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La Spada. L’arma per eccellenza. La signora indiscussa del Medioevo, il simbolo del Cavaliere.
Un’arma che, però, è arrivata ai giorni nostri con un pesante carico di dicerie sul suo conto.
In questo viaggio sul filo della sua lama, andremo a sfatare cinque miti che ammantano le spade medievali.

Una piccola nota: in questo articolo prendiamo in esame unicamente le spade europee durante il medioevo, non quelle di altri tempi o di altri luoghi.

5 – Tipologie di Spade

Cos’è una spada?

Questa domanda sembra strana e ridicola, e non è nemmeno detto che sia possibile dargli una risposta definita, ma vale la pena di farcela.
Quando è che un oggetto diventa una spada o cessa di esserlo?
Possiamo farci questa domanda osservando i classici coltelli lunghi della tradizione nordeuropea, noti con molto nomi come Seax o Scramasax, che si allungano nel tempo fino anche a 80 centimetri: ben oltre molte armi più antiche e considerate ufficialmente spade dai loro utenti, come il Gladio o lo Xiphos.

Consci dunque che non sia così banale definire un confine, andremo a limitarci alle spade diffuse nell’europa medievale, cercando di elencare almeno le più importanti tra quelle che i contemporanei avrebbero chiamato “spade”.
Cecheremo infine di fare una trattazione semplice, associando alle spade i loro nomi più famosi al costo di rischiare di tralasciare gli esempi meno comuni: per una trattazione più completa – almeno per quanto riguarda l’area europea – si vedano le tipologie di Petersen, Oakeshott ed Elmslie.

Negli ultimi secoli dell’Impero Romano, oltre al gladio, si impone un tipo di spada, specialmente fra la cavalleria, chiamata spatha, dalla quale discende la moderna parola italiana: si tratta di una spada dritta, affilata su entrambi i lati, lunga fino a un metro e che, rispetto alla controparte di fanteria (usata prevalentemente di punta), è specializzata nel taglio.
Da queste spade derivano più o meno direttamente le spade dei cosiddetti “secoli bui”, che includono cossiddette spade carolingie e spade vichinghe, dalla guardia corta e tozza, primo passo verso lo sviluppo della “guardia a croce”.

Nel successivo periodo, guardando alle Crociate, la spada vichinga si evolve nella cosiddetta spada d’arme: in questa forma, la guardia a croce raggiunge la maturazione, il pomello si è appesantisce e la punta va acuminandosi per affrontare meglio la maggior diffusione di armature, permettendo inoltre una movenza più agile e controllata grazie al peso spostato verso la mano del combattente.

Attorno al 1300, lo sviluppo della metallurgia avrà effetti rivoluzionari nell’ambito bellico, specialmente nella diffusione dell’armatura a piastre, molto più impervia della precedente cotta di maglia.
La presenza di questa armatura avrà un’effetto anche sull’evoluzione delle spade.

Da un lato, l’armatura a piastre renderà il combattente sufficientemente ben protetto dalle frecce da giustificare l’abbandono dello scudo, in favore di armi a due mani: oltre allo sviluppo delle armi ad asta (eccezionali nel combattimento in formazione e contro avversari corazzati), questo darà la spinta per la creazione di spade a due mani o “spade lunghe” (in inglese “longsword”, che però non sono affatto spade ad una mano, come insegna Dungeons & Dragons, sebbene esistano degli esemplari di lunghezza intermedia noti come spade a una mano e mezza o “bastard swords”).

Dall’altro lato nasceranno spade pensate per affrontare l’armatura: è il caso dello stocco (in inglese “estoc” o “tuck“, molto differente da quello che la versione italiana di D&D chiama “stocco”, ovvero l’inglese “rapier” che incontreremo più avanti).
Si tratta di una tipologia di spada dritta (a una o due mani) che sacrifica affilatura e potenziale di taglio in favore di una punta molto lunga, robusta ed acuminata, in grado di infilarsi nelle articolazioni dell’armatura e potenzialmente superare la protezione dell’armatura di maglia.

Accanto alla spada dritta si sviluppa, attorno al XIII secolo, anche la spada ricurva a filo singolo nelle sue varianti europee: il falcione (il inglese “falchion”, da non confondere con l’omonima arma ad asta, “glaive” in inglese) e, in seguito, il Langes Messer (che in tedesco significa, semplicemente, ” lungo coltello”).
Queste armi presentano spesso lame curve (il falcione ha anche una versione “a mannaia” dal filo concavo) e sono specializzate nel taglio, compromettendo in parte la precisione di punta, ma non sono necessariamente più lente o grezze di una spada dritta: sebbene siano spesso associate a ceti inferiori, sono anche diffuse tra la nobiltà (ad esempio in Italia), possibilmente perché particolarmente adatte contro avversari privi di armature in metallo.

Negli ultimi secoli del medioevo e nel Rinascimento, la corsa alle armi (da un lato, le armi da fuoco e ad asta; dall’altro, le armature che si evolvono per tenere testa) ha ulteriori effetti sulle spade.

Da una parte, alcune spade diventano imponenti, come il Kriegsmesser (ted. “coltella da guerra”, una versione a due mani del messer) oppure le grandi spade a due mani (che ci arrivano con una pletora di nomi e varianti come Zweihander, Spadone, Montante ecc) pensate come strumenti di gestione dello spazio bellico, atte cioè a tenere a bada gruppi di avversari e impedire di avvicinarsi, oppure, come pare dalle cronache del tempo, a spezzare le picche delle formazioni avversarie.

Dall’altro lato, la spada ad una mano, divenuta più diffusa e relativamente economica, abbandona completamente ogni velleità bellica e tentativo di competere con l’armatura, focalizzandosi sull’uso civile: nasce così la spada da lato (in inglese “sidesword“), dalla lama sottile e l’elsa complessa che inizia a coprire l’intera mano, che si evolverà poi nella striscia (queste due spade sono a volte, in inglese, riunite sotto il nome di rapier) e nella schiavona tipica della Serenissima Repubblica di Venezia.

4 – Il peso

Capita spesso che le spade ci vengano descritte come pesanti blocchi di metallo che richiedono forze immense per essere utilizzati: in realtà, le spade del medioevo sono piuttosto leggere.
Una spada a una mano, ad esempio, pesa poco più di un chilogrammo e persino la spada lunga si attesta tra 1,2 e 1,8 kg: impugnata a due mani, quest’arma pesa su ciascuna mano meno di quanto lo faccia la spada da lato, dimostrandosi più agile e, contro ogni previsione, più adatta a un personaggio di forza inferiore. Perfino uno spadone si attesta su un massimo di 6 kg!

Tuttavia questi pesi apparentemente lievi si possono tradurre in armi più o meno agili da impugnare: la spada ha un complesso sistema di distribuzione del peso lungo tutta l’arma, dovuto principalmente alla forma della lama e al pomello in fondo all’impugnatura: due armi apparentemente simili e dello stesso peso possono mostrare un baricentro più vicino alla punta, concedendo una maggiore capacità di taglio, o alle mani, implicando una maggiore manovrabilità.

Se invece si cerca un’arma che richieda molta forza, bisogna guardare agli insospettabili archi da guerra, come gli archi lunghi inglesi: dove le repliche moderne hanno una forza di 60 libbre (270 Newton), paragonabili a quelle degli storici archi da caccia utilizzabili facilmente da un uomo adulto con una certa forza fisica, gli archi lunghi storici avevano forze dell’ordine di 100-180 libbre.
Oggi giorno, pochissimi arcieri sono in grado di tirare efficacemente con archi così duri: si tratta di forze tali che gli scheletri degli arcieri inglesi sono riconoscibili per la struttura delle ossa delle spalle e delle braccia.

3 – Affilatura

Anche quì le leggende parlano sia di lame affilate come un rasoio (leggenda ancora più diffusa per la Katana giapponese) che di armi smussate, poco più di bastoni di metallo.

La verità è, ovviamente, nel mezzo.

Le spade erano tendenzialmente affilate, soprattutto nella parte finale della lama, nota come “debole”: tuttavia questa affilatura richiedeva di essere rinnovata di frequente e si perdeva facilmente con il cozzare della lama contro armi e armature nemiche.
Per questo, molti si accontentavano di un’affilatura “media”, abbastanza per rendere la lama letale contro la pelle esposta ma poco altro (leggi oltre “Efficacia”).

Un altro motivo per affilare la spada solo parzialmente è l’esistenza di alcune tecniche, soprattutto per la spada lunga, che prevedevano di impugnare la spada lungo la lama: queste tecniche, sviluppate soprattutto per combattere contro avversari in armatura a piastre, prevedevano ad esempio di usare la spada come una corta lancia a due mani per tentare di infilare la punta nelle giunture dell’armatura nemica (tecnica nota come half-swording), oppure di girarla e impugnarla come un martello, colpendo l’avversario con la guardia o il pomello in un attacco letale, di solito alla testa, chiamato “colpo mortale” o, in tedesco, Mordhau (nome di un recente videogioco di mischie multigiocatore a tema medievale).

