in prossimità della punta (“dorso spezzato”), fornendo una particolare angolatura nei centimetri finali dell’arma.

Considerata la sua larga diffusione tra gli uomini liberi dell’Europa centrale e settentrionale, la maggior parte degli esemplari di seax veniva realizzata da fabbri locali e non da armaioli specializzati.

Un coltello robusto e affidabile

La lama di un sax era di fattura più semplice e grossolana, tendeva ad essere più pesante e spessa di quella di una spada realizzata da un esperto armaiolo, con un dorso (il lato non tagliente) spesso fino a 8 millimetri.

La funzione principale del sax era quella di tagliare o troncare con velocità ed efficienza; il suo costo di fabbricazione ridotto, la sua semplicità e la facilità di riparazione lo resero quindi uno strumento d’uso quotidiano resistente e riparabile dalla maggior parte dei fabbri non specializzati che vivevano nelle piccole comunità rurali.

L’impugnatura in legno, corno o osso poteva essere facilmente sostituita da chiunque avesse il livello di manualità necessario a sopravvivere nelle comunità nordeuropee. Il dorso massiccio e pesante veniva impiegato anche come martello, ad esempio per rompere ossa animali ed estrarre il nutriente midollo.

Qualche seax fu tuttavia realizzato con estrema cura e da mani esperte: alcuni esemplari risalenti all’ VIII secolo sono stati realizzati con la tecnica del “Damasco saltato”, che prevede la battitura e ripiegatura continue del ferro che compone la lama allo scopo di formare un motivo decorativo che emerge quando il corpo dell’arma viene immerso in una soluzione acida. Queste armi dimostrano l’utilizzo di tecniche di forgiatura sofisticate e costose che solo gli uomini liberi più ricchi potevano permettersi.

Arma versatile e “riciclabile”

Il sax era generalmente indossato orizzontalmente all’altezza della cintura, con il filo della lama rivolto verso l’alto per impedire che l’estrazione ripetuta e quotidiana dell’arma tagliasse il fodero.

Per quanto il suo utilizzo fosse principalmente estraneo alla battaglia, il sax si rivelò un’ottima arma da combattimento ravvicinato in numerosissime occasioni, divenendo per alcuni guerrieri un’arma preferibile alla spada quando il nemico raggiungeva il suo raggio d’azione.

In linea di massima, molte delle tecniche di combattimento norrene che prevedono l’uso di spada e scudo si adattano bene all’impiego di un seax. Questo lungo coltello è facilmente occultabile dietro uno scudo, aprendo il campo ad attacchi a sorpresa imprevedibili e letali.

La forma del sax restringeva tuttavia la sua versatilità nel combattimento: l’unico filo tagliente limitava la varietà di fendenti letali e la pesantezza dell’arma poteva facilmente stancare chi la impugnava.

La versatilità del sax non risiedeva esclusivamente nei suoi molteplici utilizzi come arma o utensile. Il ferro era un materiale prezioso nell’antichità e veniva continuamente riciclato sotto forme differenti.

Un sax danneggiato poteva, in alcune circostanze, essere riparato da un fabbro esperto, ma non era affatto raro che venisse invece utilizzato come fonte di metallo per la realizzazione di utensili agricoli o coltelli corti (che in epoca vichinga differivano dai sax principalmente per la loro lunghezza, inferiore ai 20 centimetri).

The Anglo Saxon Broken Back Seax
Viking Sax
Seax of Beagnoth

Fabbricare una spada richiede una discreta quantità di ferro e una grande dose di precisione; al contrario, la fabbricazione di un’ascia di ferro risulta tecnicamente più semplice e richiede l’impiego di una quantità inferiore di metallo.

La praticità dell’ ascia

Fu principalmente per ragioni di praticità che tra i Vichinghi l’ascia divenne lo strumento d’uso quotidiano o da battaglia più diffuso. Produrre un’ascia di ferro battuto è molto più economico e pratico rispetto alla costruzione di una spada:

• non è necessario trasformare tutto il ferro in acciaio arricchendolo di carbonio con una procedura che richiede attenzione e precisione;
• la quantità di metallo necessaria per la realizzazione di una testa d’ascia è inferiore a quella necessaria per una spada;
• la forma stessa della testa d’ascia, compatta e corta, limita le deformazioni del ferro dovute agli impatti con superfici dure. Una spada di ferro battuto, invece, tende a piegarsi per via della sua scarsa flessibilità e della “dolcezza” del metallo.

