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Una facile guida da consultare che comprende le buone pratiche per la zincatura a caldo, per la verniciatura, consigli, informazioni e normative.

Applicazioni della zincatura a caldo

La zincatura a caldo in Italia ed Europa
La zincatura a caldo ha un mercato solido in Italia. Il nostro Paese è da anni ormai il primo produttore europeo. Nel 2005 si sono zincate in Italia 1.352.000 tonnellate di acciai su circa 6.002.000 tonnellate di produzione nel vecchio continente, con uno share del 22,5%. Questo risultato è stato possibile grazie alla qualità e produttività degli impianti italiani.

Il secondo paese produttore è la Germania con 1.238.000 tonnellate.

In Tab. 7.1, indichiamo la composizione segmentata della produzione in Europa nel 2005. Si riconosce la molteplicità dei campi di applicazione della zincatura: dalle costruzioni in generale, all’ arredo stradale, dalle utility (trasporto e produzione di energia elettrica, linee aeree per trasporti ferroviari) ai mezzi di trasporto, dalle insediamenti industriali alle installazioni agricole.

Le costruzioni
Come si può vedere il mercato delle costruzioni è rappresenta la quota di produzione più rilevante. Da sola essa rappresenta più del 40% del totale.

La gamma di applicazioni della zincatura a caldo nell’ edilizia sia pubblica che privata è pressoché infinita. Si possono zincare tutti i componenti strutturali, dalle travi in acciaio di tutti i tipi al tondino per il cemento armato. In questo modo la zincatura può essere utilizzata nella costruzione di tutti gli edifici residenziali e non, dei ponti, delle strutture degli aeroporti, stazioni ferroviarie, metropolitane, parcheggi, stadi e strutture sportive, alberghi etc.

Oltre alle applicazioni summenzionate la zincatura si effettua anche su gli articoli di finitura quali balconi, ringhiere, balaustre in acciaio, cancelli, persiane di ferro, scale esterne ed uscite antincendio, grate, grondaie, facciate continue, l’ acciaio ornamentale utilizzato per la realizzazione di certe recinzioni o di gazebo e coperture di terrazzi, pergolati ed articoli di pregio estetico come certe lanterne, tavoli e sedie, panchine… È praticamente impossibile esaurire la serie delle applicazioni nel campo delle costruzioni e dei relativi arredi in cui la zincatura offre la sua preziosa protezione.

Anche nel settore dell’ edilizia industriale, dove si opta per la leggerezza e versatilità delle strutture in acciaio, la protezione è molto spesso affidata alla zincatura, tranne in quei casi in cui vi è elevata aggressività per la presenza di inquinanti in concentrazioni notevoli, in particolare gli acidi. In genere, si riescono ad affrontare ambienti aggressivi con l’ applicazione del sistema duplex, zincatura e verniciatura, con un’ opportuna scelta delle qualità chimiche della vernice in relazione alla tipologia delle atmosfere. Vi sono tuttavia ambienti in cui la zincatura non è consigliabile, come ad esempio con strutture esposte al rischio di condense acide o di contatto con sostanze fortemente alcaline. Del resto, in quei casi, l’ uso stesso dell’ acciaio al carbonio risulta altamente rischioso.
Il settore delle costruzioni è insieme il principale mercato della zincatura ma anche il campo in cui ci sono le maggiori possibilità di espansione. Infatti, ogni anno, solo una piccola percentuale delle strutture e dei manufatti destinati alle costruzioni che potrebbero essere efficacemente protette dalla corrosione con la zincatura, viene effettivamente zincato.

Una ricerca condotta negli ultimi anni in Italia ha valutato intorno all’ 8% l’ acciaio zincabile che giunge realmente alla zincatura. Il resto viene protetto con metodi alternativi che purtroppo non garantiscono le stesse performance. Ciò è essenzialmente dovuto a due motivi fondamentali, scarsa conoscenza delle caratteristiche del trattamento, che richiedono conoscenze specifiche nel funzionamento dei sistemi anticorrosivi e una cattiva valutazione economica. Il capitolo che segue è volto a sfatare certe convinzioni infondate nella valutazione della convenienza economica della zincatura.

La zincatura del tondino
Applicazione particolare della zincatura nel campo delle costruzioni è la protezione delle armature per il cemento armato.

L’ elevata alcalinità del cemento presente nel calcestruzzo porta l’ acciaio a formare una sottile pellicola di ossido, passivandosi e, quindi, impedendo alla ruggine di attaccarlo. Questo accade per un calcestruzzo giovane, che conserva per qualche anno dopo il getto le sue caratteristiche. Si verificano, tuttavia, frequenti condizioni in cui questa protezione contro la corrosione perde nel tempo efficacia o non si può instaurare in misura adeguata (vedi anche capitolo 3).

E’ il caso, ad esempio, della presenza di difetti nel cemento, quali fessure, lacerazioni, nidi di ghiaia, rivestimenti di cemento eccessivamente ridotti o mancanti, della carbonatazione del cemento o dell’ effetto di cloruri per spargimento di sale o in presenza di atmosfere marine. Accanto a tali situazioni, la semplice presenza in aria dell’ anodride carbonica accanto agli inquinanti usualmente presenti, contribuisce a provocare danni alle strutture di cemento armato.

