Corrosione galvanica, cos’è e come difendersi

Cos’è?

La corrosione galvanica (anche elettrochimica), per spiegare velocemente, è un processo naturale che si innesca quando due materiali, aventi un diverso valore di nobiltà vengono posti a diretto contatto (detto accoppiamento galvanico), in presenza su entrambi di un terzo elemento umido (detto elettrolita).
In questo modo si genera un flusso di elettroni dal materiale meno nobile, denominato anodo o polo negativo che si ossida, verso quello più nobile, denominato catodo o polo positivo, che può rivestirsi di strati metallici. (principio su cui si basa la zincatura o galvanizzazione dei metalli).
I metalli meno nobili (es. zinco, ferro) presentano una maggiore tendenza a corrodersi rispetto ai metalli più nobili (es. rame, argento, acciaio inossidabile), per cui mettendo a contatto un metallo meno nobile e un metallo più nobile sarà il metallo meno nobile a corrodersi, mentre il metallo più nobile rimarrà intatto.
L'entità della corrosione dipende:
dalla differenza di potenziale che si crea tra i due elementi, che è tanto più grande quanto più distanti sono nella scala galvanica;
dalla quantità di ossigeno presente nell'ambiente;
dal rapporto tra la superficie complessiva dei due metalli e quella del metallo meno nobile.
È però necessario, infatti, conoscere anche i valori dei potenziali che i diversi materiali assumono una volta immersi in ambienti reali, così da stabilire delle serie galvaniche pratiche, in base al comportamento dei vari metalli qualora vengano accoppiati nei differenti ambienti in esame.
La nobiltà di un metallo, infatti, può variare in un ampio intervallo di potenziale in base alle condizioni dell'ambiente (composizione, valore di pH, temperatura, scambio termico, agitazione, conducibilità elettrica) sia del metallo (passività per la presenza di pitture superficiali protettive o attività quando il metallo è a contatto con l’ambiente aggressivo).
Alla luce di ciò, nella nautica, un fattore importantissimo per stabilire la “coppia galvanica” adatta è la conducibilità elettrica che è influenzata dal grado di salinità dell’acqua.
Proprio per questo comportamento i cosidetti “anodi sacrificali” o comunementi chiamati “zinchi”, sono di tre materiali:
MAGNESIO: altamente conduttivo quindi adatto ad acque dolci dove la poca presenza di sale non aiuta il passaggio delle correnti da un materiale all’altro. In acqua salata si consumerebbe in brevissimo tempo, costringendo al cambio anche più volte durante la stagione.
ALLUMINIO: mediamente conduttivo, adatto ad acque salmastre o quando si ha necessità di navigare sia in acqua dolce che salata.
ZINCO: a bassa conduttività, adatto alle acque salate.

Come difendersi
Da anni ormai i produttori di motori marini montano di serie dei sistemi attivi anticorrosione che mettono in comunicazione tutte le parti metalliche del motore e delle trasmissioni e ne controllano i flussi elettrici.
Nonostante questo vediamo cosa possiamo fare per prevenire il più possibile il fenomeno, che ricordo essere naturale e quindi inarrestabile.
PULIZIA: la pulizia della sentina. e del motore. Una sentina e un motore puliti e asciutti sono il primo passo per eliminare un componente essenziale della corrosione galvanica, l’umidità (elettrolita). La pulizia da polvere e corpi estranei dalla sentina dove non possa ristagnare acqua è il primo passo. Stessa cosa per il motore. Lavare la sentina, asciugarla perfettamente, pulire il motore, anche lavarlo con prodotti specifici, ingrassare i movimenti, spruzzarlo con del lubrificante specifico spray, controllare i collegamenti elettrici che non abbiano ossido, ripristinare le eventuali tracce di ruggine o screpolature delle vernici.
ANODI: sceglierli in base all’ambiente dove lavoreranno, controllare lo stato degli stessi frequentemente, usare anodi di qualità, nella maniera più assoluta NON VERNICIARLI! Controllare il perfetto contatto con la superficie del metallo che devono proteggere.
Gli anodi DEVONO consumarsi, quando sono poco consumati vanno comunque sostituiti, va ricercata la causa del perchè non sono consumati: 1) interruzione elettrica col metallo, 2) sovraverniciatura, 3) materiale di costruzione degli stessi di scadente qualità, 4) materiale inadeguato alle caratteristiche ambientali.