Nella Scandinavia norrena l’ ascia di ferro battuto era un utensile in dotazione ad ogni uomo libero ed era ideale per una molteplicità di utilizzi, dal tagliare e spaccare la legna alla costruzione di case e barche, senza trascurare l’impiego in battaglia come arma rapida, agile e letale.

L’ascia è uno strumento apparentemente semplice, ma nella sua stessa semplicità si celano le caratteristiche che la rendono un’ arma estremamente versatile: se impugnata lontano dalla testa di metallo può impartire colpi potenti, capaci di spaccare facilmente un ceppo di legno o di sfondare scudi o corazze leggere; se manovrata con un’impugnatura più “alta”, invece, diventa un utile strumento per lavorare il legno con precisione o infliggere ferite veloci e profonde alla stregua di un coltello.

Le varietà di ascia vichinga

Le asce vichinghe venivano prodotte in diverse forme e dimensioni in base al loro utilizzo. Le scuri destinate al taglio del legno avevano generalmente una testa metallica più corta e tozza, adatta a resistere all’impatto con ceppi di legno duro e compatto.

Le asce progettate per il combattimento disponevano invece di una lama più larga e sottile (spesso barbuta o appuntita) per alleggerire l’arma e renderla agile e veloce nello scontro ravvicinato.

Le asce più efficaci (e costose) erano dotate di un filo d’acciaio saldato sul corpo di ferro battuto della testa dell’arma e richiedevano un lavoro più preciso e complesso rispetto a quelle d’uso comune.

Per quanto le asce fossero prodotte in varie forme o dimensioni, le più comuni e diffuse potevano essere manovrate con una sola mano. Le asce da guerra più pesanti, che richiedevano l’uso di due mani per essere manovrate, erano invece dotate di una testa metallica pesante e di un’impugnatura lunga capace di raggiungere il nemico mantenendo l’utilizzatore a distanza di sicurezza da armi come lance, spade, mazze e coltelli.

Le asce da guerra ad una mano avevano un’impugnatura (generalmente in frassino o rovere) che poteva raggiungere i 100 centimetri di lunghezza e una testa dotata di lama il cui filo era lungo dai 7 ai 15 centimetri.

Queste asce erano compatte, leggere e ben bilanciate, progettate per non affaticare eccessivamente l’utilizzatore e per essere comodamente portate alla cintura ed estratte rapidamente con una sola mano.

Le asce lunghe da battaglia (come l’ascia danese, o Långyxa) avevano invece dimensioni superiori: il filo della lama poteva raggiungere i 45 centimetri di lunghezza, mentre l’asta su cui era innestata la testa dell’arma era lunga generalmente 1,5-2 metri e spesso rinforzata con strisce di metallo per proteggerla dall’impatto con le armi del nemico.

Le asce da combattimento a una mano realizzate dai popoli norreni subirono lentamente un’evoluzione che portò all’allungamento della lama dell’arma fino a formare una “barba” (ascia Skeggöx), una sorta di uncino che veniva impiegato per agganciare uno scudo e creare aperture nella difesa del nemico sfruttando la leva vantaggiosa che l’asta dell’arma offriva al suo operatore.

La lama di un’ ascia barbuta aveva un bordo superiore quasi dritto mentre quello inferiore risultava allungato e leggermente ricurvo: questo design non solo consentiva all’arma di incastrarsi in scudi, caviglie e abiti, ma garantiva una maggior efficacia nei colpi da taglio.

Un altra evoluzione nel design delle asce da combattimento fu l’introduzione, nelle asce da battaglia di grandi dimensioni come quelle danesi, di un bordo superiore appuntito che consentiva di effettuare anche affondi simili a quelli di una lancia.

Problemi e vantaggi dell’ascia

Il punto d’innesto della testa dell’ascia (il punto di giunzione tra la testa e il manico) era un aspetto critico per la stabilità, la precisione e la resistenza dell’intera arma.

L’ascia era un’arma molto versatile durante il combattimento ma la sua stessa versatilità richiedeva che la testa e il manico fossero innestati saldamente per resistere a impatti, trazioni e spinte.

Non era raro la testa di un’ascia si staccasse dal manico durante la battaglia se il punto d’innesto non era sufficientemente saldo, lasciando il guerriero armato di un semplice bastone.

