Correnti Galvaniche negli Impianti Idraulici: Cause e Prevenzione
In ambito idraulico, un fenomeno a cui sono spesso soggette le tubazioni è la corrosione. Essa può essere di diverse tipologie: la corrosione galvanica, la corrosione interstiziale, la corrosione per sfregamento o la corrosione per correnti vaganti. In questo articolo andremo a soffermarci in particolar modo sulla corrosione galvanica, tipica di reti realizzate con metalli diversi, non opportunamente protette.
Cos'è la Corrosione Galvanica?
Tutto ciò che c'è da sapere sulla corrosione galvanica, un problema a cui sono soggette le tubazioni idrauliche domestiche. Le correnti galvaniche sono flussi di elettroni debolmente intensi che si creano a partire da una differenza di potenziale elettrico tra due materiali con caratteristiche diverse.
Infatti, gli elettroni si spostano dai metalli meno nobili (a potenziale inferiore) a quelli più nobili (a potenziale maggiore), andando così a creare il processo di ossido-riduzione. Il metallo meno nobile, da cui si spostano gli elettroni, sarà quello soggetto a corrosione. È molto frequente che nelle tubazioni domestiche si instauri questo fenomeno, soprattutto nelle saldature o giunzioni, provocando danni. È necessario dunque porre particolare attenzione alla combinazione di metalli, valutandone il potenziale di corrosione.
Principi Fondamentali della Corrosione Galvanica
- Anodo: L'anodo è l'elettrodo sul quale avviene una semireazione di ossidazione. In una cella galvanica, l'ossidazione avviene spontaneamente e produce elettroni, quindi l'anodo è il polo negativo.
- Catodo: Nei sistemi elettrochimici, il càtodo è l'elettrodo sul quale avviene una semireazione di riduzione. In una cella galvanica, la riduzione avviene spontaneamente e consuma elettroni, quindi il catodo è il polo positivo.
- Ione: In chimica si definisce "ione" un'entità molecolare elettricamente carica.
La corrosione elettrochimica si sviluppa quando ci si trova in presenza di ambienti umidi. Nei punti di saldatura e giunzione filettata si crea una cella o pila galvanica in cui gli elettrodi sono i due materiali. Il metallo più nobile si trasforma in catodo, mentre quello meno nobile diventa un anodo.
Il flusso di elettroni generato porta alla corrosione chimica di quest'ultimo. L'intensità corrosiva è tanto maggiore quanto più alta sarà la differenza di potenziale. Ogni metallo infatti avrà una certa resistenza alla corrosione dipendente dal suo potenziale. Quando ci si ritrova in una soluzione acida, i metalli cedono e ricevono elettroni, attivando una corrente galvanica, e l'unico modo per evitare che si instauri è non mettere a contatto elettrico i materiali differenti.
È importante anche la distanza tra due metalli nella serie galvanica. Se la distanza è piccola, come ad esempio nel caso di alluminio e acciaio a contatto, la probabilità che avvenga una corrosione è minima.
Corrosione Tubi Rame: Un Caso Comune
La corrosione elettrochimica si sviluppa quando ci si trova in presenza di ambienti umidi. Nei punti di saldatura e giunzione filettata si crea una cella o pila galvanica in cui gli elettrodi sono i due materiali. Il metallo più nobile si trasforma in catodo, mentre quello meno nobile diventa un anodo. Il flusso di elettroni generato porta alla corrosione chimica di quest'ultimo. L'intensità corrosiva è tanto maggiore quanto più alta sarà la differenza di potenziale.
Come Prevenire la Corrosione Galvanica
Le correnti galvaniche sono una delle principali cause di corrosione elettrolitica nei metalli e rappresentano un rischio concreto in molte applicazioni. Esistono diversi sistemi e metodologie per prevenire le correnti galvaniche e quindi la corrosione galvanica, da quelle più efficaci a quelle meno. Questo tipo di rimedio per le correnti galvaniche ha il vantaggio di essere facile da installare e molto versatile, può infatti essere applicata a diverse tipologie di metalli e in vari ambienti.
Quando ci si trova in presenza ad esempio di alluminio e acciaio inossidabile, è da evitare la congiunzione con viti ed è consigliabile adoperare lo stesso materiale o inserire un isolante nei punti di unione. È necessario inoltre evitare la contaminazione di parti catodiche con materiali anodici. Perché molto spesso durante la lavorazione è possibile che dagli utensili si stacchino dei pezzi di materiale ferroso che comportano la creazione di ruggine.
Significa evitare di associare tra loro materiali galvanicamente incompatibili. Tuttavia, adoperare dei materiali tra loro differenti non implica automaticamente la presenza di una futura corrosione galvanica. In genere non ci sono problemi negli accoppiamenti rame-legno e rame-acciaio inox, mentre è da evitare quello rame-acciaio zincato (non si devono appoggiare elementi strutturali di rame su zinco o acciaio zincato, poiché la maggiore nobiltà degli ioni rame trasportati dall’acqua piovana provocano la loro deposizione sullo zinco con la corrosione di quest’ultimo. Il contatto rame alluminio va bene se quest’ultimo è anodizzato, ma anche in questo caso si preferisce evitare il contatto diretto, magari interponendo un materiale non conduttore.
Metodi di Prevenzione
- Isolamento dei Metalli
- Monitoraggio ambientale
Correnti Vaganti: Un'Altra Causa di Corrosione
Cosa sono le correnti vaganti? La corrosione per correnti vaganti è provocata da correnti elettriche continue che abbandonano il loro percorso "intenzionale", si disperdono nel terreno e penetrano in altre strutture metalliche, per poi fuoriuscire nuovamente; laddove ciò avviene si verifica la corrosione. Nel caso dei tubi, la corrosione presenta una morfologia molto caratteristica: parte dall'esterno formando un cratere conico il cui vertice via via procede verso l'interno.
Frequentemente si demonizza la presunta pericolosità di questo fenomeno, ma l'argomento è, nella maggior parte dei casi, sfruttato per fini molto meno nobili della prevenzione. d) la rete delle tubazioni, in base alla norma CEI 64-8, deve essere collegata equipotenzialmente ad un impianto di messa a terra efficiente, che scarica le correnti attraverso idonei dispersori.
Tabella di Corrosione dei Metalli
Nelle tabelle di corrosione galvanica è possibile vedere quali sono i materiali maggiormente tendenti a corrodersi. L'argento e l'oro ad esempio sono materiali che non si ossidano, infatti sono posti nella parte catodica della tabella, ma per il loro prezzo elevato non possono essere utilizzati per fabbricare pezzi per tubazioni. Metalli come zinco o alluminio sono altamente soggetti a corrosione, infatti vengono usati come metalli sacrificali. Ottone, nickel e rame invece, data la posizione centrale nella tabella, sono quelli maggiormente sfruttati per la realizzazione di tubazioni.
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