Cos’è la zincatura e a cosa serve quella a caldo: protegge l’acciaio dalla corrosione

L'acciaio, pur essendo tra i materiali da costruzione più utilizzati in ambito industriale e civile grazie alle sue eccezionali caratteristiche meccaniche, mostra una notevole debolezza per la sua naturale esposizione all'ossigeno e all'umidità, che lo rende vulnerabile a un inevitabile fenomeno degradante: la corrosione. Per proteggere le strutture metalliche da questo processo, si fa largo utilizzo di uno specifico trattamento superficiale chiamato zincatura, un vero e proprio processo metallurgico capace di isolare e preservare il materiale base, allungando significativamente la vita utile dell'opera.

A cosa serve la zincatura: la sua chimica

La zincatura consiste nel rivestire un elemento di acciaio con uno strato superficiale di zinco, il quale offre una protezione attiva dalle caratteristiche aggressive dell'ambiente al metallo base. Questa protezione differisce da una pittura tradizionale, che invece si limita a formare una semplice barriera fisica tra il metallo e l'atmosfera, potendo quindi creare corsie preferenziali di infiltrazione fino al metallo base per effetto di impurità o della semplice porosità microscopica della vernice. Lo zinco è infatti un metallo meno nobile del ferro (l'elemento base contenuto nelle leghe di acciaio), il quale, in accoppiata con l'ossigeno, genera spontaneamente ruggine per effetto di una reazione elettrochimica. Lo zinco si comporta come un anodo sacrificale: la reazione spontanea con l'ossigeno avviene ora con questo nuovo metallo, che si ossiderà al posto dell'acciaio in ragione delle sue caratteristiche chimiche. Di conseguenza, si consumerà progressivamente proteggendo il materiale base dell'elemento portante per il tempo necessario a garantire la durata utile dell'opera.

Come si zincano gli elementi metallici: le tipologie

Il processo industriale di gran lunga più diffuso è la zincatura a caldo. Poiché lo zinco non aderisce su superfici che presentano impurità, l'elemento in acciaio necessita di un'accurata pulizia preliminare per rimuovere ogni traccia di ruggine, oli superficiali e altre possibili impurità. A tal fine, l'elemento attraversa apposite vasche di sgrassaggio e decapaggio preliminarmente. Successivamente, l'elemento viene immerso in vasche contenenti zinco fuso, mantenuto a una temperatura di circa 450°C. La temperatura di lavoro in questa fase è essenziale: l'elevato calore innesca infatti la compenetrazione tra i metalli (zinco e lega di acciaio) a livello atomico. Si formano così una serie di strati superficiali in lega ferro-zinco, sui quali si solidifica infine un ultimo strato di zinco puro, che conferisce al prodotto finito il caratteristico colore lucente.

Esistono anche varianti alternative alla zincatura a caldo: la zincatura elettrolitica, ad esempio, è effettuata a freddo tramite l'utilizzo di correnti elettriche. Il limite di questa tipologia di trattamento è la formazione di spessori di protezione limitati, il che rende il processo adatto prevalentemente a componentistica di minore importanza o a elementi destinati ad ambienti privi di aggressioni climatiche particolarmente severe.

Quanto dura nel tempo

La vita utile di una struttura protetta mediante zincatura deve essere valutata in relazione alla velocità con cui l'ambiente circostante andrà a consumare lo strato superficiale nel corso degli anni. Le normative tecniche classificano di conseguenza gli ambienti in relazione alla loro aggressività corrosiva: dagli spazi interni asciutti (classe C1) alle atmosfere marine o fortemente industriali (classe C5). Il dimensionamento della protezione si traduce dunque nello spessore di zinco necessario, misurato in micron. Rappresenta lo spessore destinato a consumarsi progressivamente nel tempo, ma in grado di garantire gli anni di servizio richiesti.

Le possibili alternative

L'alternativa di base alla zincatura è la semplice verniciatura protettiva, sebbene questa presenti un limite strutturale intrinseco legato al solo effetto barriera: il danneggiamento dello strato di vernice comporta l'infiltrazione di acqua e l'immediata corrosione dell'acciaio sottostante. Questa soluzione richiede dunque cicli di manutenzione assidui nel lungo periodo. Esistono poi leghe metalliche alternative, performanti come l'acciaio classico sotto l'aspetto meccanico, ma con una marcia in più dal punto di vista protettivo:

• L'acciaio inossidabile: si tratta di una lega contenente Cromo che ha la capacità di auto-passivarsi a contatto con l'ossigeno, creando una pellicola protettiva invisibile. Lo svantaggio principale di questa lega è l'elevato costo rispetto al compromesso acciaio più zincatura.
• L'acciaio Corten: ulteriore alternativa ingegneristica. Lega con composizione chimica studiata per formare una patina protettiva di ossido, che assume il caratteristico colore della ruggine (sebbene non lo sia!), questa volta a protezione del nucleo interno di acciaio.
• Le leghe di alluminio: sempre più frequente come materiale da costruzione. Il suo grande vantaggio è la naturale protezione grazie all'ossido spontaneo che si forma. Tuttavia, paga il pegno di avere caratteristiche meccaniche meno performanti rispetto alle comuni leghe di acciaio, specialmente nei confronti dei processi di saldatura.

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