La saga di Harðar è una delle testimonianze più celebri di questo incidente: dopo aver ucciso sei uomini con la sua ascia da guerra, la testa dell’arma di Harðar si staccò dal manico, lasciando il guerriero incapace di difendersi dai colpi delle asce nemiche che lo portarono alla morte.

L’ascia è un’arma sbilanciata per natura, ponendo la maggior parte del peso dello strumento verso una sola estremità. Questo potrebbe dare l’impressione che l’ascia sia un’arma difficilmente manovrabile con agilità, specialmente se paragonata ad una spada; ma un’ascia ben costruita risulta un’arma estremamente versatile e maneggevole nelle mani di un guerriero esperto.

Le asce corte di buona fattura realizzate intorno al X-XII secolo avevano un peso complessivo inferiore ad 1 kg, meno di alcune spade fabbricate nello stesso periodo.

Quando si manovra un’arma così leggera, il bilanciamento della massa non è così rilevante e un adulto allenato al combattimento può adoperarla con efficacia e precisione sorprendenti.

Rispetto ad una spada, l’impatto di un’ascia dalla lama ricurva risulta più efficace. Il naturale sbilanciamento della massa dell’arma verso l’estremità affilata e curva consente di massimizzare la potenza del colpo e concentrarla in una piccola sezione della lama.

Le saghe norrene, benché spesso al limite tra realtà e fantasia, parlano frequentemente di fendenti d’ascia verticali così potenti da spaccare un cranio e penetrarlo fino all’altezza delle spalle.

Uno degli aspetti poco considerati dell’ascia è la sua capacità di ancorarsi ad oggetti e corpi. Le asce barbute o da battaglia potevano facilmente ancorarsi a scudi e abiti del nemico e sbilanciarlo fino a mostrare il fianco o a perdere l’equilibrio, ma potevano essere utilizzate anche per afferrare qualunque parte del corpo, dalle caviglie alla testa. Le asce da battaglia furono addirittura utilizzate per facilitare le arrampicate durante la scalata delle fortificazioni nemiche.

Contrariamente all’immagine dei Vichinghi ormai salda nell’immaginario collettivo, non c’è traccia nelle saghe e nei reperti archeologici di asce bipenni, dotate di una testa munita di due lame diametralmente opposte.

Non abbiamo inoltre alcuna prova che le asce fossero regolarmente protette da foderi, come accadeva per le spade, i coltelli, gli scramasax o le lance: è molto probabile che i popoli norreni fossero soliti trasportare le asce d’uso comune e dal manico corto assicurate ad un anello della cintura.

Viking Age Arms and Armor: Viking Axe
THE VIKING AXE by Tyr Neilsen

Fu solo con l’immissione controllata di carbonio durante il processo di lavorazione del ferro che i fabbri dell’antichità riuscirono ad ottenere l’acciaio, un materiale dalle proprietà meccaniche superiori e ideale per la realizzazione di armi affilate, flessibili e durature.

Le prime spade di ferro

Le prime spade di ferro battuto iniziano a fare la loro apparizione in Europa circa 3.200 anni fa, ma la loro produzione non si diffuse fino all’ VIII secolo a.C.. Sebbene esistano esemplari di spade corte di ferro molto più vecchie, si tratta quasi sempre di armi molto pregiate destinate alle élite regnanti e realizzate con ferro meteorico.

Nel Vecchio Continente, la cultura celtica di Hallstatt sembra essere stata la prima ad utilizzare il ferro per la produzione di spade: nell’arco di due secoli (dall’ VIII al VI secolo a.C. circa) furono realizzate spade corte di bronzo e di ferro in egual misura, dalla tipica elsa col pomo “ad antenna”; fu solo con la cultura di La Tene (Svizzera) che venne realizzata la prima spada di ferro battuto dall’aspetto moderno.

Prima di arrivare alla produzione di spade, la cultura di Hallstatt si servi inizialmente del ferro per realizzare picconi e scalpelli utili ad estrarre sale dalle miniere di salgemma locali, che nel corso di qualche secolo diventarono il fulcro del commercio del sale nella regione prima di essere sostituite dalle vicine miniere di Hallein.

I fabbri dell’Età del Ferro furono costretti ad effettuare una transizione da bronzo a ferro e all’inizio non fu affatto semplice. Le prime spade di ferro battuto avevano prestazioni essenzialmente identiche a quelle di bronzo: tendevano a piegarsi dopo un certo numero di impatti e perdevano velocemente l’affilatura (a volte più velocemente rispetto alle armi di bronzo).

