L'avversario : la corrosione

Fondamenti della corrosione

Le proprietà chimiche di ogni elemento sono in gran parte definite dal suo guscio elettronico esterno. Ci sono elementi che cedono facilmente gli elettroni (metalli comuni) e altri che accettano facilmente gli elettroni (metalli nobili). Si parla di stati di ossidazione di un elemento o di una molecola. L'aspetto interessante è che se si combinano due materiali con potenziali di ossidazione molto diversi, si può misurare una tensione elettrica tra i due materiali (è vero che questa è una rappresentazione molto semplificata dei processi). Questa proprietà è estremamente importante in chimica e fisica perché è alla base degli accumulatori elettrici e delle batterie.

Attraverso numerosi esperimenti, già nel XVIII secolo i chimici (in particolare Volta e Pfaff) scoprirono quali combinazioni di materiali producono un'opposizione particolarmente forte di queste proprietà, cioè quali combinazioni di sostanze producono le tensioni più elevate possibili. L'idrogeno fu preso come riferimento, rispetto al quale tutti gli elementi dovevano misurare il loro potenziale. Ne è nata la cosiddetta serie di tensione elettrochimica, cioè un elenco di elementi chimici con i loro potenziali di tensione rispetto a H (idrogeno). A un'estremità c'è il fluoro con +2,89 volt, all'altra il litio con -3,04 volt. Questo scambio di elettroni tra due elementi è chiamato "reazione redox", una combinazione di riduzione (accettazione di elettroni) e ossidazione (rilascio di elettroni).

In pratica, queste reazioni redox tra due materiali non avvengono completamente da sole; di solito è necessario un mezzo come l'acqua. Nel caso di una batteria ricaricabile, si parla di elettrolita. E questo ci porta alla ringhiera in acciaio inossidabile arrugginita. In questo caso, i progettisti hanno utilizzato un tubo di acciaio inossidabile come ringhiera, di per sé - soprattutto in prossimità del mare - una decisione sensata. Ma poi è arrivata l'ispezione di sicurezza e ha detto che la ringhiera doveva essere anche messa a terra. Così hanno messo un morsetto in acciaio zincato (di base) sopra il tubo in acciaio inox e lo hanno collegato al tubo accanto.

Che cosa succede ora? L'aria umida e salata del mare funge da ottimo elettrolita tra i due elettrodi di metalli diversi. Si forma un potenziale di tensione. Il metallo meno nobile (lo zinco della pinza) cede elettroni e si corrode fortemente. Il forte potenziale di ossidazione fa sì che l'ossigeno dell'aria si combini con lo zinco e si forma l'ossido di zinco. L'ossido di zinco (come molti ossidi metallici) è fragile e instabile, si rompe in piccoli componenti quando viene leggermente sollecitato.

Cosa si sarebbe potuto fare di meglio?

O usare morsetti e viti dello stesso materiale della ringhiera, cioè acciaio inossidabile. Ma questo è più costoso dell'acciaio zincato. In alternativa, si sarebbero potute verniciare pesantemente le parti metalliche. La zincatura è di per sé un buon antiruggine, ma in un composto elettrolitico con un metallo prezioso, nemmeno la zincatura resiste. E l'aria salata del mare è un ottimo elettrolita, quindi favorisce questa reazione di ossidoriduzione.

La stessa cosa accade con le piogge acide sulle nostre antenne. A volte è sufficiente anche l'aria di scarico leggermente sulfurea dell'impianto di riscaldamento nel camino vicino. Insieme all'acqua piovana, sulle antenne si forma un ottimo elettrolita. Se ora si collegano tra loro metalli nobili fortemente diversi (con potenziali di ossidazione diversi), si formano potenziali di tensione che possono corrodere quasi tutti i metalli.

Pertanto, per i morsetti dei pali e gli elementi di collegamento, utilizzare sempre metalli simili. Acciaio inossidabile uniforme o acciai esclusivamente ben zincati. Se si devono collegare metalli diversi, proteggerli sempre bene dall'elettrolita, ad esempio ingrassandoli o verniciandoli. Inoltre, controllate, ispezionate e sostituite regolarmente. In questo modo l'antenna durerà per diversi decenni senza corrosione.

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