Entrambe queste tecniche richiedevano di afferrare saldamente la lama, ma la probabilità di tagliarsi così era pressoché nulla, soprattutto grazie ai guanti d’arme (spesso di cuoio) indossati quasi sempre dai combattenti.

2 – Efficacia

1 – Diffusione

L’idea che la spada fosse un’arma costosissima e propria del soli nobili è vero solo nei primissimi secoli del medioevo e nelle regioni più remote, come la scandinavia o l’inghilterra. E’ vero che alcuni tipi di spada, come la Spada Lunga, in alcune regioni e periodi sono state associate a determinate classi sociali: tuttavia le spade in generale erano piuttosto diffuse, soprattutto nel tardo medioevo.
In alcune città della germania, addirittura, era richiesto agli uomini in grado di combattere di possedere una spada.

E’ invece sbagliata l’idea che la spada sia un’arma molto utilizzata sul campo di battaglia.
Per comprenderne il motivo, dobbiamo capire il ruolo della spada, cioè quello di arma di difesa personale: in maniera simile a una pistola, l’aspetto più importante della spada è la sua comodità di trasporto.
E’ un’arma efficace contro nemici non corazzati, è più lunga e agile di un’ascia a una mano ma più pratica di una lancia, la sua lama e la guardia a croce forniscono un ottimo vantaggio difensivo ed è possibile portarla alla vita durante le attività quotidiane, in viaggio e anche in guerra.

Tuttavia, come la pistola, sul campo di battaglia non è un’arma principale ma una di ripiego: nel tardo medioevo, quando c’era ormai una certa diffusione di spade di seconda mano (basti pensare a tutte le spade ereditate oppure quelle “rese disponibili” da fenomeni di morte massiccia come la peste nera), qualunque soldato aveva una spada con sé come supporto in battaglia.

Tuttavia, le armi da guerra erano ben diverse.
Il campo di battaglia, dai secoli bui fino ai rinascimento, era governato dalle armi ad asta: lance, picche, alabarde e altre più sconosciuti come il roncone, la guisarma, il falcione e la partigiana.
Altri soldati combattevano con lo scudo e un’arma da impatto come ascia, mazza o martello d’arma (poco più grande di quello di uso comune), armi specializzate per abbattere nemici corazzati.

La spada dunque era molto presente nei campi di battaglia ma poco utilizzata: con il rinascimento e l’arrivo delle armi da fuoco, le armature saranno via via abbandonate e la spada avrà il suo canto del cigno come arma da ufficiale e da cavalleria, soprattutto in forma di sciabola, fino alla sostituzione dei reparti di cavalleria con quelli meccanizzati durante le guerre mondiali.

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Anno 1326: in un periodo in cui la spada lunga è l’arma nobiliare d’eccellenza e la corazza a piastre deve ancora riuscire a ricoprire totalmente il cavaliere, si hanno le prime testimonianze di cannoni in occidente (in questo arrivato molto tardi rispetto all’oriente).

Ci vorrà l’inizio del secolo successivo affinché si diffondano le primitive armi da fuoco portatili.
In risposta a questa nuova minaccia, l’armatura si fa più resistente. Più spessa. Impenetrabile.

Questa corsa alle armi (e alle armature!) prosegue per secoli: ancora nelle guerre napoleoniche i corazzieri indossano armature per proteggersi, ormai, principalmente dalle schegge, dai proiettili di striscio e di rimbalzo.

Per secoli armi da fuoco e armature convivono una accanto all’altra, senza mai completamente surclassarsi reciprocamente: ma come funzionano queste tecnologie? Quali segreti nascondono la polvere da sparo e l’acciaio?
Andiamo a scoprirlo assieme!

POLVERE NERA

In questo paragrafo si parla di combustioni. Per avere un’idea più chiara di come esse funzionino, leggete il precedente articolo sulla Termodinamica che trovate quì.

La polvere da sparo è un composto di diverse sostanze polverizzate e mescolate assieme, nello specifico
Carbone, Zolfo e Nitrato di Potassio (KNO3), più noto come Salnitro

Lo scopo dello Zolfo è quello di facilitare la reazione di combustione. Infatti, lo zolfo fonde a temperature relativamente basse (114°C) ed è, in questa forma, in grado di stimolare la reazione degli altri componenti della polvere tra loro.

Il Salnitro è una sostanza con una grande quantità di ossigeno disponibile per reagire con gli altri componenti: questa sua capacità permette di rendere più rapida e vivace la combustione. Esso rappresenta oltre il 70% della massa della polvere nera.

Infine il Carbone è la fonte del carbonio della reazione: la polvere da sparo, infatti, esplode combinando il carbonio all’interno del carbone con l’ossigeno nell’aria e nel Salnitro.

Questa reazione ha come prodotto, oltre al calore, una grande quantità di anidride carbonica che, essendo un gas (tra l’altro a temperature elevate), si espande: è questa espansione gassosa che, se canalizzata nella canna di un’arma da fuoco, è in grado di spingere via il proiettile.

METODI DI ACCENSIONE

Come già spiegato nell’articolo sul fuoco, questo tipo di reazione richiede un innesco: storicamente le armi da fuoco hanno sfruttato vari metodi per accendere la polvere da sparo.

Il più antico è sicuramente la miccia, una corda che brucia più o meno lentamente fino a portare la fiamma a contatto con l’esplosivo. Ne abbiamo tutti in mente una vivida immagine per quanto riguarda l’uso nei cannoni, ma forse non tutti sanno che anche le prime armi da fuoco portatili utilizzavano questo metodo per accendere la polvere da sparo, seppur con qualche accorgimento.

Nei primi archibugi, gli antenati dei nostri fucili, vi era un foro, detto focone, che permetteva la comunicazione tra il cuore della canna (la culatta) e una sezione esterna, detta scodellino, nella quale era posta ulteriore polvere da sparo. Questa polvere poteva essere accesa tramite una miccia a combustione lenta attaccata a un uncino mobile, chiamato serpentina.
Quando l’archibugiere premeva il grilletto, la serpentina si muoveva portando la miccia a contatto con la polvere dello scodellino che a sua volta, attraverso il focone, accendeva la polvere in canna.

Ovviamente questo metodo non era necessariamente tra i più comodi ed efficaci, e ben presto, durante il XVI secolo, nuovi metodi di accensione furono inventati: tra di essi i più famosi sono l’acciarino a ruota e quello a pietra e martellina

Nel primo (Wheellock), una ruota metallica caricata a molla veniva liberata dal grilletto, andando a strofinare una pietra di pirite che, emettendo scintille, accendeva la polvere nello scodellino.

Si tratta di un meccanismo raffinato e delicato, attribuito secondo alcune tradizioni a Leonardo da Vinci, che però fu inevitabilmente sostituito dai successivi, più affidabili e resistenti.

Nell’acciarino a pietra e martellina (in inglese Flintlock) o acciarino a focile, invece, un dispositivo metallico mobile detto martellina fungeva da copertura per lo scodellino: un altro pezzo metallico detto cane, caricato con una molla, terminava con una morsa nella quale era trattenuta saldamente una pietra focaia.

Quando il grilletto veniva premuto, la molla scatta, il cane colpiva violentemente la martellina e, mentre la spostava scoprendo lo scodellino, l’urto della pietra focaia produceva scintille che andavano ad accendere la polvere.

L’evoluzione nel tipo di acciarino, nel caricamento e l’introduzione delle cartucce (inizialmente contenitori di carta, da cui il nome, contenenti pallottola e polvere da sparo assieme) permise un netto miglioramento della cadenza di tiro da parte di queste armi nel corso dei secoli, ma inizialmente i primi archibugi e moschetti potevano sparare circa 40 colpi… all’ora!

Questo perché il caricamento era lungo e complesso, richiedeva la pulizia della canna, la pressione del proiettile assieme alla polvere da sparo all’interno dell’arma, la preparazione del sistema di accensione e ovviamente il tempo necessario per impugnare l’arma, mirare e sparare.

Energie imponenti!

Ma allora, con tale bassa frequenza di fuoco, come mai queste armi riuscirono a dominare i campi di battaglia? La risposta si cela nelle enormi energie con le quali i proiettili potevano essere scagliati.

L’appendice del meraviglioso The Knight and the Blast Furnace di Alan Williams, che vi consiglio vivamente, fa uno studio approfondito delle energie approssimative a disposizione di varie armi (calcolate al momento del lancio del proiettile, e che dunque si riducono con la distanza del bersaglio).

Un archibugio del XVI secolo imprime su un proiettile circa 1300 Joule (J) di energia, mentre una pistola dello stesso periodo può svilupparne oltre 900.
Ricordiamo che il Joule è l’unità di misura dell’Energia nel sistema internazionale: per fare un paragone, un Joule è pari all’energia necessaria per sollevare da terra di 10 cm un oggetto di 1kg di peso.

In confronto, l’energia di una freccia scagliata da un arco lungo ammonta a circa 150 J: da questo esempio, vediamo che tali energie sono molto  elevate.
Tali quantitativi di energia saranno ulteriormente ampliati da due grosse migliorie.