Ma l’uso del ferro comporta anche vantaggi innegabili: è uno dei metalli più diffusi in natura ed esistono almeno tre minerali dai quali è possibile estrarlo; il bronzo, invece, richiede rame, sufficientemente abbondante nella crosta terrestre, e stagno, un metallo relativamente raro, specialmente in antichità.

Ferro battuto

Le prime spade di ferro venivano indurite a colpi di martello, cercando di comprimere il più possibile il metallo per indurirlo e diminuirne la duttilità, ma nel corso del tempo ci si rese conto che con l’aggiunta di carbonio (sotto forma di carbone o di fibre vegetali) e con il processo di tempra si poteva ottenere un metallo molto più duro, flessibile e affilato capace di creare armi superiori: l’acciaio.

Prima di aggiungere e dosare consapevolmente carbonio (anche se le contaminazioni accidentali erano del tutto naturali, utilizzando carbone come combustibile), le spade di ferro utilizzavano un procedimento che può essere definito “indurimento da battitura” nato con la produzione di armi e utensili di bronzo.

Dato che il bronzo non può essere temprato come l’acciaio, per indurirlo è necessario riscaldarlo e allungarlo a colpi di martello fino ad ottenere la forma desiderata: man mano che le dimensioni aumentano e lo spessore si riduce, il bronzo tenderà a indurirsi e a diventare meno duttile.

Dopo secoli di utilizzo di questa tecnica di indurimento del bronzo, i fabbri dell’Età del Ferro fecero affidamento su ciò che conoscevano per lavorare un metallo dalle proprietà ancora poco note e manipolabili. Battendo ripetutamente il ferro tenero per allungarlo e ottenere la forma desiderata, ne diminuivano parzialmente la duttilità e lo rendevano più resistente.

Spade più lunghe: Mindelheim e Gundlingen

Il ferro battuto consentì per la prima volta di produrre più facilmente spade di lunghezza superiore ai 60 centimetri: oltre queste dimensioni il bronzo tende a diventare un materiale dalle scarse proprietà meccaniche e poco pratico per ottenere lame lunghe e resistenti.

Per essere utile nel combattimento, una spada deve essere sufficientemente flessibile da non deformarsi o rompersi quando subisce un impatto, ma abbastanza dura lungo i bordi da poter ottenere un’affilatura in grado di durare nel tempo. Il ferro battuto, tuttavia, non permetteva di ottenere il giusto compromesso tra durezza e flessibilità, rendendo le prime spade dell’Età del Ferro superiori solo in lunghezza a quelle di bronzo.

Le spade “Mindelheim” e “Gundlingen“, create dalla cultura di Hallstatt, furono probabilmente le prime spade europee ad effettuare la transizione tra bronzo e ferro. Le Gundlingen erano gli esemplari più comuni e somigliavano molto ai modelli in bronzo ancora in uso durante la loro produzione, anche se erano più lunghe (dai 70 ai 75 centimetri).

Le Mindelheim erano invece un’evoluzione delle spade Gundlingen, più decorate, più lunghe (solo due spade Mindelheim sono più corte di 80 centimetri) e dalla forma più simile a quella di una spada moderna.

Le prime spade di ferro dalle performance migliorate fecero la loro apparizione quando iniziò lo sfruttamento di giacimenti di minerali ferrosi che contenevano impurità di manganese, nickel, tungsteno, zolfo e arsenico: zolfo e arsenico venivano rimossi naturalmente dal calore del forno, mentre il manganese, il tungsteno e il nickel contribuivano a rendere il ferro più rigido. In antichità, i minerali di questo tipo venivano considerati superiori per la produzione di spade ed erano quasi esclusivamente impiegati per realizzare armi da taglio di primissima scelta.

Anche dopo aver ottenuto il controllo dell’acciaio (nel VI secolo a.C. in India esisteva una discreta produzione di “acciaio Wootz” apprezzato in tutto il mondo conosciuto), il ferro dolce continuò a trovare applicazioni belliche nonostante le sue proprietà meccaniche inferiori.

Il pilum, il tipico giavellotto romano per distanze ravvicinate, aveva la parte terminale di ferro dolce (esclusa la punta) per piegarsi all’impatto e incastrarsi nel telaio di uno scudo, rendendolo quasi inutilizzabile.

