Corrosione barca – tipologie di corrosione e come proteggere la barca.

Corrosione barca: tipologie, meccanismi e strategie di protezione

La corrosione è uno dei fenomeni più affascinanti e nello stesso tempo pericolosi che interessano le strutture metalliche in generale e considerando l’ambiente in cui si muovono sopratutto nei manufatti impiegate nel settore nautico. La sua azione, spesso inizialmente invisibile, può compromettere progressivamente l’integrità strutturale di scafi, impianti e componenti, con conseguenze potenzialmente catastrofiche.

Comprendere i meccanismi della corrosione, le sue diverse forme, i fattori acceleranti e le metodologie di prevenzione è essenziale per tecnici, surveyor e operatori del settore marittimo.

In questo articolo tecnico, approfondiremo:
• Le principali tipologie di corrosione
• Le dinamiche elettrochimiche alla base del fenomeno
• I metodi di misura e controllo della corrosione
• Strategie di prevenzione e protezione, attive e passive
• Un caso studio reale di corrosione galvanica su struttura saldata
• L’importanza della protezione anche delle superfici interne
• Le implicazioni operative e manutentive

Funzionamento chimico ed elettrochimico della corrosione

La corrosione è una reazione chimica o elettrochimica tra un metallo e l’ambiente circostante.

Quando il metallo perde elettroni (ossidazione), si trasforma in uno ione positivo e si combina con elementi presenti nell’ambiente (ossigeno, cloruri, acqua), dando origine a composti instabili come ossidi, idrossidi o sali metallici.

Corrosione elettrochimica

La corrosione elettrochimica è la più comune e si verifica anche in un ambiente non marino, ossia, avviene quando un metallo (come il ferro) si corrode a contatto con acqua o umidità, formando ruggine.

Come funziona la corrosione elettrochimica? Serve un “circuito”:

Per poter funzionare la corrosione elettrochimica ha bisogno di un circuito e solitamente è formato da:

• Metallo (es. ferro)
• Acqua/particella di umidità (che fa da conduttore)
• Ossigeno (dall’aria circostane)

Il risultato di questo circuito è una reazione chimica dove, il metallo perde elettroni (“quindi si ossida”) formando ioni metallici e l’ossigeno nell’acqua assorbe gli elettroni si ionizza e forma la ruggine (ossido di ferro).

Esempio pratico se lascio una latta di acciaio esposta alla pioggia cosa succede?

• L’acqua/umidità e l’ossigeno creano una pila elettrochimica sulla superficie della latta.
• Il ferro si ossida perchè perde elettroni e si forma il deposito dela reazione chimica ossia la ruggine.

Quindi: se ho un solo metallo avrò una corrosione elettrochimica, mentre se ho due metalli? Elettrolitica?

Ebbene si, se ho 2 metalli e un conduttore avrò una corrosione elettrolitica, ossia:

Due metalli diversi (un esempio classico è lo zinco che si usa per proteggere l’acciaio) + conduttore.

In presenza di un elettrolita (o conduttore come acqua marina caricato elettricamente attraverso un campo elettromagnetico), si forma una cella galvanica (paragonabile ad un circuito chiuso) tra aree anodiche e catodiche dei 2 metalli. L’area anodica perde elettroni e si corrode, mentre quella catodica acquisisce elettroni e rimane protetta, questo metodo è alla base della galvanizzazione.

Quindi la corrosione elettrolitica (o galvanica) è un tipo di corrosione che avviene quando due metalli diversi sono collegati da un circuito e a contatto attraverso un liquido conduttore (come acqua salata o umidità).

Come funziona?

Durante il processo corrosivo uno dei due metalli (quello più “reattivo”) si consuma, mentre l’altro rimane protetto. Un esempio classico è l’applicazione dell’anodo di zinco ad una barca in acciaio o ad un elica per sacrificarsi e proteggere l’acciaio, il NiBrAl o il bronzo, per l’appunto questo zinco viene definito come anodo sacrificale.

Ma per quale motivo un metallo si sacrifica più di un altro? La Scala Galvanica

Il motivo principale per cui un metallo cede o acquisisce elettroni rispetto ad un altro è dato dal potenziale standard di riduzione di un elemento, ossia il grado di capacità che ha un elemento di perdere elettroni, e si definiscono più “attivi” quelli che cedono velocemente elettroni mentre “nobili” quelli che cedono con più difficoltà.

