Gli anodi questi sconosciuti di Ugo Marinelli

In occasione di una lettera a Bolina da parte di un lettore, contattai il direttore per spiegare che non e' prudente l'uso degli 'ZINCHI' per proteggere le imbarcazioni di alluminio dalla corrosione. A seguito di cio' ne venne fuori un articoletto che ora ripropongo su queste pagine. Si tratta di un articolo su come ci si difende dalla corrosione in mare a prescindere dal tipo di materiale con cui e' costruita la nostra imbarcazione. Infatti anche gli scafi in legno o vetroresina hanno parti metalliche piu' o meno grandi soggette a corrosione (assi d'elica, eliche, etc.).

Il sistema piu' semplice ed antico usato a protezione dalla corrosione, o meglio dall'ossidazione, e' la VERNICIATURA. Chiamata tecnicamente PROTEZIONE PASSIVA, agisce da barriera passiva, appunto, all'attacco dell'ossigeno sulla superficie metallica. L'ossidazione produce RUGGINE se il materiale attaccato e' ferroso, oppure ossidi non meglio identificati se il materiale e' alluminio, bronzo, etc..

Un altro sistema a nostra disposizione e' la PROTEZIONE ATTIVA anche detta PROTEZIONE CATODICA. I teorici dell'elettrochimica storcerebbero sicuramente il naso su come alcuni concetti verranno esposti, ma quello che ci interessa e' che tutti capiscano di che cosa parliamo.

Come spesso succede nel cammino dell'Uomo verso la Conoscenza, la protezione catodica, alla sua prima utilizzazione pratica, fu un disastro!
Furono le navi a vela in legno (proprio cosi' !) del secolo scorso ad averne bisogno in quanto, non avendo a disposizione le vernici antivegetative per proteggersi dai molluschi e dalla flora marina, rivestivano l'opera viva con lastre di rame. Questi rivestimenti ossidandosi, producevano verde rame antivegetativo; come conseguenza, le lastre si consumavano rendendo comunque necessario il carenaggio. A qualcuno (un certo Davy o Levy, non ricordo), venne la bella idea di sfruttare certe reazioni chimiche per proteggere il rame da questo logorio, installando del materiale che consumandosi al posto del rame si SACRIFICASSE, lasciando cosi' le lastre lisce e dorate. Erano nati i primi rudimentali ANODI SACRIFICALI. La protezione catodica quindi funzionava, purtroppo pero', le lastre non ossidate perdettero l'effetto antivegetativo e Davy fu deriso.

Gli "zinchi", che il diportista medio osserva con aria sospettosa quando la barca e' sull'invaso, sono appunto ANODI SACRIFICALI.

Ma gli "zinchi" sono proprio di zinco ? Ovviamente no (sarebbe troppo facile), sono soprattutto leghe a base di zinco e talvolta a base di alluminio o di magnesio; e' per questo che da qui' in avanti li chiamerò solo con il loro nome: anodi.

Come abbiamo già accennato e' l'ossigeno la causa principale della corrosione. La combinazione tra l'ossigeno ed il nostro metallo avviene perché c'e' uno scambio di cariche elettriche, cioè circola CORRENTE ELETTRICA.

La verniciatura e' generalmente isolante cioè non lascia passare cariche elettriche quindi, sinché non ci sono parti metalliche a contatto con l'ambiente, la corrosione non avviene (Figura 1).

Siccome e' praticamente impossibile avere una protezione passiva perfetta dobbiamo per forza aspettarci una corrosione localizzata la' dove c'e' il danno se non interveniamo in altro modo.

L'altro modo e' ovviamente la protezione attiva.

Finche' non verrà scoperto un metallo anarchico, in natura esistono metalli più nobili e metalli meno nobili (vedi tabella 1).

Il diverso "grado di nobilita" si può misurare grazie al potenziale che il metallo assume se immerso in un elettrolita. A questo proposito possiamo subito dire che l'acqua di mare, manco a farlo apposta, e' un elettrolita favoloso per innescare i processi di corrosione. Dal punto di vista corrosionistico sono più fortunati i diportisti d'acqua dolce.

Se ripetiamo l'esperimento di Alessandro Volta quando invento' la pila (Figura 2), accoppiando due metalli di diversa nobilita' (per noi acciaio e zinco), notiamo che:

1) passa corrente elettrica attraverso il collegamento.

2) il metallo meno nobile tra i due si consuma (lo zinco), mentre quello più nobile tende leggermente a ricoprirsi con una patina protettiva (l'acciaio). Questa patina protettiva, essendo molto delicata, appena muoviamo l'imbarcazione se ne va via (e siamo daccapo).