In primo luogo, la scoperta della polvere da sparo granulare: si tratta di una polvere preparata con gli stessi ingredienti, ma mescolati in ambiente umido e poi ridotti a un mezzo granulare omogeneo prima dell’uso. Questa polvere permette un’efficienza molto maggiore, portando le energie disponibili a oltre 1700 J.

Ma le migliori armature in circolazione del 1500, secondo i resoconto storici, erano ancora in grado di rispondere a queste fenomenali energie, soprattutto sulle lunghe distanze: per questo si cominciarono a costruire armi da fuoco di dimensioni maggiori, che richiedevano una forcella d’appoggio al terreno per essere correttamente utilizzate: nacque dunque il Moschetto (termine che andrà poi a indicare semplicemente l’antesignano del fucile moderno), in grado di imprimere fino a 3000 J di Energia ai proiettili. Si tratta comunque di energie calcolate “a bruciapelo”: un colpo poteva perdere anche metà della sua energia cinetica nei primi 100 metri di percorso.

ENERGIE DI PENETRAZIONE

Per calcolare l’energia necessaria per penetrare una piastra di un’armatura entrano in gioco i seguenti fattori:
-la forma dell’arma usata;
-lo spessore della corazza;
-la qualità del metallo;
-l’angolo con il quale il colpo incide sulla corazza.

Partiamo dalla prima: la forma dell’arma, o meglio, della parte dell’arma che colpisce l’armatura definisce la pressione che essa è in grado di impartire: minore la superficie di contatto, maggiore è la pressione, minore è l’energia necessaria per perforare un materiale.
Si capisce dunque subito che le frecce, pur avendo energie decisamente inferiori a disposizione, sono molto più efficienti dei proiettili, che all’epoca consistevano in delle semplici sfere metalliche (da cui “pallottola”), e anche le lame, per risultare efficaci contro le armature, devono essere il più piccole possibili.
Mantenendo dunque il nostro studio unicamente sulle armi da fuoco, andiamo a vedere quanta energia serve a una pallottola per perforare una corazza.

Se partiamo ci riferiamo ancora una volta all’appendice di The Knight and the Blast fournace, partendo da una corazza spessa due millimetri di acciaio di buona qualità vediamo che servono poco più di 800J affinché un’arma da fuoco perfori una simile corazza: immaginando di poter aggiungere 150 J extra per perforare ulteriori protezioni sottostanti (come imbottitura e cotta di maglia) vediamo che una tale armatura è ben lontana dal proteggere da un colpo di archibugio a distanza ravvicinata.

Tuttavia, una simile armatura ha ampio spazio di manovra per quanto riguarda il suo spessore.
L’energia necessaria per perforare un’armatura cresce come il suo spessore elevato alle 1.6: in pratica, raddoppiare lo spessore triplicherà (all’incirca) l’energia necessaria per perforare l’armatura.
Vediamo dunque che la stessa armatura spessa 3 mm richiede quasi 1900 J per essere perforata e un esorbitante 3800 J se portata a 4 mm, ponendo quindi il cavaliere al sicuro anche dai colpi dei primi moschetti!

Queste spesse armature, tuttavia, risultavano estremamente pesanti e furono in uso principalmente dopo il ‘600: infatti, con l’avvento degli eserciti nazionali, i vari regnanti cominciarono a ricorrere ad armamenti di massa, producendo corazze più spesse ma di qualità inferiore, riducendo l’energia necessaria a perforarle a un 50-75% di quella di un buon acciaio: queste armature, più che assicurare una protezione totale contro i nemici, servivano a ridurre il rischio di morte di un proiettile sparato da lontano.
L’estremo peso di queste protezioni portò a produrre armature complete solo per la cavalleria, andando a creare la figura del corazziere, cavaliere pesante con armi da fuoco, mentre la fanteria andò pian piano a ridurre l’armatura a pochi pezzi, principalmente il busto e l’elmo.

Un’altra opzione era ovviamente puntare su acciai di qualità migliore: i più raffinati potevano aumentare di un ulteriore 50% l’energia necessaria alla penetrazione, rendendo ad esempio la precedente corazza a piastre da 2 mm impervia ai comuni archibugi.

L’ultimo elemento da tenere in conto è l’angolo di incidenza tra il proiettile e la piastra: infatti, se il proiettile non raggiunge perpendicolarmente la corazza, esso tenderà a dissipare la sua energia e dunque l’energia necessaria alla perforazione verrà moltiplicata per un fattore pari all’inverso del coseno dell’angolo di incidenza.
Ricordiamo che il coseno è una proprietà degli angoli ed è un fattore compreso (per angoli inferiori ai 90°) tra 0 e 1: famosi valori sono circa 0.8 per un angolo di 30°, circa 0.7 per uno di 45° e 0.5 per uno di 60°.
Un proiettile che raggiunga una piastra con un angolo di trenta gradi richiederà il 25% circa di energia in più per perforarla: questo fenomeno non deve essere necessariamente causato dalla scarsa mira o fortuna del tiratore, infatti le armature venivano costruite con delle forme arrotondate o angolose proprio per far si che i proiettili colpissero il bersaglio in maniera non perpendicolare.

Ovviamente quelli che stiamo facendo sono ragionamenti di massima: in diversi momenti e zone dell’europa post-medievale abbiamo visto una grande varietà nella qualità, forma e fattura di armi e armature. Un problema annoso, ad esempio, era quello della disomogeneità degli acciai, ovvero l’impossibilità di costruire oggetti (come armature) in acciaio le cui proprietà fisiche fossero le stesse in tutti i punti: in questo modo era possibile che due colpi sostanzialmente identici, raggiungendo punti diversi dell’armatura, ottenessero risultati di penetrazione diametralmente opposti.
Inoltre, con l’avanzare del tempo, anche le energie delle armi da fuoco sono andate via via ad aumentare: ad esempio un moschetto del 1600 poteva arrivare, con la giusta polvere da sparo, a imprimere quasi 4000J di energia al proiettile. La presenza inoltre di miglioramenti bellici come la rigatura della canna, in grado di imprimere al proiettile un moto elicoidale che ne stabilizzasse la traiettoria, e le cartucce per rendere il caricamento più rapido resero indubbiamente le armi da fuoco sempre più letali.

IN CONCLUSIONE…

Le armature del rinascimento erano, in generale, in grado di proteggere chi le indossava dai proiettili delle armi da fuoco a patto che esse fossero relativamente leggere (pistole e in parte archibugi) e/o facessero fuoco da abbastanza lontano. Per quanto si tratti di condizioni apparentemente poco interessanti, ricordiamo comunque che in assenza di armatura un proiettile in tali condizioni sarebbe indubbiamente letale, se colpisse zone vitali!

La protezione poteva essere ottenuta e migliorata andando ad agire sulla qualità dell’acciaio, sullo spessore della corazza e sulle sue forme: questi fattori portarono, da un lato, allo sviluppo di armature molto costose, in grado di proteggere i ricchi signori dai proiettili più comuni, dall’altro a una produzione massiva di corazze di bassa qualità molto pesanti, che proteggevano interamente solo i reparti di cavalleria mentre i fanti si limitavano ad indossarne alcune porzioni.

Questo sviluppo dell’armatura ebbe effetto anche sulle armi da mischia: da una parte, infatti, nel ‘400 si ha il massimo splendore delle armi in asta, come le alabarde o le temutissime azze e martelli da guerra, in grado di minacciare i nemici più corazzati grazie a una letale combinazione di massa, leva e spunzoni o piccole lame d’ascia in grado di penetrare più facilmente l’armatura.
Le picche, inoltre, diventeranno elemento fondamentale del campo di battaglia prima dell’invenzione della baionetta, in grado di minacciare sia la cavalleria, nello specifico tenendo a distanza i cavalli, sia la fanteria dall’armatura ridotta.

Nella prima metà di questo periodo nascono nuove spade per affrontare nemici corazzati come lo stocco, che non è il rapier inglese come Dungeons & Dragons ci suggerisce ma l’estoc, una spada a lama triangolare da infilare nelle giunture delle armature nemiche, oppure come lo spadone (zweihander, montante ecc) di dimensioni ragguardevoli e di importanza strategica nella lotta alle formazioni di picchieri.

La riduzione dell’armatura da fanteria, tuttavia, porterà successivamente all’invenzione di spade più sottili e agili come la striscia, che è il vero rapier di Dungeons & Dragons, un’arma eccezionale nei colpi di punta, o come la sciabola che rappresenterà il simbolo della cavalleria fino alla sua scomparsa nel ‘900.