Come si descrive graficamente questo grado di potenziale riduzione nei metalli? attraverso la Scala Galvanica.

La Scala Galvanica e la Corrosione tra Metalli

La scala galvanica è una classificazione dei metalli e delle loro leghe, basata sul potenziale elettrochimico in un determinato ambiente, in genere acqua di mare. Viene utilizzata per prevedere il comportamento dei metalli quando vengono messi in contatto elettrico tra loro in presenza di un elettrolita (acqua salata caricata elettricamente).

In pratica, i metalli più anodici “attivi” tendono a corrodersi per proteggere quelli più catodici “nobili”.

Quindi, un elemento più sarà in basso nella scala galvanica rispetto ad un altro più cederà con facilità elettroni.

Di seguito troverai i più diffusi esempi di anodi usati nella nautica.

• Magnesio (molto anodico)
• Zinco
• Alluminio (sacrificabile)

Va notato che: La posizione esatta all’interno della scala può variare leggermente in base alla temperatura, salinità e ossigenazione dell’ambiente marino.

Come si interpreta la scala galvanica?

Se la differenza di potenziale tra i due metalli mettendoli a contatto risulta ≥ 0,15 – 0,25 V esiste un rischio elevato di corrosione galvanica, al di sotto del quale, non si corrono rischi gravi.

Come si previene la corrosione tra due metalli?

Le tecniche più comuni sono:

• Usare metalli vicini nella scala galvanica.
• Proteggere il più possibile l’area di materiale nobile da un anodo attraverso anodi sacrificali di grandi di mensioni o in numeroin modo da minimizzare l’area superficiale del catodo rispetto a quella dell’anodo.
• Se non è possibile applicare anodi, isolare elettricamente i metalli dissimili con guarnizioni, boccole o rivestimenti, in modo da non chiudere il circuito e far partire la corrosione elettrolitica.

Applicazioni pratiche

• Accoppiare un elica in bronzo con acciaio inox come l’asse, può generare corrosione sul bronzo se in contatto diretto ed in presenza di acqua marina, proprio per questo motivo lo zinco viene applicato sul terminale dell’elica, in modo da sacrificardi lui a discapito del bronzo.
• Il corretto dimensionamento degli anodi sacrificali è basato proprio sulla posizione nella scala galvanica rispetto al materiale dello scafo o dei componenti immersi.

Velocità di corrosione: valutazione quantitativa

La velocità di corrosione (Corrosion Rate, CR) è un parametro fondamentale per determinare la durata residua di una struttura. Si misura in mm/anno e si calcola con la seguente formula:

CR = (K × W) / (D × A × T)

Dove:
• K = costante (dipende dalle unità utilizzate)
• W = perdita di peso (massa iniziale – massa finale)
• D = densità del metallo
• A = area superficiale esposta
• T = tempo di esposizione

Fattori ambientali (umidità, salinità, temperatura), tipo di metallo, geometria e stato della superficie influenzano profondamente la CR.

Tipologie di corrosione in ambito nautico

Corrosione Galvanica

Si verifica quando due metalli diversi sono a contatto in presenza di un elettrolita. come descritto nel paragrafo dedicato, il metallo meno nobile (anodo) si corrode a favore di quello più nobile (catodo), secondo la differenza di potenziale sulla scala galvanica. Questo tipo di corrosione è comune su scafi in acciaio zincato, alluminio, impianti misti acciaio/alluminio e saldature improprie.

Prevenzione:
• Impiego di anodi sacrificali (Zn, Mg, Al)
• Protezione catodica a corrente indotta (ICCP System), sistema descritto nell’immagine sotto.
• Isolamento elettrico tra metalli differenti
• Scelta accurata dei materiali secondo la scala galvanica

Corrosione per Pitting

Il Pitting è una particolare tipologia di corrosione, si manifesta in maniera localizzata e rappresenta una delle più infide e pericolose modalità, in quanto, genera micro-cavità profonde (pit). Si innesca quando il film protettivo è compromesso e l’ambiente è favorevole (presenza di cloruri, umidità stagnante o poco ricircolo di ossigeno). Tra i materiali più soggetti a questa tipologia trovoiamo l’acciaio inox e l’alluminio che ne sono particolarmente sensibili.