Il risanamento dei danneggiamenti subiti si rivela spesso estremamente difficile e dispendioso e talvolta tecnicamente imperfetto.

Uno dei più efficaci metodi di protezione delle armature contro la corrosione consiste nell’ applicare rivestimenti superficiali. Come per le altre strutture in acciaio le protezioni utilizzate possono essere metalliche e non metalliche.

I sistemi non metallici, come per esempio quelli di tipo epossidico, possono presentare alcuni svantaggi. Lo strato protettivo può danneggiarsi facilmente durante le fasi di spedizione, trasporto, piegatura e assemblaggio delle gabbie, deposito in cantiere e getto del calcestruzzo. Inoltre, il legame tra la superficie del rivestimento e il calcestruzzo è piuttosto debole. Per quasta mancanza di aderenza, questi rivestimenti sono stati addirittura proibiti in certi stati USA.

Tra i rivestimenti metallici disponibili, la zincatura a caldo offre i maggiori vantaggi sotto il profilo sia tecnico sia economico. Il rivestimento che si ottiene, come descritto, realizza con acciaio un’ unione inscindibile che sopporta, entro certi limiti, anche le deformazioni senza subire danneggiamenti. Dei fenomeni per cui avviene la corrosione delle strutture di cemento armato e dell’ efficacia della protezione della zincatura abbiamo parlato diffusamente nel capitolo 3.

La zincatura a caldo per le strutture in cemento armato è stata ampiamente sperimentata in molti paesi, purtroppo in Italia persistono ancora alcuni preconcetti riguardo al suo impiego. In effetti, perfino in condizioni critiche (strutture delicate sottoposte ad alti livelli corrosivi) la zincatura a caldo ha dato prova della propria validità. È stata infatti impiegata nella realizzazione di strutture portuali con ottimi risultati.

Studi e sperimentazioni eseguiti in differenti parti del mondo in maniera coordinata tra centri di ricerca specifici, università, operatori del settore e utenti hanno incentivato l’ impiego di tale metodologia protettiva.

Nel caso in cui il rivestimento sia danneggiato da piegature con angoli troppo stretti, tagli, saldature o, comunque, si presentino zone scoperte, lo strato di zinco garantisce, come è stato più volte ricordato, una protezione sacrificale. La coesività del legame tra calcestruzzo e armatura rimane preservata (anzi viene migliorata) e diminuiscono enormemente i rischi di sfaldamento del calcestruzzo anche con bassi sovraspessori. Inoltre, si evita la fastidiosa colorazione rossastra tipica dei calcestruzzi armati con rinforzi non protetti, aumentano le capacità di tenuta anche in ambienti aggressivi e eventuali errori di composizione degli impasti sono meglio tollerati.

E’ inutile sottolineare che i tondini di acciaio per cemento armato dovrebbero essere zincati in conformità alle normative generali sulla zincatura a caldo (UNI EN ISO 1461), oppure secondo le recenti UNI 10622.

Analizzando correttamente costi e rischi delle armature non protette diventa evidente che la spesa aggiuntiva stanziata per la zincatura è senz’ altro sostenibile, dal momento che è della stessa entità del costo dell’ acciaio (tondino non lavorato) che compone l’ armatura. L’ importo è, dunque, modesto rispetto al valore totale della costruzione. In un certo senso, può essere considerata alla stregua di un premio assicurativo molto conveniente, liquidabile in un’ unica rata. Nel momento in cui viene fatto un bilancio tra i costi e le conseguenze derivanti dai danni provocati dalla corrosione, nel contesto di un’ intera realizzazione in cemento armato, l’ investimento richiesto dalla zincatura appare pienamente giustificato.

Applicazioni in agricoltura
Nelle aziende agricole gli strumenti e le apparecchiature tecniche sono prevalentemente costituite di acciaio: recinzioni, reti, portoni, atri, strutture delle stalle, costruzioni per allevamenti, utensili, contenitori e così via.

I vecchi edifici realizzati in muratura vengono, infatti, sempre più spesso sostituiti da moderne strutture in acciaio di grandi dimensioni che permettono di utilizzare lo spazio a disposizione in maniera più razionale.

Nel settore delle colture intensive, da decenni vengono utilizzate serre in acciaio zincato poiché consentono di avere edifici di grandi luci senza necessità di sostegni intermedi, i cui spazi interni sono totalmente sfruttabili per l’ uso di attrezzature da coltivazione. L’ acciaio zincato, oltre a soddisfare tali esigenze, resiste alle condizioni corrosive generate da umidità, temperatura e sostanze chimiche, nonché dalle naturali sollecitazioni dell’ atmosfera esterna. Per la conservazione dei prodotti le attrezzature più adatte si sono rivelati i silos in acciaio, cilindrici e a sezione quadrata, poiché tale materiale permette di realizzare strutture di basso peso, dotate di elevate possibilità di carico, a costi contenuti.