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La nascita della metallurgia è stata un punto cruciale nello sviluppo di innumerevoli civiltà nel corso della storia, influenzando tecnologia e società a tal punto da divenire un parametro di giudizio nei confronti di civilizzazioni differenti. Lo sviluppo della lavorazione dei metalli ha scandito l’avanzamento tecnologico civile e bellico mondiale, e la manipolazione di metalli e leghe è tutt’ora parte integrante della tecnologia moderna.
Ma cos’è un metallo? E che differenza fa usarne uno o un altro? Andiamo a scoprirlo assieme a Simone Normani, del mitico blog Grappa e Spada che trovate a questo link

Ferro e Acciaio: Una Storia di Metallo e Civiltà

La nascita della metallurgia è stata un punto cruciale nello sviluppo di innumerevoli civiltà nel corso della storia, influenzando tecnologia e società a tal punto da divenire un parametro di giudizio nei confronti di civilizzazioni differenti. Lo sviluppo della lavorazione dei metalli ha scandito l’avanzamento tecnologico civile e bellico mondiale, e la manipolazione di metalli e leghe è tutt’ora parte integrante della tecnologia moderna.

Ma cos’è un metallo? E che differenza fa usarne uno o un altro? Andiamo a scoprirlo assieme a Simone Normani, del mitico blog Grappa e Spada che trovate a questo link, che collaborerà a questa serie di articoli.

Proprietà dei metalli

Con il termine “metallo” in chimica si identifica la maggior parte degli elementi della tavola periodica che hanno la capacità di aggregarsi a formare strutture anche macroscopiche composte da quel solo elemento: in queste strutture, gli ioni (gli atomi privi di uno o più elettroni) sono immersi in un “mare” di elettroni dove questi ultimi si possono muovere liberamente. Questa è la ragione per cui i metalli sono buoni conduttori di corrente elettrica e di calore, ma questo tipo di legami comporta anche che gli atomi si dispongano in una struttura ordinata, analoga a quella cristallina (appropriatamente detta “reticolo”). L’integrità di questa struttura inoltre si allenta mano a mano che la temperatura aumenta, rendendo il materiale via via più duttile e malleabile, fino a passare allo stato liquido. Queste proprietà fanno sì che i metalli possano essere lavorati e manipolati a piacimento con i dovuti accorgimenti, e la loro importanza tecnologica non è dunque una sorpresa. Simili sono le leghe metalliche, ovvero materiali ricavati dall’unione di diversi metalli, o dall’arricchimento di impurità del reticolo; le leghe conservano svariate proprietà dei metalli alla loro base, ma ne acquisiscono di nuove che dipendono dall’esatta composizione.

Il ferro

Quando si parla di metalli, il primo che salta alla mente è probabilmente il ferro (Fe), e a ragion veduta, poiché è alla base di tantissime tecnologie, in particolar modo le più evidenti e di uso comune, in quanto si palesa da strutture grandi come cancelli a piccole come chiodi. Non è un caso che questo metallo abbia dato il nome ad un’era del mondo antico, in cui esso veniva usato per fabbricarne non solo strutture ed utensili di uso civile, ma anche armi ed armature.

Il ferro è un elemento molto importante per la vita e per l’uomo: la sua struttura atomica, con un nucleo da 26 protoni (di cui abbiamo parlato meglio in questo articolo), lo pone in fondo alla lista degli elementi normalmente prodotti da una stella e ne determina l’inevitabile morte. Esso, infatti, è il primo elemento di questa catena che, davanti al processo di fusione nucleare, consuma energia piuttosto che produrla. Quando questo succede, le stelle tendono a esplodere con grande violenza, generando una Nova o Supernova e scagliando al giro per il cosmo gli elementi prodotti in tale deflagrazione.

Inoltre, il ferro è un componente fondamentale del complesso eme, una struttura chimica necessaria per i processi di respirazione cellulare della stragrande maggioranza degli esseri viventi, salvo alcuni batteri, rendendolo dunque inestimabile per la vita sulla terra. Negli esseri umani questo è molto evidente a causa dell’emoglobina, la proteina che trasporta l’ossigeno nel nostro sangue.

Il ferro, come materiale estratto e lavorato dall’uomo, divenne durante l’omonima età il metallo privilegiato per una serie di ragioni, prima fra tutte la maggiore disponibilità (e quindi il costo minore) rispetto agli elementi necessari alla produzione di bronzo. Inoltre, il ferro, una volta estratto dalla roccia, è immediatamente lavorabile tramite forgiatura, ovvero battendolo a caldo, senza necessità di fabbricare una lega, e relativamente semplice da manipolare in quanto metallo puro. In terzo luogo, si scoprì che il ferro poteva dare luce ad un nuovo materiale, che avrebbe portato ad una graduale ma inesorabile rivoluzione tecnologica, ovvero…

L’acciaio

L’acciaio altro non è che una lega di ferro e carbonio (C), in cui quest’ultimo appare in piccolissime quantità (non oltre il 2.14% della massa totale), quindi agendo come un’impurità rispetto al metallo. Nonostante queste percentuali apparentemente irrisorie, il ruolo del carbonio è determinante nel definire le proprietà del materiale, in quanto queste impurità agiscono sulla struttura spezzando la simmetria del reticolo atomico e creando così le condizioni per la formazione di cristalliti, ovvero minuscole frazioni del materiale che mostrano diverse geometrie, anziché un’unica struttura ordinata. La distribuzione, struttura e dimensione di questi cristalliti determina poi le proprietà macroscopiche dell’intero materiale.

Come vedremo a breve, la presenza del carbonio è essenziale nel permettere l’indurimento dell’acciaio e dunque il suo utilizzo come materiale per la costruzione di armi ed altri strumenti. Una concentrazione superiore di carbonio invece causa una frammentazione eccessiva di questi domini e può portare alla formazione di centri di aggregazione delle impurità, il che comporta una graduale perdita di integrità strutturale e delle proprietà metalliche della lega, originando il materiale anche chiamato “ferraccio”, ma meglio noto come ghisa.

In realtà, nella lavorazione alla forgia del ferro, il carbonio presente nel carbone della forgia stessa va a legarsi con il ferro formando uno strato superficiale di lega ferro-carbonio. Questo significa che, in un certo qual modo, si hanno le prime armi e armature costituite parzialmente d’acciaio sin dall’età del ferro!

Produzione dell’acciaio

L’acciaio “nasce” dall’evoluzione dei metodi di estrazione del ferro dalla roccia in cui si trova naturalmente, ottenuto facendo fondere il metallo, e separandolo così dal resto del minerale, un processo che richiede fornaci in grado a superare la temperatura di fusione, ovvero 1538°C.

È importante sottolineare che pensare che, nell’antichità, si usasse come materiale di partenza il ferro puro è un’imprecisione: la maggior parte del ferro, infatti, si otteneva dalla fusione dei minerali ferrosi attraverso una fornace, operazione che lasciava sempre delle inevitabili impurità nel metallo. Alle temperature della fornace, infatti, il ferro non si liquefà mai del tutto, ma viene in qualche modo a “colare” dalla pietra in una sostanza viscosa che si porta inevitabilmente dietro impurità della roccia d’origine.

Sebbene del carbonio possa essere incluso nel ferro disciolto, i seguenti processi di lavorazione del metallo ad alte temperature ne causano spesso la perdita, perché si lega con l’ossigeno in forma di monossido di carbonio (CO) ed anidride carbonica (CO2). Al fine di ottenere dell’acciaio vero e proprio (con almeno lo 0.05% di carbonio), e relativamente omogeneo, fu necessario utilizzare metodi che prevedessero la fusione del ferro in fornaci e/o crogioli a stretto contatto con fonti di carbonio quali il carbone, il che permise così di ottenere la tanto agognata lega.

Le caratteristiche della fornace, oltre a determinare la qualità del metallo finale, limitano anche la quantità di materiale ottenibile in un singolo processo. Si tendeva, infatti, a partire da un’unica massa di metallo per costruire oggetti poiché saldare più pezzi metallici avrebbe portato a caratteristiche fisiche peggiori. Per ottenere singole masse di metallo maggiore, tuttavia, sono necessarie fornaci più grandi che richiedono a loro volta temperature maggiori non banali da raggiungere!

L’evoluzione storica delle fornaci

Nel mondo antico, l’impero romano aveva costruito delle fornaci più grandi e calde, necessarie per ottenere lamine abbastanza grandi da costituire le piastre della Lorica Segmentata: l’armatura a piastre più famosa del periodo pre-medievale e che tutti noi identifichiamo oggi come la classica protezione del legionario imperiale. Tuttavia la lenta fine dell’impero e l’abbandono di tali corazze in favore della più economica Lorica Hamata, a tutti gli effetti una cotta di maglia, portarono al disuso di tale tecnologia.

La capacità di ottenere piastre di dimensioni considerevoli tornò in auge con l’invenzione, verso la metà del ‘300 (ma diffusasi successivamente), dell’altoforno, una fornace in grado di raggiungere dimensioni e temperature capaci di fondere completamente il ferro. Oltre a permettere di ottenere agglomerati metallici di dimensioni considerevoli e molto più poveri di impurità, l’altoforno produce una lega di ferro ad alto contenuto di carbonio, chiamata ghisa.