La scala galvanica o di nobiltà dei metalli dal meno nobile:
Litio
Sodio
Magnesio
Alluminio
Manganese
Zinco
Cromo
Ferro - (Acciaio al carbonio, Ghisa)
Cadmio
Nichel
Stagno
Piombo
Rame
Acciaio inossidabile
Titanio
Argento
Mercurio
Platino
Oro
Quanto più lontani tra di loro, tanto più protetto sarà il metallo più nobile.

Le correnti vaganti o disperse
Le correnti vaganti o disperse, invece, sono correnti causate da impianti elettrici in cui esiste un problema di isolamento oppure sono collegati a terra.
Le correnti disperse lasciano il loro normale percorso formato dai conduttori elettrici che formano il circuito, per disperdersi e circolare fuori dei circuiti previsti e attraverso l’acqua (che conduce elettricità) incontrano artefatti metallici.
La corrente elettrica cerca sempre percorsi dove vi sia la minore resistenza, per questa ragione attraversa i manufatti metallici immersi.
Al verificarsi della corrente dispersa, questa attraversa la struttura metallica immersa, dove la parte anodica, cioè la zona di uscita della corrente, è soggetta a corrosione.
Quindi, oltre alla corrosione causata da una reazione elettrochimica generata dalle correnti galvaniche, esiste anche la corrosione provocata dalle correnti vaganti o correnti disperse.
Va precisato che le correnti vaganti sono dannose solo se si tratta di corrente continua e non quella alternata presente nelle normali abitazioni.
Tali correnti vaganti essendo di intensità superiore a quelle derivanti da reazioni elettrochimiche, provocano una corrosione metalli più intensa e marcata, presentando una degradazione localizzata nella superficie metallica attraversata dalla corrente.
Se queste correnti sono in corrente continua (le più pericolose) la protezione attiva e/o i nostri “zinchi” sono in grado di contrastarla. Il tipico ingresso di queste correnti è però un “filo elettrico” insospettabile che tutti o quasi abbiamo a bordo: il cavo di messa a terra dell’impianto a 230V!
Questo cavo ha la proprietà di andare dal nostro impianto elettrico di bordo ad una palina infissa nel suolo per disperdere eventuali correnti dovute a cortocircuiti. Così strutturato questo cavo però “raccoglie” l’elettricità dal terreno se eventualmente ci fossero dispersioni, ed accompagnarle a bordo! Questo cavo è anche ASSOLUTAMENTE NECESSARIO per il funzionamento del “salvavita”, va da se che deve esserci per la nostra incolumità. Ma allora se è necessario come ci si difende dalle correnti disperse??
Semplice, ISOLANDOCI!! Attenzione, non tagliando il cavo, ma dotandoci di appositi dispositivi elettronici, quali?
Il più semplice e meno costoso ma ottimo è il cosidetto isolatore galvanico, un semplice apparecchio che non fa altro che applicare una resistenza al circuito dai 2 ai 4 Volts, semplificando evita che correnti sotto quel voltaggio passino in entrata attraverso il cavo di messa a terra.
Complicando un pò e salendo di peso e prezzo, il trasformatore di isolamento, qui in pratica il nostro impianto di bordo non avrà bisogno della messa a terra e sarà in classe II (es. gli elettrodomestici con spina a 2 poli) ed egualmente sicuro. (link a wikipedia per capire il principio di funzionamento).