Quando esposti ad agenti ambientali come umidità, sostanza chimiche e variazioni di temperatura, i metalli subiscono reazioni elettrochimiche (processi corrosivi) che compromettono sia l’estetica delle superfici, che la loro integrità. Gli interventi per risolvere il problema sono tipicamente costosi, soprattutto se si parla di strutture metalliche o organi di macchina di grandi dimensioni. Per contrastare questi effetti avversi, le industrie si sono rivolte alla verniciatura industriale come solida barriera contro gli agenti corrosivi.
La corrosione
La corrosione, chiamata comunemente “ruggine”, è il risultato di un processo elettrochimico che si verifica naturalmente quando i metalli interagiscono con il loro ambiente circostante. È particolarmente diffusa nei metalli ferrosi e coinvolge sia reazioni chimiche che elettrochimiche, che portano al degrado delle superfici metalliche.
Il processo ha inizio con la formazione di una cella elettrochimica localizzata sulla superficie metallica, in corrispondenza di piccole imperfezioni, microfessure o impurità. Tali difettosità agiscono da anodi, mentre le aree circostanti agiscono da catodi, formando di fatto una pila. Nei siti anodici, gli atomi del metallo perdono elettroni e diventano ioni carichi positivamente (cationi). Questi cationi si dissolvono nell’elettrolita circostante (ad esempio le gocce d’acqua presenti sul componente), lasciando elettroni liberi sulla superficie metallica. Contemporaneamente, nei siti catodici, l’ossigeno dell’ambiente o le molecole d’acqua subiscono reazioni di riduzione, guadagnando elettroni e formando ioni idrossido (OH-). Gli ioni idrossido prodotti nei siti catodici si combinano con i cationi metallici provenienti dai siti anodici per formare vari prodotti di corrosione, i quali variano a seconda della composizione del metallo e delle condizioni ambientali. Ad esempio, nel caso del ferro, i prodotti di corrosione sono comunemente l’ossido di ferro (ruggine) o l’idrossido di ferro. La corrosione induce una debolezza strutturale, compromettendo l’integrità di ponti, condutture e altre infrastrutture critiche. Inoltre, accorcia drammaticamente la vita utile delle attrezzature e delle strutture metalliche, determinando maggiori costi di manutenzione e la necessità di sostituzioni premature. La corrosione può anche causare gravi rischi per la sicurezza in industrie come oil & gas e aeronautica. Essa può manifestarsi in diverse forme:
• la corrosione uniforme: è la più comune forma di corrosione. In questo caso le superfici metalliche subiscono un deterioramento superficiale uniforme e progressivo nel tempo a causa dell’esposizione generalizzata all’ambiente corrosivo;
• la corrosione a crateri: detta in gergo tecnico “pitting”, si verifica quando zone localizzate sulla superficie metallica subiscono, a causa di diverse possibili cause, una corrosione più intensa, formando piccoli crateri o cavità che possono compromettere l’integrità strutturale;
• la corrosione interstiziale: si sviluppa in spazi ristretti o fessure dove i livelli di ossigeno sono ridotti, accelerando la corrosione;
• la corrosione galvanica: si verifica quando metalli dissimili sono a contatto tra loro e sono esposti a un elettrolita, producendo una cella galvanica (pila) e accelerando la corrosione in corrispondenza della giunzione tra i diversi metalli.