L’acciaio di alta qualità

In particolare, in India fu sviluppato un processo che permise di raggiungere percentuali di carbonio e gradi di omogeneità ideali per la lavorazione di strumenti di alta qualità, portando anche alla produzione del molto ricercato acciaio wootz, rinomato per la sua durabilità (in quest’ultimo in tempi recenti si è addirittura scoperta la presenza di nanotubi di carbonio, strutture incredibilmente durevoli che potrebbero aver contribuito alle performance di questo materiale). Il tipico aspetto dell’acciaio wootz è infatti dato dall’alternanza di diverse strutture cristalline, per via del mescolamento di acciai diversi, ad alta e bassa concentrazione di carbonio, che compensano l’uno le mancanze dell’altro.

Tuttavia, nella normale produzione dell’acciaio, in epoca antica era normale ottenere porzioni di materiale disomogeneo e di qualità variabile, che andavano dal ferro, all’acciaio dolce, alla ghisa. Per ottenere un acciaio con le proprietà desiderate, era dunque spesso necessaria una serie di ulteriori passi.

La ghisa e la sua raffinazione

La ghisa, trovandosi allo stato liquido quando esce dall’altoforno, può essere versata in uno stampo per produrre lavorati per fusione, in modo simile al bronzo. Tuttavia questo tipo di lega, pur essendo usata all’epoca per la creazione di cannoni e relativi proiettili, è inadatta alle altre armi e armature poiché troppo fragile (come vedremo dopo).

Per ottenere invece un materiale lavorabile e adatto a tali armamenti, la ghisa veniva soggetta a un successivo trattamento di raffinazione, nella quale veniva nuovamente riscaldata in un ambiente ricco di ossigeno: in questa maniera, oltre a eliminare ulteriori scorie, parte del carbonio presente nel materiale si legava all’ossigeno formando anidride carbonica e abbandonando il metallo. Questo processo forniva come risultato una lega di ferro con percentuale di carbonio inferiore al 2%, cioè quello che noi chiamiamo acciaio!

Lavorazione dell’acciaio

Per via della sua alta temperatura di fusione ed il rischio della perdita di carbonio, non è semplice formare oggetti finiti in acciaio per colata: pertanto, è invece necessario lavorarlo nel suo stato solido. Tuttavia, la struttura policristallina implica che cercare di lavorarlo a freddo sia non solo molto difficile per via della durezza e resilienza del materiale, ma comporti anche il rischio di causare fratture e difetti nell’integrità strutturale del pezzo. Pertanto, l’acciaio va forgiato, lavorandolo mentre è incandescente: le alte temperature non solo rendono la lega più malleabile, ma permettono anche di dislocare e modificare i cristalliti senza fratture.

Inoltre, il comportamento quasi al limite tra liquido e solido della struttura metallica a temperature elevate permette un altro processo importante: la saldatura, che consiste nell’unione di pezzi separati in un unico oggetto tramite la fusione parziale delle superfici incandescenti a contatto. Questo processo divenne essenziale per la produzione di acciaio omogeneo quando materiale della qualità wootz non era disponibile: la saldatura di strati alternati d’acciaio con differente contenuto di carbonio infatti permise di distribuire meglio le strutture, ottenendo un materiale di più alta qualità, noto come acciaio Damasco.

Per amor di completezza, va ricordato che nel medioevo sono state prodotte lame d’acciaio di altissima qualità ottenute battendo insieme lamine metalliche diverse in quello che è comunemente noto come “acciaio a pacchetto” o “acciaio di Damasco”. Questo può inoltre essere lavorato in varie maniere, ottenendo diversi tipi pattern non solo funzionali, ma anche esteticamente ricercati, a seconda dell’ordine e deformazione degli strati. La tecnica di saldatura a pattern è anche utile per la realizzazione di oggetti a partire da ferro meteoritico, che è spesso ricco di impurità che richiedono una riduzione in concentrazione ed una distribuzione più omogenea.

Proprietà meccaniche dell’acciaio

Due sono le proprietà meccaniche dell’acciaio che ci interessano: la sua durezza e tenacità.

Scala di Vickers

Prima di proseguire, è necessario aprire una breve parentesi su un sistema ideato per misurare la durezza di questi metalli: la scala Vickers. Si tratta di una scala di durezza misurata osservando la deformazione del materiale dopo averlo compresso con una punta di diamante piramidale. L’unità di misura è Vickers Pyramid Hardness (VPH), ed è definita dal rapporto tra la forza F applicata e l’area A del solco lasciato dal diamante nel materiale: il valore in VPH dunque equivale a kgf/mm², e può essere all’occorrenza convertito in pascal (Pa) essendo infatti un’unità di pressione.

Durezza e struttura cristallina

La durezza è la resistenza, da parte del materiale, alle deformazioni: essa dipende sostanzialmente dal tipo di struttura che assumono gli atomi in toto all’interno del metallo.

Come abbiamo detto, l’acciaio è piuttosto duro e poco malleabile a temperatura ambiente, il che lo rende un ottimo materiale perfetto per creare oggetti che devono sostenere un certo sforzo. Esso è particolarmente utile per la produzione di lame, poiché la durezza è strettamente legata alla capacità di mantenere un filo tagliente anche dopo l’uso, in virtù della minor propensione a deformarsi: non stupisce dunque la sua popolarità nella produzione di armi bianche.

Tuttavia, l’acciaio lavorato a caldo e lasciato raffreddare autonomamente in aria non raggiunge durezze estreme: il ferro puro si ordina in cristalli di ferrite, con legami relativamente deboli, che può raggiungere una durezza tra i 100 e 180 VPH. La presenza di carbonio è in grado di raddoppiare la durezza rispetto al ferro ricco di scorie ottenuto mediante la fornace. La rottura della simmetria dovuta alla presenza del carbonio porta l’acciaio “dolce” a formare la cosiddetta perlite, una struttura composita di ferrite e carburo ferroso (Fe₃C, o cementite), la cui durezza oscilla in genere tra 180 VPH (0.2% di carbonio) e 260 VPH (0.6%).

Tempra e durezza

Per sfruttare al meglio le potenzialità dell’acciaio è necessario aggiungere il processo di tempra, che consiste nel portare il materiale oltre la temperatura critica di circa 900°C, dove la lega perde le sue proprietà ferromagnetiche, per poi raffreddarla violentemente senza dare il tempo al reticolo di rilocarsi come prima, effettivamente “congelando” la struttura.

Nel medioevo era uso comune una tempra non rapidissima in grado di formare un acciaio duro 3-4 volte il ferro ottenuto dalla fornace: è possibile invece temprare rapidamente il metallo, formando un acciaio estremamente duro, fino al doppio del precedente. Il principale cristallo di un’arma temprata è la martensite, che arrivava a raggiungere durezze di 300-400 VPH (e con processi moderni anche 800 VPH!) a seconda della quantità di carbonio.

Il metodo di tempra consiste nell’immergere immediatamente l’acciaio incandescente in acqua o olio, causando la rapida dissipazione di calore: questo processo viene spesso preceduto da alcuni cicli di riscaldamento e raffreddamento lento in aria, detti cicli di normalizzazione, che causano una ricombinazione graduale del reticolo, eliminando degli eventuali difetti nella struttura di perlite causati dalla forgiatura: questo eviterà che la martensite si organizzi in domini macroscopici, aumentando la fragilità dell’intero pezzo.

Fragilità e tenacità

A questo punto però, per quanto l’acciaio temprato sia ottimo per mantenere una lama affilata, non è adatto a strumenti di una certa taglia, specialmente armi che devono sostenere un certo grado di impatti: la martensite infatti è sì molto dura, ma è anche immensamente più fragile, cioè più propenso a spezzarsi, dell’acciaio dolce, che invece tende a piegarsi.

Tuttavia, questo tipo di tempra rischia di rendere l’acciaio fragile ed è dunque inadatto ai nostri scopi. Ma cos’è la fragilità? Un materiale si dice fragile se è facile spezzarlo: l’esempio classico di materiale duro e fragile è il vetro, che è difficilissimo da deformare ma si rompe con facilità. La capacità di resistere alla rottura di un materiale è detta tenacità ed è la caratteristica più importante per le armature: infatti la tenacità di un metallo definisce quanta energia è necessaria per perforare o spezzare il materiale.

Rinvenimento e tempra differenziale

Il primo metodo per ovviare al problema della fragilità, detto rinvenimento, consiste nel ridurre la fragilità dell’acciaio dopo la tempra, riportando il materiale in prossimità di 700°C, e lasciandolo raffreddare liberamente come nei cicli di normalizzazione di cui abbiamo già parlato.

Questo permette alla struttura di ricombinarsi a formare cristalliti più piccoli che comprendono sia martensite, sia perlite e altre geometrie, il che riduce in parte la durezza dell’intero oggetto, ma in cambio lo rende di gran lunga più resistente a sforzi ed impatti, ed elastico, permettendogli di deformarsi per poi tornare alla sua forma originale senza modifiche permanenti. Questo processo è stato alla base della produzione di acciaio armonico, e dell’intero sviluppo metallurgico europeo dal Medioevo in poi.