La principale problematica rappresenta nella riduzione progressiva dello spessore e la generazione di aree di stress e di sforzo che possono compromettere l’area e generare delle aree di debolezza.

Prevenzione:
• Applicazione di rivestimenti anticorrosivi vernici con particolato anodico all’interno.
• Pulizia frequente delle superfici.
• Controllo di umidità e salinità.
• Protezione anodica.

Corrosione da deposito o “Poultice Corrosion”

È causata dall’accumulo di polveri, sabbia, sali e materiali igroscopici che trattengono umidità sulla superficie metallica, innescando reazioni ossidative. Riguarda in particolare l’alluminio e le sue leghe.

Prevenzione:
• Evitare accumuli di detriti
• Copertura delle strutture quando non in uso
• Pulizia e asciugatura frequenti

Corrosione Interna da ristagno di liquidi

Un pericolo silenzioso: anche se una struttura è ben protetta esternamente, ristagni di acqua o liquidi corrosivi all’interno possono generare corrosione interna, inaccessibile all’occhio umano. Nelle sale macchine, ad esempio, condensa e residui di carburante o olio possono innescare processi corrosivi gravi.

Prevenzione:
• Ventilazione e drenaggio costanti
• Ispezioni periodiche con tecniche non distruttive (VT, UT, MT)
• Rivestimenti interni e trattamenti di passivazione

Corrosione interstiziale o da mancanza di ossigeno

La corrosione interstiziale è una forma localizzata di corrosione che si sviluppa in aree ristrette e poco aerate (interstizi), dove l’accesso dell’ossigeno è limitato.

Questi interstizi possono essere fessure strette presenti tra due materiali, sotto guarnizioni, guaine, rivetti, saldature imperfette o incrostazioni.
In queste zone, l’ambiente chimico cambia rapidamente: si verifica un accumulo di ioni cloruro e una
diminuzione del pH, che interrompono il film passivante degli acciai inossidabili, rendendoli vulnerabili alla corrosione.
Cause principali:

• Presenza di sali disciolti (es. cloruri) in acqua di mare.
• Fessure strette dove il ricambio dell’acqua è assente o minimo.
• Differenza di aerazione tra l’interno della fessura e l’esterno.

Materiali suscettibili:

• Acciaio inox austenitico (es. AISI 304, 316), specialmente in ambienti marini.
• Leghe leggere se mal protette o montate in modo non corretto.

Prevenzione:

• Evitare l’uso di accoppiamenti che creano fessure stagnanti.
• Sigillare accuratamente guarnizioni e giunzioni.
• Utilizzare materiali resistenti alla corrosione localizzata (es. acciai super-austenitici o leghe al titanio).
• Applicare rivestimenti protettivi efficaci, es. vernici apposite.
• Creare metodi che consentano il corretto drenaggio e/o asciugatura.

La corrosione interstiziale è spesso difficile da rilevare visivamente e può compromettere in modo grave
l’integrità strutturale dei componenti, per cui richiedere ispezioni periodiche mirate attraverso metodologie non distruttive durante le manutenzioni periodiche come l’utilizzo di liquidi penetranti, spessimetria e controlli visivi possono essere una soluzione utile per prevenire problematiche di questa tipologia.

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Tecniche di protezione dalla corrosione

Come gia analizzato in precedenza la protezione catodica è la principale arma di difesa contro la corrosione ma esistono anche altre tecniche:

Anodi sacrificali:

Metalli con potenziale elettrochimico più basso (Zn, Mg, Al) vengono installati e “sacrificati” al posto della struttura. Necessitano di sostituzione periodica solitamente 1 volta all’anno, ma in ambienti marini molto ricchi di cloro e sali dove è molto presente la vegetazione la sostituzione può essere richiesta anche ad inizio e fine stagione estiva.

Corrente indotta:

Sistema attivo in cui una corrente continua è applicata per polarizzare la superficie metallica verso il potenziale catodico. Usata in impianti industriali, serbatoi e navi commerciali. Questa tecnica generando delle correnti proprie umpedisce che le correnti parassite attecchiscano sul metallo riducendo notevolmente l’influenza del processo.