I macchinari agricoli richiedono gli investimenti più ingenti, ma sono indispensabili per svolgere la attività agricole. Esempi tipici sono rappresentati da trattori, rimorchi, spargitori di concime, miscelatori per liquidi e solidi, attrezzi per lavorare il terreno, trebbiatrici, raccoglitori d’ acqua piovana e così via. Parti di questi macchinari possono essere zincati. Parimenti nelle aziende agricole e nelle stalle esistono distributori automatici di mangime, macchine tritapaglia, mungitrici ecc. con un diffuso uso della zincatura.

L’ atmosfera sostanzialmente poco inquinata delle aree rurali genera sicuramente ridotti rischi di corrosione. Tuttavia, esistono numerose sostanze solide, liquide e gassose ad elevata corrosività.

All’ interno delle stalle, per esempio, si creano ambienti altamente corrosivi a causa della presenza di letame, orina e residui vari, cui si accompagnano elevate temperature, umidità ed esalazioni ammoniacali prodotte dagli stessi escrementi animali. Possono, inoltre, verificarsi asportazioni meccaniche provocate dallo strofinio o dal calpestio degli animali, che però non aggravano il problema della corrosione.

Inoltre, le attrezzature sono frequentemente coperte da sporcizia e depositi, che in presenza di umidità possono accrescere il carico corrosivo, soprattutto nei punti di difficile accesso per le operazioni di pulizia.

In tali condizioni è evidente che può contrastare l’ attacco corrosivo solo l’ intervento di un adeguato sistema di protezione. Esso deve essere tenace, durevole, resistente all’ usura e, naturalmente, economicamente vantaggioso.

Nelle stalle, nel caso in cui si ricorra alla protezione mediante zincatura a caldo, l’ attacco più pericoloso per lo strato di zinco riguarda le zone in prossimità del suolo e, soprattutto, i punti in cui soglie e stipiti si inseriscono nel cemento della pavimentazione. Le elevate percentuali di umidità e la conseguente formazione di condensa impediscono la formazione dello strato protettivo superiore tipico della zincatura. Una semplice misura preventiva consiste nell’ applicare sulle strutture, per un’ altezza di 25 – 30cm dal suolo, uno strato di vernice bituminosa prima di annegarle nella gettata di calcestruzzo. Di facile attuazione, tale sistema garantisce una lunga vita alla struttura zincata.

Servizi, strade e arredo urbano
Vasto campo di applicazione è quello costituito dalle strutture zincate nei servizi, nell’ arredo urbano e sulle strade.

I grandi gestori del trasporto e produzione di energia elettrica, della telefonia, delle linee ferroviarie hanno da tempo ormai quasi immemorabile scelto la zincatura come principale opzione per la protezione delle strutture in atmosfera. In questi importanti settori i controlli sulla qualità delle realizzazioni sono particolarmente severi, per l’ importanza della funzione e per esigenze di sicurezza. Le società elettriche hanno sviluppato al loro interno una struttura di collaudo dei sistemi di protezione con specifiche e prove molto severe.

Per queste applicazioni, non mancano evidenze circa la validità della zincatura a caldo. Con uno studio condotto nel 2001 dall’ Università di Ancona su piloni di bassa tensione in opera nella zona di Ancona e Parma per circa 30 anni, i ricercatori hanno rilevato spessori residui dello strato di zincatura ancora in linea con le prescrizioni degli odierni capitolati di appalto. Ciò significa che la protezione, anche per lo spessore, supererebbe ancora oggi i test per il collaudo.

Anche la rete delle strade ed autostrade è disseminata di materiale zincato che consiste in barriere di sicurezza, guardrail e new jersey metallici, ma anche recinzioni fonoassormenti, griglie di delimitazione e pali per illuminazione. Mentre nelle strade e piazze di città l’ impiego di acciaio zincato coinvolge oltre a tutte le recinzioni, pali e griglie, anche i cassonetti e cestini per i rifiuti, gli equipaggiamenti per i giardini, chioschi, cancelli, supporti per segnali stradali e tutto ciò che è fatto di acciaio e ferro.

Nell’ ultimo periodo, si sta assistendo alla crescita di un mercato interessante che è costituito dalla protezione dei mezzi di trasporto: zincatura di chassis e carrozzerie, parti di barche e vagoni ferroviari. Importanti case automobilistiche, soprattutto in Francia, hanno deciso di sfruttare le proprietà della zincatura riuscendo a garantire che le carrozzerie siano esenti da corrosione per lunghi periodi.

Per queste applicazioni si sta svilupando la ricerca di leghe di zinco che consentano un più agevole controllo della crescita ed uniformità dello strato. Infatti, soprattutto per la componentistica dei mezzi di trasporto, le tolleranze da rispettare sono molto più stringenti. Leghe ad alto tenore di alluminio (fino al 5%) sono attualmente in fase di sperimentazione per consentire l’ utilizzo della zincatura a caldo anche per rivestimenti che non possono superare la dimensione di qualche micron. In questi casi, gli spessori elevati che costituiscono il pregio della zincatura a caldo per altre applicazioni, non possono essere ammessi.