Un altro metodo di ovviare al problema della fragilità della martensite è la cosiddetta tempra differenziale. Il processo consiste nel far subire la tempra solo ad una porzione dell’acciaio, mantenendo il restante a durezza bassa anziché raffreddare bruscamente l’intero oggetto. In questa maniera, la parte temprata potrà mantenere una durezza (e quindi un’affilatura) molto elevata, mentre la parte in perlite fungerà da “cuscinetto”, assorbendo gli eventuali urti per evitare la frattura della lama.

A differenza dell’acciaio armonico, oggetti temprati in questa maniera manterranno eventuali deformazioni, ma questo eviterà che si frammentino o spezzino, dando così la possibilità di ripararli se danneggiati. Uno dei metodi più noti di tempra differenziale fu sviluppato in Giappone, e consisteva nel ricoprire la parte che doveva restare “morbida” in argilla, in modo da trattenere meglio il calore mentre la parte scoperta veniva raffreddata in acqua. Questa è la ragione per cui lungo la lama delle armi da taglio nipponiche si può vedere il cosiddetto hamon, che altro non è che il risultato visivo dell’interfaccia tra l’acciaio temprato del filo e quello dolce del dorso della lama.

L’uso di rinvenimento o tempra differenziale, come si può intuire, informa dunque il design dello strumento stesso, in primo luogo perché il secondo metodo in particolare è più adatto a lame monofilari che a doppio filo. Inoltre, mentre l’acciaio armonico in genere richiede una materia prima di buona qualità in partenza, la tempra differenziale può essere usata per confinare il materiale migliore sulla lama, dove è importante mantenere la durezza e consistenza della lega, mentre quello meno pregiato può svolgere senza problemi la suddetta funzione di ammortizzatore meccanico.

Acciai ed altre impurità

Oltre al carbonio, la matrice ferrosa può ospitare numerose altre impurità che vanno a modificare le proprietà del materiale. Gran parte di queste, specialmente quando appaiono in quantità disomogenee e incontrollate, possono causare una degradazione dell’integrità strutturale e delle proprietà meccaniche del pezzo, ed infatti questo è uno dei maggiori problemi della lavorazione di alcuni tipi di acciaio come quello meteorico.

Tuttavia, quando presenti in quantità adeguate, queste impurità forniscono proprietà favorevoli alla lega a seconda delle necessità (va però specificato che il buon controllo su queste impurità è possibile con mezzi moderni, ma più difficoltoso con tecnologie antiche). Ad esempio, il nichel (Ni) è molto popolare per migliorare l’elasticità dell’acciaio; inoltre la colorazione più chiara lo rende uno dei più popolari nella fabbricazione di Damasco, grazie al buon contrasto con altri tipi di acciaio. Leghe di ferro e nichel (FeNi o NiFe) sono inoltre tra le più comuni rinvenute nei meteoriti ferrosi.

Un altro elemento comunemente usato per modificare le proprietà dell’acciaio è il tungsteno, che ne aumenta durezza e resistenza all’usura, al costo di renderlo però meno resistente agli impatti. Allo stesso modo, il rame (Cu) è utilizzato per produrre un acciaio con maggiore resistenza. Infine, come non citare il celeberrimo acciaio Inox, resistente all’ossidazione grazie al contenuto di cromo.

Tutte queste impurità tuttavia ne compromettono la tenacità, il che li rende poco adatti a strumenti, particolarmente quelli di grossa taglia, che devono resistere ad urti e sforzi improvvisi (come ad esempio le spade). Ne consegue dunque che, a parte leghe di nichel e salvo casi particolari e costosi ottenuti con tecnologie contemporanee, il caro vecchio acciaio al carbonio sia l’opzione migliore per le armi bianche.

Conclusione

La storia del ferro e dell’acciaio è una storia di innovazione continua, dall’età del ferro antica all’invenzione dell’altoforno medievale, dalle tecniche di tempra giapponesi agli acciai legati moderni. Ogni progresso nella lavorazione metallurgica ha permesso lo sviluppo di nuove tecnologie, armi più efficaci e armature più resistenti, dimostrando come la comprensione delle proprietà dei materiali sia stata e rimanga fondamentale per il progresso umano.

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Dopo aver trattato in generale il videogioco, la seconda espansione di Kingdom Come: Deliverance 2, intitolata “Legacy of the Forge” e dedicata alla nobile arte della forgiatura nella città di Kuttenberg, mi ha permesso di cogliere la palla al balzo per parlare di un argomento di fisica spesso difficile da trattare, soprattutto in ambito medievale: la Termodinamica.

La natura del Calore: Agitazione Termica

A livello microscopico, la materia non è statica, ma è composta da atomi che si muovono incessantemente. Mentre in un gas ideale questi atomi sono liberi di muoversi in ogni direzione, in un solido sono “intrappolati” in una struttura rigida, una molecola o, nel caso di un metallo o cristallo, un “reticolo”. La temperatura non è altro che una misura macroscopica dell’energia cinetica media di questi atomi: più vibrano violentemente attorno alla loro posizione di equilibrio, più la temperatura che misuriamo è alta.

La maniera che hanno i corpi di scambiarsi la temperatura, cioè l’energia cinetica delle molecole, è il calore, un flusso di energia che si sposta da un corpo più caldo a uno più freddo.

La Legge Fondamentale della Calorimetria, che lega queste due grandezze, è espressa dalla formula:

Q = cs m ΔT

Dove:
Q è il Calore necessario (l’energia che dobbiamo fornire);
m è la massa dell’oggetto;
ΔT è la variazione di temperatura ottenuta;
cs è il Calore specifico del materiale, ovvero la quantità di calore necessaria per scaldare un kg di quel materiale.

Per dare un’idea: il ferro ha un calore specifico di circa 450 J/kg°K. Sembra tanto, ma l’acqua ne richiede quasi dieci volte di più (4186J/kg°K)! Questo spiega perché il metallo si scalda (e si raffredda) molto più velocemente dell’acqua a parità di energia fornita.
Ma come fa il metallo a ricevere questa energia?

La Fiamma

Come abbiamo già visto, in un gas gli atomi sono liberi di muoversi: a sua volta, ogni atomo è formato da un nucleo circondato da una serie di elettroni, particelle mantenute unite al nucleo mediante interazione elettromagnetica: gli elettroni di ciascun atomo possono trovare in diverse zone attorno ad esso, dette orbitali, di forma e dimensioni diverse, con ciascun orbitale caratterizzato da una certa quantità di energia.

Comunemente, gli elettroni tendono a trovarsi negli orbitali meno energetici (detti “bassi” perché più vicini al nucleo): se però viene fornita loro sufficiente energia, possono “salire” verso orbitali verso orbitali ad energia superiore, più distanti dal nucleo e per questo detti “alti”. Se ciò accade, si dice che si trovano in uno “stato eccitato”

Un elettrone tuttavia tende a non restare negli orbitali alti ma a ritornare verso quelli più bassi: nello scendere di orbitale, dissipa l’energia extra sotto forma di luce e calore, emettendo quel fenomeno luminoso che è la fiamma.

L’unico parametro che differenzia un fotone dall’altro è la sua frequenza, simile a quella di un’onda sonora. Come scoprì Einstein nella sua interpretazione dell’effetto fotoelettrico, la frequenza è determinata dall’energia del fotone, pari alla differenza tra l’energia dell’orbitale alto in cui si trovava l’elettrone e quello basso in cui è ricaduto. In termini di luce visibile, la frequenza viene interpretata dai nostri occhi come un colore: fotoni blu, ad esempio, sono più energetici di quelli rossi, così come quelli ultravioletti, a noi invisibili, sono più energetici di quelli visibili (motivo per cui i raggi ultravioletti scottano la pelle).

A fine ‘800, il fisico tedesco Wien descrisse come questa frequenza, per corpi sufficientemente caldi da essere incandescenti, è direttamente proporzionale alla temperatura: un ferro rosso ha una temperatura di circa 800° che sale attorno ai 1000-1200° quando diventa giallo e poi bianco!

La Combustione

Ogni atomo ha, globalmente, un certo quantitativo di energia data dai suoi elettroni. Come abbiamo già visto, agli elettroni piace stare in condizioni di bassa energia ed è per questo che tendono ad eliminare l’energia in eccesso tramite fotoni: lo stesso amore per le energie inferiori lo hanno anche gli atomi in toto.

La maniera che hanno gli atomi per mantenersi in stati di energia inferiore è proprio il legame che lo unisce agli altri atomi: condividendo gli elettroni con altri atomi, che possono essere o meno dello stesso elemento, cioè dello stesso tipo, gli atomi si trovano ad avere, globalmente, un’energia più bassa e tendono dunque a formare molecole.

Ovviamente, è possibile che un atomo si trovi nella condizione di poter cambiare la molecola di appartenenza, legandosi con atomi differenti, al fine di ridurre ulteriormente la sua energia: la combustione, una forma di ossidazione, è esattamente questo tipo di fenomeno.

L’ossigeno, detto “comburente” della combustione, si trova infatti comunemente in forma molecolare, ovvero all’interno di una molecola formata da due atomi di ossigeno (O2), ma questa molecola ha dei legami molto deboli e dunque è molto facile da scindere.