Iron Age sword
The Mystique and Magic of the Sword
The Mindelheim Sword

Certi oggetti tuttavia hanno resistito alla corrosione per secoli o millenni nonostante le condizioni di conservazione non ottimali. Alcuni sono ancora ben riconoscibili, altri invece sembrano addirittura appena usciti dalla fucina del fabbro: la Spada di Goujian è un esempio perfetto di oggetto metallico in condizioni straordinarie.

La spada del re Goujian

La spada di Goujian è un’arma di bronzo realizzata tra l’ VIII e il V secolo a.C. e famosa per non aver perso l’affilatura nell’arco di ben 2.500 anni. La spada risale al periodo definito “Periodo delle primavere e degli autunni” (dal 722 a.C. al 481 a.C.), una fase della storia cinese in cui iniziò il declino dell’autorità centrale dando origine alla formazione dei regni indipendenti protagonisti degli scontri avvenuti durante il Periodo degli Stati combattenti (dal 453 a.C. al 221 a.C.).

La spada di Goujian è stata scoperta nel 1965 durante alcuni sopralluoghi archeologici nella contea di Jiangling, Cina, custodita all’interno di una bara e protetta da un fodero laccato. Secondo gli storici cinesi, fu realizzata per Goujian, il sovrano del Regno di Yue e passato alla storia per la sua perseveranza nella guerra con lo Stato rivale di Wu e per aver condotto una vita vicina ai propri sudditi, condividendo le loro sofferenze in tempi di difficoltà.

La scoperta della spada di Goujian si rivelò straordinaria ancora prima di estrarre l’arma: il fodero laccato formava un sigillo quasi perfetto attorno alla spada, sigillo che ha contribuito per oltre due millenni a fermare quasi completamente l’ossidazione del bronzo.

Una volta estratta, la spada si è rivelata un oggetto più unico che raro: la lama è finemente decorata da motivi romboidali gialli e scuri, da una dedica al sovrano di Yue ed è tutt’oggi affilata come se fosse appena stata prodotta.

Le caratteristiche della spada di Goujian

La spada di Goujian è lunga in totale 55,6 centimetri, con un’elsa di 8,4 centrimetri di lunghezza e un peso totale di 875 grammi. L’impugnatura è avvolta in filo di seta e decorata con cristalli blu e turchesi, mentre il pomolo è composto da 11 anelli concentrici.

Alla base dell’arma, la lama è larga 4,6 centimetri e non mostra alcuna opacizzazione a causa dell’ossidazione, un mistero svelato qualche anno dopo la scoperta dagli scienziati della Fudan University: la lama non è una semplice lega di rame e stagno, ma è stata realizzata utilizzando leghe di bronzo differenti per le varie parti dell’arma:

• Corpo della lama: 80% rame, 18,8 % stagno, 0,4% piombo, 0,4% ferro
• Rombi gialli: 83,1% rame, 15,2% stagno, 0,8% piombo, 0,8% ferro
• Zone scure: 73,9% rame, 22,8% stagno 1,4% piombo, 1,8% ferro, tracce di zolfo e arsenico
• Doppio filo: 57,3% rame, 29,6% stagno, 8,7% piombo, 3,4% ferro, 0,9% zolfo, tracce di arsenico
• Cresta centrale: 41,5% rame, 42,6% stagno, 6,1% piombo, 3,7% ferro, 5,9% zolfo, tracce di arsenico

Il corpo principale dell’arma è quindi principalmente di rame, rendendola più morbida e meno predisposta a frantumarsi: il bronzo con alto contenuto di rame tende ad essere più morbido di quello con alto contenuto di stagno.

Il doppio filo della spada invece contiene una maggiore quantità di stagno, diventando più duro e capace di mantenere l’affilatura più a lungo. Lo zolfo infine diminuisce la possibilità che le iscrizioni e le decorazioni si possano ossidare.

L’apice della lavorazione del bronzo

Durante il periodo in cui fu realizzata la spada di Goujian (probabilmente intorno al VI-V secolo), la Cina aveva quasi raggiunto l’apice nella costruzione di spade di bronzo elaborando alcune tecniche spesso sconosciute in altre parti del mondo, come l’utilizzo di strati metallici di diversa composizione per aumentare la resistenza dell’arma.

Un altro aspetto unico delle spade di bronzo cinesi risalenti a questa epoca è l’uso di grandi quantità di stagno (dal 17% al 21%) per realizzare leghe molto dure e fragili che non si piegano (ma si frammentano) se sottoposte a stress.