Nel caso di scafi di alluminio il principio di funzionamento non cambia ma accade qualcos'altro: siccome l'alluminio puro non viene mai usato per costruire barche e le sue leghe hanno potenziali elettrochimici piuttosto variabili, potremmo avere sgradite sorprese. Riguardando un attimo la tabella scopriamo infatti, che li' vicino c'e' lo zinco in lega per la costruzione di anodi ed e' facile che accoppiandoli, il materiale del nostro scafo invece di essere più nobile (e quindi protetto) finisca per essere meno nobile corrodendosi al posto degli anodi, quindi perché rischiare ?.

Le leghe per scafi di alluminio, soffrono anche di un altro problema legato alla patina di ossido che le ricopre. Tale patina, risulta abbastanza tenace all'attacco degli agenti esterni, ma non sopporta il passaggio di forti correnti elettriche (parliamo sempre di pochi Ampere, addirittura frazioni), quindi non e' consigliabile applicare allo scafo neanche gli anodi di magnesio perché con il loro alto potenziale innescano correnti elettriche troppo arzille. Secondo il mio parere, l’unica cosa seria da prevedere, quando l'imbarcazione e' ferma in porto, e' quella rappresentata in Figura 3. Come si potrà notare, l'anodo di magnesio dovrebbe essere tenuto ad una certa distanza dalla carena, possibilmente di lato, ma mi rendo perfettamente conto che nei nostri porti ciò e' impossibile. Si possono installare calandoli dal bordo cercando di tenerli ad una distanza di circa 2.5 / 3 m dallo scafo, ponendo attenzione anche a non infilarli nel fango del fondo che impedirebbe loro di lavorare bene. La quantità di anodi da installare in questo modo dipende dalle dimensioni dello scafo : Prendendo come base la misura di 2.5 m come distanza di sicurezza, e' consigliato tenere almeno 5 m tra un anodo e l'altro. Per esempio, su imbarcazioni sino 10/12 m potremmo installarne due : uno calato da poppa e l'altro da prua, mentre sino 15/16 m ne installeremo quattro aggiungendone uno per lato.

Nessun problema invece per gli scafi di acciaio che possono indifferentemente essere protetti da anodi di zinco, alluminio o magnesio, l'unica differenza con gli scafi di alluminio e' che gli scafi di acciaio DEVONO essere protetti anche con la protezione attiva. Andare in giro senza e' da criminali.

Generalmente si usano anodi piatti da installare sulla carena, che non rovinano troppo la forma dello scafo. Vanno installati in modo abbastanza uniforme sull'opera viva addensandoli leggermente vicino la ruota di prua e nella zona timone - elica; cioe' nelle parti dove c'e' maggior apporto di ossigeno per effetto del moto dell'imbarcazione.

Se proprio vogliamo essere pignoli, per non rovinare i filetti fluidi che arrivano alle pale dell'elica, possiamo seguire le indicazioni forniteci dalle British Standards (Figura 4).

Dire QUANTI anodi si devono installare su uno scafo sara' oggetto di un'altro articolo in quanto un po' prolisso da esporre. Pero' attenzione: la quantita' degli anodi dipende da cosi' tanti fattori che bisogna affidarsi ai suggerimenti del progettista dell'imbarcazione o se si e' autocostruttori/progettisti e' bene affidarsi ad un esperto del settore.

Passando alle problematiche inerenti l'installazione ed alla manutenzione, l'errore piu' comune e' quello di verniciare sotto l'anodo, o peggio anche l'anodo, interrompendo cosi' il flusso di elettroni: il circuito smette di funzionare e siamo daccapo a correr dietro alla ruggine (Figura 5).

Un'ultima raccomandazione: uno dei grossi difetti delle leghe di zinco costruiti dalla fonderia "dietro casa" e' quello di passivarsi. Cio' succede quando la lega non e' buona. Anche qui ci sono norme ben precise che stabiliscono le percentuali dei componenti che debbono entrare nella lega e quali assolutamente non debbono essere presenti. La norma universalmente riconosciuta per lo zinco e' la US-MIL 180001.

Mi e' accaduto personalmente di aver installato sull'asse dell'elica un anodo a manicotto di dubbia provenienza che non si consumava neanche a distanza di un paio di stagioni. Sospettando qualcosa, l'ho sostituito con un altro di un fornitore di fiducia; il nuovo anodo si e' consumato quasi completamente in una stagione! Morale: siccome e' impensabile che chi compra uno o due anodi all'anno possa pretendere l'analisi chimica della lega, chiedete sempre chi e' il produttore; se dopo una stagione l'anodo non si e' consumato neanche di un pelo sostituitelo con uno di un fornitore diverso, ma controllate bene che l'errore non sia il vostro altrimenti oltre a cambiare tipo di anodo ogni stagione innescate i processi di corrosione.

Ricordate: se la protezione catodica funziona bene, il metallo da proteggere NON si corrode ! Se su un metallo protetto continuate a vedere nuove tracce di ossidazione, vuol dire che qualcosa non funziona a dovere. B.V.