Facciamo un paio di esempi: per il carbone (composto in buona parte, giustappunto, da carbono) la reazione è del tipo:

C + O2 -> CO2

Per quanto concerne invece il legno, esso generalmente contiene sempre una certa quantità di acqua (maggiore tanto più è fresco), la cui evaporazione disperderà una parte del calore. Il legno stesso è composto in buona parte da cellulosa, che brucia secondo una complessa reazione composta da più fasi ma che può essere semplificata così:

C6H12O6 + 6x O2 -> 6x CO2 + 5x H2O

Le nuove molecole, formate da atomi del combustibile e del comburente, hanno un’energia totale inferiore alle precedenti: questa differenza di energia viene liberata sotto forma di luce e calore e va anche a innescare la reazione nelle molecole vicine. In questo modo, le sostanze continuano a bruciare e sono in grado di sviluppare molto calore.

Quanto calore? Bruciare 1 kg di carbone di legna di buona qualità (il combustibile standard del medioevo) libera circa 29-30 MJ (MegaJoule) di energia termica. Per intenderci, è un’energia sufficiente, in teoria, a portare a fusione svariati chili di ferro, se non fosse per le enormi dispersioni della forgia aperta.

stione

Ovviamente le molecole del nostro corpo non sono immuni alla combustione: l’energia sprigionata è tale da danneggiare le molecole biologiche di cui siamo fatti. Infatti è stato osservato che le nostre proteine cominciano a decomporsi già con temperature attorno ai 44°C.

Le ustioni dovute al contatto con fonti estreme di calore (ma anche con sostanze caustiche o dovute a shock elettrico) sono state categorizzate tramite una scala di gradi di gravità crescente.

Le ustioni di primo grado sono quelle che colpiscono solo lo strato più esterno della pelle, chiamato epidermide: queste ustioni sono quelle più comuni e tendono a guarire in pochi giorni.

Se però il calore assorbito dalla pelle è più elevato (cosa che avviene per temperature superiori o tempi maggiori di esposizione) si possono ottenere ustioni di secondo grado: queste ustioni colpiscono il derma, la parte di pelle sotto l’epidermide, e provocano dolorose vesciche. Richiedono settimane per essere guarite e sono più soggette a infezione.

Le terribili ustioni di terzo grado poi non sono dolorose in quanto il calore è penetrato tanto da distruggere le terminazioni nervose: queste pericolose ustioni profonde possono richiedere mesi di guarigione, spesso incompleta e con cicatrici, e nei peggiori casi richiedono, soprattutto in passato, amputazioni delle appendici coinvolte. Questa pratica può essere richiesta nel momento in cui, a causa della bruciatura, il sangue non sia più in grado di raggiungere un arto o un’appendice e si proceda alla rimozione onde evitare di avere ulteriori complicazioni dovute alla cancrena.
Raramente l’ustione raggiunge anche organi e ossa sottostanti, e in questo caso è chiamata di quarto grado.

In questi casi peggiori la medicina ha fortunatamente fatto passi da gigante, e possiamo ormai contare sul trapianto di cute per ridurre il pericolo in caso di ustioni molto gravi: questo però non significa che questa pratica sia salvifica al 100%.

Le ustioni sono molto pericolose a causa di alcuni fenomeni che provocano: oltre a essere dolorose, le ustioni implicano una diminuzione della capacità, da parte dei capillari, di trattenere il plasma, uno dei componenti del sangue. In tal caso si ha una forte perdita di liquidi e questo aumenta la viscosità del sangue, andando così ad affaticare se non danneggiare diversi organi interni.
Un tipico effetto che si ottiene da grandi ustioni, come ustioni di primo o secondo grado su due terzi del corpo o di terzo grado su appena un ottavo della superficie, è lo shock da ustione, una reazione violenta del corpo dovuto alla presenza di sostanze nocive derivate dai tessuti bruciati.

Ma come proteggersi dal fuoco? I nostri antenati avevano già capito che l’acqua funzionava molto bene… ma perché?
L’acqua spegne il fuoco in quanto ne sottrae calore, impedendo che esso vada a innescare altro combustibile, e perché va a ridurre l’ossigeno disponibile nell’aria, in parte “soffocando” la zona che copre, in parte riempiendo l’aria di vapore acqueo.
Queste proprietà dell’acqua sono amplificate in altre sostanze utilizzate negli estintori moderni, come l’anidride carbonica che può raggiungere, espandendosi, temperature molto basse, o come le polveri e schiume ottimizzate per sottrarre l’ossigeno.
Il metodo forse più spettacolare sono le bombe pirofughe (ormai praticamente inutilizzate) che, a contatto con il fuoco, esplodono “spostando” l’ossigeno circostante e facendo contemporaneamente cadere sulle fiamme delle polveri in grado di estinguerle.

L’eredità della Forgia

Il sistema di forgiatura di Kingdom Come: Deliverance 2 è un tentativo ambizioso di trasmettere la fisicità di un mestiere medievale senza annoiare il giocatore. Il colore del metallo incandescente è reso magnificamente e, dettaglio raffinatissimo, il gioco simula come sia più difficile “leggere” la temperatura dell’acciaio sotto la luce diretta del sole rispetto all’ombra della bottega, e il suono del martello sull’incudine e lo sfrigolio della tempra sono autentici. C’è il rischio concreto di “bruciare” il pezzo lasciandolo troppo nel fuoco (un errore comune nella realtà ma raro nei giochi) e la necessità di martellare in modo simmetrico per non rovinare la bilanciatura dell’arma è un tocco di classe, seppur semplificato.

Quando si passa all’atto pratico della forgiatura, emergono i primi compromessi ludici. Un vero fabbro non inizia quasi mai con un oggetto già formato al 90%. In KCD2, Henry pesca da un barile teste d’ascia o lame quasi finite. Manca tutta la fase di “sbozzatura”: nella realtà, il metallo va tirato, allungato e modellato. Nel gioco, Henry si limita spesso ad appiattire il metallo come se stesse stendendo una pasta per la pizza. Per una spada questo è passabile, ma per un’ascia è tecnicamente sbagliato: un’ascia richiede di muovere il materiale in direzioni specifiche o di avvolgerlo, non solo di schiacciarlo.

Inoltre, il processo salta completamente la finitura. Vediamo Henry martellare un pezzo grezzo e nero che, improvvisamente, diventa un’arma lucidata, affilata e pronta all’uso, ignorando ore di molatura e lucidatura.

L’assenza più grave per gli esperti è quella del rinvenimento (tempering). Il gioco mostra la tempra (quenching), ovvero l’immersione nell’acqua/olio per indurire l’acciaio. Tuttavia, l’acciaio appena temprato è duro ma fragile come il vetro. Nella realtà, è obbligatorio riscaldarlo di nuovo a temperatura più bassa (rinvenimento) per renderlo flessibile. In KCD1 questo concetto era presente nella lore, ma in KCD2 è sparito: Henry crea spade che, realisticamente, si spezzerebbero al primo impatto.

Inoltre Henry spesso immerge la lama tenendola per il codolo (la parte del manico) a mani nude. Nella realtà, il calore viaggia: si ustionerebbe gravemente. Spesso inoltre immerge o scalda solo metà lama, il che creerebbe tensioni strutturali disastrose nel metallo.

La creazione dell’ascia, in particolare, contiene due errori macroscopici. Primo, non viene mai creato l’”occhio” (il buco per il manico), operazione che richiederebbe punzoni e strumenti specifici. Secondo, nel momento in cui Henry tempra la testa metallica nell’acqua, questa ne esce istantaneamente dotata di un manico in legno intagliato, decorato e perfettamente fissato.

In definitiva, la forgiatura in KCD2 è visivamente splendida e cattura il “feeling” del fabbro medievale meglio della maggior parte dei giochi di ruolo. Tuttavia, per renderla divertente, sacrifica la complessità tecnica (niente rinvenimento, niente creazione dell’occhio dell’ascia) e la logica temporale (manici istantanei, lucidatura automatica). È un’ottima simulazione per un profano, ma una divertente fantasia per un professionista.

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Dopo aver analizzato il primo capitolo del GDR storico di Warhorse Studio, proseguiamo con le novità aggiunte dal secondo: Kingdom Come Deliverance 2, uscito nei primi mesi del 2025, si è distinto fino ad essere in lizza per il GOTY e vincere il premio di gioco dell’anno di diverse altre testate.
Vediamo assieme quali sono le aggiunte importanti di questo capitolo…

La storia continua…

Kingdom Come: Deliverance 2 prosegue la storia di Henry in un periodo cruciale della storia boema, pochi anni prima delle guerre hussite che avrebbero devastato la regione. Il protagonista, trasformato da umile fabbro in figura centrale delle guerre intestine, si muove ora in un territorio significativamente più vasto: la mappa esplorabile è approssimativamente il doppio rispetto al primo gioco, con un territorio diviso tra l’area pastorale di Troskowitz e la città mineraria di Kuttenberg.