Disconnessione dal circuito AC di banchina:

Ebbene si, la corrente in banchina è il principale nemico della tua barca, poichè essendo un circuito elettromagnetico genera un campo elettromagnetico nell’acqua, ed essendo in prossimità di altrettante imbarcazioni connesse alla correte AC, la tua imbarcazioni se non disconnessa dal circuito di banchina e se non protetta adeguatamente potrebbe diventare l’anodo delle barche circostanti, in quanto, essendo tutte all’interno dello stesso liquido se si è attaccati in banchina, questo chiude il circuito anche se non in diretto contatto e avviando l’elettrolisi.

Quindi, stai attaccato in banchina solo il tempo necessario per ricaricarti le batterie o per fare operazioni di bordo, altrimenti velocizzi il deterioramento dei tuoi anodi e poi l’anodo diventi tu!

Rivestimenti protettivi

Altro metodo di protezione è l’applicazione di vernici protettive sulla superficie da proteggere:

• Zincatura a caldo: immersione in bagno di zinco fuso
• Elettroplaccatura: deposito elettrolitico di nickel, cromo, stagno
• Placcatura meccanica o chimica (Electroless): adatta per geometrie complesse
• Verniciatura e powder coating: isolamento del metallo dall’ambiente

Caso US Navy

Una scelta particolare per difendere le navi dalla corrosione è la scelta delle navi americane militari, in particolare alcune unità della US Navy, di non applicare periodicamente vernici protettive in aree specifiche dello scafo e di affidarsi alla formazione di uno strato di ossido (ruggine superficiale) che viene poi rimossa ciclicamente e meccaniamente, questa è una strategia deliberata, ma va compresa nel contesto di operazioni militari, manutenzione intensiva e controllo dei costi ciclo-vita.

quali sono i vantaggi? e gli svantaggi?

Semplicità logistica e manutentiva

• Eliminare le vernici significa evitare i problemi legati alla loro applicazione, manutenzione, rilascio di VOC (composti organici volatili) e smaltimento. Il trattamento può essere standardizzato: sabbiatura o idrogetto ad alta pressione annuale, seguito da ispezione e ripristino.
• Controllo diretto dello stato del metallo, l’assenza di rivestimenti rende più facile rilevare cricche, corrosione sottostante o altri difetti.
• Nessuna vernice significa nessun rischio di blistering.
• Gestione della corrosione più predittiva, la corrosione viene “accolta” entro certi limiti e poi rimossa prima che diventi strutturalmente critica.
• Riduzione del peso e complessità, specialmente su strutture come le sovrastrutture delle navi stealth (classe Zumwalt), ridurre vernici e primer consente di alleggerire e minimizzare la visibilità radar.

Svantaggi e rischi

• Corrosione più veloce senza barriera protettiva, senza primer o vernici, il metallo è esposto e reagisce immediatamente con l’ambiente marino, portando a formazione rapida di ruggine.
• Richiede manutenzione frequente e pianificata, l’efficacia di questa strategia dipende da un ciclo di manutenzione rigorosamente rispettato. Se trascurato, porta a perdite di spessore e danni critici.
• Impatto ambientale, la rimozione ciclica dell’ossido richiede acqua ad alta pressione o sabbiatura, con rischio di contaminazione marina e produzione di fanghi metallici da gestire.
• Non è adatta a tutte le tipologie di nave, per yacht, navi da carico, traghetti o imbarcazioni commerciali che non sono soggetti a cicli di manutenzione così serrati, sarebbe impraticabile o troppo rischiosa.

Inibitori chimici

Agenti chimici in grado di adsorbirsi sulla superficie metallica e interrompere le reazioni di ossidazione. Utilizzati in circuiti chiusi e in ambienti ad alta corrosività.

Caso studio reale: corrosione galvanica su struttura saldata

Durante un’ispezione tecnica in un magazzino del Sud Italia, è stata analizzata una rampa di carico visibilmente corrosa. Inizialmente si è ipotizzata una struttura mista acciaio/alluminio, a causa della colorazione argentata e della presenza di corrosione bianca (presunta poultice). Tuttavia, un semplice test con calamita ha rivelato che la barra era in acciaio zincato.

