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. Le correnti galvaniche sono una delle principali cause di corrosione elettrolitica nei metalli e rappresentano un rischio concreto in molte applicazioni. In ambito idraulico, un fenomeno a cui sono spesso soggette le tubazioni è la corrosione.
Cos'è la Corrosione Galvanica?
La corrosione elettrochimica si sviluppa quando ci si trova in presenza di ambienti umidi. 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.
Il Processo di Corrosione Galvanica
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. 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.
Mentre il catodo rimane intatto, l’anodo si corrode. 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.
Esempi Comuni
Hai mai notato come alcuni oggetti metallici, come le posate in acciaio inox, possano macchiare un bicchiere? O come un chiodo di ferro lasciato all’aperto si arrugginisca più velocemente se a contatto con altri metalli? 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.
Correnti Vaganti e Corrosione
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. A questo dobbiamo anche aggiungere il fatto che la malta cementizia offre un’elevata resistenza elettrica. In un impianto elettrico la corrente elettrica può essere continua o alternata. Difatti, la corrente elettrica di una casa non è mai continua ad eccezione di rari casi.
Come Prevenire la Corrosione Galvanica
Esistono diversi sistemi e metodologie per prevenire le correnti galvaniche e quindi la corrosione galvanica, da quelle più efficaci a quelle meno.
- Scelta dei materiali: 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.
- Isolamento dei metalli: 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.
- Monitoraggio ambientale: Il monitoraggio ambientale rappresenta un’ottima strategia complementare all’isolamento dei metalli per prevenire la corrosione galvanica.
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.
Per prevenire la corrosione dei materiali metallici è possibile avvalersi di alcuni metodi.
Accoppiamenti tra Metalli
Sì, con alcuni accorgimenti. 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.
Tabella di Corrosione dei Metalli
Nelle tabelle di corrosione galvanica è possibile vedere quali sono i materiali maggiormente tendenti a corrodersi. 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. 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.
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.
Misure di Sicurezza e Normative
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.
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