Su un lato della spada di Goujian è presente un’iscrizione composta da 8 caratteri, un sigillo di dedica che recita:

Questa spada è stata fatta per l’uso personale del Re di Yue Gou Jiian

La spada di Goujian sembra essere connessa con un altro artefatto dello stesso periodo: la Lancia di Fuchai. Pare che questa lancia, realizzata con tecniche molto simili e incisa con un’iscrizione pressoché identica a quella della spada di Goujian (a parte il nome del proprietario), sia appartenuta al Re Fuchai del Regno di Wu, sovrano confinante con il Regno di Yue costretto al suicidio dopo la sconfitta delle sue armate da parte dell’esercito di Goujian.

Sword of Goujian

Origine del carbone di legna

L’origine del carbone di legna è probabilmente collegata ai primi impieghi complessi del fuoco: sappiamo ad esempio che molti tatuaggi o pitture rupestri utilizzavano il carbone vegetale come pigmento per il colore nero.

La rivoluzione dell’ Età del Ferro non sarebbe stata possibile senza l’utilizzo del carbone di legna, che brucia a temperature più alte del legno.

Il carbone ha anche trovato impiego nella medicina tradizionale come rimedio all’avvelenamento per ingestione, dato che si lega alle tossine impedendo il loro assorbimento da parte del tratto gastrointestinale.

E’ possibile che il carbone di legna sia stato “inventato” dai primi produttori di catrame di betulla: il processo di pirolisi che porta all’estrazione del catrame genera come sottoprodotto un mucchio di legna carbonizzata dalle proprietà molto simili al carbone vegetale prodotto secondo il metodo tradizionale.

La carbonaia

Il metodo tradizionale per produrre carbone di legna è quello della carbonaia, un cumulo di legna e terra che, se correttamente supervisionato e manutenuto, mantiene una combustione controllata per diversi giorni.

Sul terreno viene inizialmente piantato un palo alto circa 3 metri attorno al quale si accatastano pezzi di legna di dimensione crescente man mano che ci si allontana dal palo, inizialmente disposti orizzontalmente e sovrapposti e, in seguito, disposti verticalmente. Lo scopo è quello di ottenere una catasta a forma di cono alta circa due metri e dal diametro di 5-6.

Attorno alla catasta si posiziona quindi una siepe di rami per favorire la circolazione dell’aria all’interno della carbonaia. Il tutto viene poi ricoperto con uno strato di fogliame spesso una decina di centimetri e uno di terra altrettanto profondo, sigillando quasi completamente il mucchio di legna per impedire che entri in contatto con una quantità eccessiva di ossigeno.

Lungo il perimetro inferiore della carbonaia vengono generalmente praticati alcuni fori la cui apertura e chiusura consentirà di controllare il flusso d’aria in ingresso.

Una volta terminata la costruzione della carbonaia, si rimuove il palo centrale creando un camino in cui saranno inserire braci ardenti con un’esca sufficiente ad innescare la combustione della legna; il camino viene quindi chiuso parzialmente inserendo altra legna, foglie e terriccio per far uscire il fumo molto lentamente dalla struttura.

Il processo di carbonizzazione

La produzione di carbone vegetale con le antiche carbonaie era un processo lungo che normalmente richiedeva 6-10 giorni per essere completato (diverse settimane se la carbonaia aveva dimensioni superiori a quelle indicate sopra) e necessitava di un monitoraggio costante dello stato di carbonizzazione del legname.

In condizioni ideali, a partire da 4 tonnellate di legname si potevano ottenere da 600 a 800 kg di carbone di legna, ma il procedimento era suscettibile a numerosi fattori che potevano compromettere la quantità e la qualità di carbone ottenuta.

In molte culture del mondo, questo lavoro delicato era lasciato nelle mani esperte di professionisti del settore, che spesso vivevano isolati dal resto della comunità in apposite capanne (chiamate Köhlerhütte o Köte in Germania, Austria e Svizzera) per controllare costantemente lo stato di lavorazione del carbone che producevano.

Il controllo della carbonizzazione richiedeva l’aggiustamento delle temperature di funzionamento della carbonaia in un periodo in cui i termometri erano del tutto assenti: carbonizzando ad una temperatura di 250-300 °C, infatti, il carbone diventa marrone e prende fuoco facilmente a circa 380 °C; se fatto carbonizzare ad oltre 310 °C, invece, la temperatura di accensione aumenta fino a raggiungere i 700°C.