Un’analisi più approfondita ha mostrato che la saldatura aveva causato la vaporizzazione dello strato di zinco (temperatura di ebollizione 907 °C), generando una discontinuità galvanica tra acciaio nudo e acciaio zincato. Il risultato è stato l’innesco di una corrosione galvanica localizzata, particolarmente evidente attorno alla zona saldata.

Nel tempo, si è osservata la perdita di materiale e l’apparizione di crepe nella zona soggetta a carico.

La struttura non era più sicura per l’uso operativo.

La corrosione come causa di cedimenti strutturali

Una struttura corrosa:
• Perde resistenza meccanica
• Diminuisce la resilienza alla fatica
• Sviluppa cricche e fratture
• Può collassare sotto carico improvviso

Nel caso della rampa, un carico operativo (come un camion) avrebbe potuto provocare un cedimento strutturale potenzialmente pericoloso.

Tecniche di ispezione e manutenzione

Le ispezioni periodiche, anche con tecniche non distruttive (NDT), sono fondamentali per monitorare l’integrità strutturale delle imbarcazioni e prevenire fenomeni corrosivi non visibili a occhio nudo.

Tecniche di controllo standard

• VT (Visual Testing): ispezione visiva diretta delle superfici, saldature, cricche, ossidazioni
• UT (Ultrasuoni): metodo volumetrico per la misurazione dello spessore residuo del metallo
• PT/MT (Penetrant Testing / Magnetic Testing): rilevamento di discontinuità superficiali
• Controllo spessore rivestimenti protettivi con strumenti a correnti parassite o induzione magnetica

tutte queste tecniche sono utilizzate dal ns studio e i ns operatori sono tutti certificati secondo la norma ISO 9712, chiamaci.

Come si verifica l’efficacia della protezione catodica? attraverso l’utilizzo della sonda Ag/AgCl

Un metodo altamente specialistico per la valutazione dell’efficacia della protezione catodica su scafi in acciaio o alluminio marino è l’utilizzo di una sonda di riferimento Argento/Cloruro d’Argento (Ag/AgCl).

Come funziona:

La sonda Ag/AgCl misura il potenziale elettrico della superficie metallica immersa confrontandolo con un elettrodo di riferimento stabile. Questa misura consente di determinare se la protezione catodica (sia a corrente indotta che a anodi sacrificali) sta funzionando correttamente.

Intervallo di riferimento (in acqua di mare):
• Acciaio ben protetto: potenziale ≤ –850 mV rispetto alla sonda Ag/AgCl
• Alluminio ben protetto: potenziale compreso tra –950 mV e –1050 mV
• Potenziale troppo negativo: rischio di sovraprotezione e idrogeno che induce cricche (soprattutto per l’alluminio)
• Potenziale troppo positivo: rischio di corrosione attiva in corso

come si usa:
• La sonda viene immersa in acqua vicino alla superficie metallica
• Il multimetro (o datalogger) registra la tensione tra il metallo e l’elettrodo
• Le letture vengono confrontate con le soglie ottimali di protezione
• Può essere usata anche durante le immersioni subacquee per controlli in loco

Vantaggi:
• Metodo non distruttivo
• Utilizzabile in mare, in darsena o in bacino di carenaggio
• Essenziale per la validazione dei sistemi di protezione catodica su navi, yacht, piattaforme offshore e serbatoi sommersi

Conclusioni: prevenzione e cultura tecnica

La corrosione è un fenomeno naturale ma prevedibile. Richiede competenza, osservazione, manutenzione preventiva e una profonda conoscenza dei materiali.

Le barche moderne integrano acciai speciali, leghe leggere e tecnologie avanzate di saldatura. Ma senza una corretta protezione e manutenzione anche il metallo più nobile potrebbe intaccarsi con il tempo.

Di seguito potresti trovare un esempio utile in vesione checklist che potrebbe aiutarti a schematizzare i compiti nel tempo.

Checklist tecnica corrosione:
• Controllo compatibilità galvanica
• Ispezione zone nascoste e cavità e rimozione acqua o depositi
• Pulizia regolare da polveri e sali principalmente in aree di accumulo
• Sostituzione anodi sacrificali possibilmente almeno prima del ritorno del caldo
• Verifica saldature critiche, attraverso un tecnico NDT.
• Verifica del corretto spessore protettivo, attraverso un tecnico NDT.