La scelta di Kuttenberg come ambientazione principale non è casuale. Questa città era nel XIV-XV secolo uno dei centri minerari argentiferi più importanti d’Europa, seconda solo a Freiberg in Sassonia. Kuttenberg è stata ricostruita come approssimativamente dieci volte più grande di Rattay, la città principale del primo gioco, riflettendo la sua reale importanza economica. Le miniere d’argento finanziavano la monarchia boema e la città ospitava la zecca reale, dove venivano coniati i praghesi groschen, una delle monete più affidabili dell’Europa medievale. A tale riguardo la Corte Italiana (Vlašský dvůr) presente nel gioco era effettivamente il centro della produzione di monete e un significativo centro di potere reale durante questo periodo.

Durante questo secondo gioco conosciamo Jan Žižka, ritratto qui come capo di una banda di banditi e mercenari, che sarà al centro delle guerre Hussite, pochi decenni più tardi: il posizionamento cronologico di alcuni avvenimenti storici (nascite, morti e assedi, giusto per non spoilerare troppo) è stato inoltre parzialmente rivisitato per dare una fine soddisfacente alla trama.

L’Arsenale Medievale: Correzioni Tecniche e Nuove Armi

Una delle critiche più fondate al primo Kingdom Come riguardava l’arsenale disponibile, che presentava anacronismi significativi. Il secondo capitolo corregge queste imprecisioni introducendo armamenti storicamente appropriati per il periodo.

Nel primo gioco, gli archi erano l’unica opzione a distanza nonostante le balestre fossero già diffuse nel nell’Europa centrale dal XIII secolo. La balestra richiedeva meno addestramento rispetto, ad esempio, all’arco lungo inglese, che necessitava anni di pratica.

In Kingdom Come 2, le balestre hanno una ricarica più lenta rispetto agli archi ma infliggono più danno, in particolare contro nemici corazzati. Questa meccanica riflette accuratamente le caratteristiche dell’arma: una balestra da guerra poteva perforare armature che fermebbero frecce tradizionali, grazie alla maggiore energia cinetica dei quadrelli e alla loro costruzione più massiccia. Tuttavia, il processo di ricarica—che richiedeva l’uso di strumenti specifici come il “martinetto” —era significativamente più lento, limitando la cadenza di tiro a 1-2 colpi al minuto contro i 6-10 di un arciere esperto.

Un’altra aggiunta del sequel sono le armi da fuoco: sebbene rare e potenti, i cannoni e le armi utilizzabili da un solo utente (i cosiddetti “cannoni maneschi”) rappresentano un elemento rivoluzionario del tardo XV secolo. Le prime armi portatili da fuoco apparvero in Europa centrale intorno al 1360-1380: nel 1403-1404, periodo del gioco, queste armi erano ancora primitive, poco più che tubi di ferro o bronzo montati su aste di legno, accesi manualmente con micce lente.

La loro efficacia era limitata: precisione scarsa oltre i 20-30 metri, affidabilità problematica con tempo umido, e cadenza di tiro di circa un colpo ogni 2-3 minuti. Tuttavia, il loro impatto psicologico era considerevole: il rumore assordante e il fumo potevano terrorizzare cavalli e soldati inesperti e la capacità di perforare armature a distanza ravvicinata rappresentava una minaccia senza precedenti. La loro rarità nel gioco riflette accuratamente la realtà: queste armi erano costose, difficili da produrre e riservate a unità specializzate.

Infine, il gioco riempie una carenza molto grave del primo, introducendo anche per il giocatore alabarde e armi d’asta (tecnicamente presenti nel primo gioco ma inutilizzabili in modo pratico).

Le armi d’asta dominavano i campi di battaglia del XV secolo: la lunghezza dell’arma (tipicamente 180-220 cm) forniva un vantaggio meccanico enorme. Un colpo d’ascia portato con un’asta di due metri genera una forza d’impatto molto superiore a quella di un’arma maneggiata, grazie al principio della leva. Gli uncini laterali permettevano di agganciare cavalieri e trascinarli a terra, dove l’armatura diventava un impedimento fatale.

Una delle introduzioni più significative di Kingdom Come 2, ulteriormente focalizzato dalla seconda espansione “Legacy of the forge”, è il sistema di forgiatura, che trasforma Henry da semplice riparatore di armi a maestro fabbro. La forgia prevede la creazione di armi seguendo un processo interattivo: riscaldare il metallo usando i mantici, martellare sulla incudine con precisione, assicurando che la lama sia forgiata uniformemente in tutte le sezioni. Questo procedimento semplifica necessariamente un processo estremamente complesso, ma ne cattura gli elementi essenziali.

Un Medioevo vivo

Kingdom Come: Deliverance 2 rappresenta un ambizioso tentativo di andare oltre la semplice ricostruzione storica per creare un’esperienza che catturi l’essenza di un’epoca, tanto quanto e più del primo capitolo

L’attenzione maniacale ai dettagli storici—dalla ricostruzione di Kuttenberg come centro economico alla corretta rappresentazione delle armi d’asta sui campi di battaglia—non è fine a se stessa. Il risultato è un’opera che sfida le convenzioni del genere RPG, sacrificando la comodità videoludica in favore dell’autenticità.

Henry, il fabbro diventato guerriero, incarna questa tensione tra vecchio e nuovo: come lui deve padroneggiare tanto la spada quanto il martello, così il gioco chiede al giocatore di abbracciare un medioevo complesso, contraddittorio e affascinante.

Questa settimana vi propongo un articolo molto “chill” che risponde a un paio di note che mi sono state fatte su facebook riguardo a mancanze di alcuni miei articoli.
A differenza di altri post del blog, che sono scritti con l’ausilio dell’AI e ritoccati dal sottoscritto, questo è al 100% di mia penna (illustrato con l’aiuto dell’AI).
Cominciamo!

Equazione di Hill e moto rotatorio

Mi è stato fatto giustamente notare che in questo articolo io indico l’equazione di Hill in forma lineare

F = (F₀ × b – a × v) / (b + v)

per risolvere il problema dell’energia cinetica dei colpi tra una spada e una mazza, che però sono armi che hanno sostanzialmente la stessa energia ma diverso momento di inerzia (di cui ho parlato invece in questo altro articolo).

La scelta è stata fatta per semplicità e per introdurre l’equazione di Hill nella al “””grande””” pubblico nella sua forma tradizionale, ma per completezza vediamo come si applicherebbe a una situazione tipo “mazza vs spada” in cui la differenza è data proprio dal momento di inerzia e non dalla massa.

In questo caso, anziché usare le grandezze lineari, usiamo quelle rotazionali: l’equazione diventa

M = (M₀ × b’ – a’ × w) / (b’ + w)

Dove “M” è il momento della forza (cioè il prodotto tra la forza e la distanza tra il suo punto di applicazione e il centro di rotazione dell’arma), “w” è la velocità angolare e a’ e b’ sono le costanti dell’equazione modificate dal cambio di formalismo.

A questo punto io non vado più a calcolare l’accelerazione lineare, ma l’accelerazione angolare che è pari al Momento della forza / momento di Inerzia. Ecco che entra in gioco la caratteristica dell’arma: in una dinamica di tipo rotazionale non conta tanto la massa dell’arma quanto la sua distribuzione e una mazza, che ha un momento di inerzia molto maggiore della spada, raggiungerà velocità simili, in tempi più lunghi, ma con energie cinetiche rotazionali E = Iw^2 decisamente superiori.

Urti bidimensionali

Nell’articolo sulla dinamica degli urti ci siamo focalizzati sugli urti monodimensionali: tuttavia un argomento raramente trattato a scuola, ma particolarmente interessante dal punto di vista del combattimento medievale, sono gli urti multidimensionali (per semplicità lavoreremo con due dimensioni).

Negli urti bidimensionali, nel caso in cui lo scontro non sia perfettamente frontale, le componenti della quantità di moto si conservano separatamente nella direzione parallela e perpendicolare alla congiungente dei due corpi: in pratica in base alla direzione dell’urto, una porzione della quantità di moto è trasferita “frontalmente” al bersaglio mentre il resto è mantenuto dal corpo iniziale.

L’esempio più semplice si ha immaginando una palla diretta verso una scatola.
Se la palla colpisce la parete della scatola direttamente, il trasferimento dell’energia e della quantità di moto sarà massimo: se però la palla è leggermente angolata, la quantità di moto parallela alla parete (o se preferite perpendicolare alla direzione dell’urto) verrà completamente mantenuta dalla palla, mentre solo una porzione (normalmente proporzionale al coseno dell’angolo) verrà trasferita al bersaglio.

Questo è molto importante nei combattimenti medievali perché è uno dei punti forti delle armature a piastre: queste protezioni infatti hanno molto spesso superfici curve e angolate allo scopo di ridurre la probabilità che un colpo nemico atterri perpendicolarmente su di esse e ottenere così un “colpo di striscio”.
Nel momento in cui, infatti, un attacco raggiunge la corazza a piastre con un angolo, solo una porzione della sua quantità di moto ed energia sarà trasferita al bersaglio.

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E’ poco attivo in questo periodo, ma chissà, magari aspetta proprio voi!