I carbonai regolavano la temperatura della carbonaia osservando la quantità e la qualità del fumo che fuoriusciva dalla ciminiera: se il fumo era denso e grigio, il legname della carbonaia era ancora troppo umido; un fumo rado e azzurrino, quasi trasparente, indicava invece un ottimo stato di carbonizzazione.

Dopo diversi giorni di carbonizzazione, la carbonaia assumeva un colore molto scuro e il suo volume si riduceva notevolmente a causa della riduzione in volume del legname al suo interno.

Per evitare la formazione di vuoti d’aria capaci di “risucchiare” ossigeno dall’esterno rischiando di incenerire il legname, i carbonai battevano regolarmente con un bastone l’involucro esterno della carbonaia.

Una volta cotto a puntino, il carbone veniva estratto dalla carbonaia (distruggendola a colpi di vanga o bastoni da scavo) e lasciato raffreddare per un paio di giorni sotto uno strato di terra. Il suono che produceva se colpito da una pietra o da un pezzo di metallo indicava al carbonaio la qualità dello stock di carbone prodotto.

Utilizzo del carbone di legna

Oltre al classici utilizzi (calore e cottura di cibo), oggi come in antichità il carbone di legna era il combustibile preferito per la lavorazione tradizionale del ferro, del vetro e dei metalli preziosi.

Il carbone di legna brucia a temperature elevate, raggiungendo i 2700 °C nelle giuste condizioni. Per via della sua porosità è sensibile al flusso d’aria che lo colpisce e il calore generato può essere regolato controllando la quantità d’aria che raggiunge le braci.

Nell’antichità non era raro che intere foreste venissero devastate per produrre carbone da utilizzare per la produzione di ferro e acciaio: nel XVI secolo, in Inghilterra entrò in vigore una legge che limitava l’abbattimento di alberi per la produzione di carbone allo scopo di evitare che l’intera isola fosse denudata dai boschi che la ricoprivano in tempi più remoti.

Il carbone di legna era anche uno dei tre ingredienti di base utilizzati per la produzione di polvere nera, un mix di carbone vegetale, zolfo e nitrato di potassio all’origine di tutte le armi da fuoco antiche e moderne.

Un altro impiego del carbone di legna, osservato anche nel regno animale, è quello di miscela disintossicante: la porosità del carbone di legna intrappola alcune delle tossine presenti nel tratto gastrointestinale (o nell’ acqua) limitando gli effetti nocivi di molti veleni conosciuti.

Questo metodo di disintossicazione è utilizzato anche dai colobi rossi (Piliocolobus badius), piccole scimmie africane la cui dieta è composta principalmente da foglie contenenti cianuro; queste scimmie ingeriscono regolarmente frammenti di carbone di legna naturale o argilla per limitare gli effetti della tossina.

Utilizzando legno particolarmente denso, come quello dei gusci di noce o dei noccioli di pesca, era possibile produrre ciò che oggi viene definito carbone attivo: la struttura vascolare dei legni densi, svuotata dai gas emessi durante la pirolisi, crea una sorta di spugna fornita di un’infinità di minuscoli pori che migliorano l’azione disintossicante del carbone.

La struttura è interamente realizzata in argilla, fango e legna, ma la particolarità di questo forno è l’ assenza di un mantice tradizionale: l’immissione di aria nel basso fuoco avviene utilizzando una sorta di ventola che viene fatta ruotare sfruttando lo stesso principio del trapano ad archetto o di quello a volano.
Questo forno non ha un vero e proprio tuyere, ma l’alloggiamento della ventola è direttamente connesso al corpo centrale del basso fuoco.

Il secondo video, invece, rappresenta un esperimento per verificare le temperature raggiungibili in un basso fuoco privo di alcuna strumentazione capace di aumentare o migliorare il flusso d’aria in ingresso. Il forno riceve la sua aria tramite un tuyere passivo (non collegato a mantici o ventole) e riesce a raggiungere una temperatura di circa 1200 °C, utile per fondere rame e bronzo ma incapace di estrarre ferro dai minerali che lo contengono.

In questo video, il forno è stato alimentato da legna e non da carbone vegetale, raggiungendo la temperatura di 1200 °C in circa un’ora dall’accensione e senza la necessità di mantenere costante il flusso d’aria in ingresso manovrando mantici o ventole.