Considerazioni generali

Nel mondo d’ oggi il risparmio di materie prime e di energia è una priorità assoluta. La richiesta in crescita costante di carburanti e metalli ne ha determinato un esponenziale incremento del prezzo. Questo fenomeno è acuito dall’ impetuoso incremento della domanda da parte di Paesi in forte crescita industriale, come Cina e India.

La conseguente logica del risparmio delle risorse impone che le opere realizzate siano preservate efficacemente dai rischi di deterioramento. Ciò significa che è necessario prevedere e calcolare la spesa occorrente per la protezione dalla corrosione come parte fondamentale degli investimenti anche nel campo delle costruzioni e dei manufatti in acciaio.

Dal punto di vista economico, la questione non è di secondaria importanza.

Già negli anni 80, uno studio realizzato in Italia poneva intorno a 40.000mld di lire dell’ epoca, una stima dei costi complessivi imputabili ai fenomeni corrosivi. Da calcoli effettuati qualche decennio fa (anni ‘80) negli Stati Uniti ed in Europa, il costo annuale della corrosione si poteva valutare nell’ ordine del 4% del PIL. Non è irragionevole pensare che l’ incidenza del costo della corrosione sia aumentata nell’ ultimo periodo per gli effetti che la congiuntura economica di questi anni ha avuto sul costo di materiali ed energia, risorse necessarie per il rifacimento parziale o totale delle opere compromesse e per la riparazione dei sistemi protettivi con le manutenzioni.

Qualsiasi manufatto in acciaio va protetto dalla corrosione comunque.

L’ efficienza del sistema protettivo in termini economici si misura fondamentalmente in termini di qualità e durata. È fuori di dubbio che optare per un metodo di basso costo iniziale, come accade per un’ antiruggine di poco prezzo, ma di scarsa efficacia e durata insufficiente, mette a repentaglio l’ integrità dell’ opera e ne pregiudica la fruibilità continuativa nel tempo. I fermi operativi dovrebbero essere considerati nel bilancio economico dal momento che molte volte costituiscono il danno peggiore per i mancati introiti, come è particolarmente evidente nel caso delle strutture industriali. Inoltre, l’ utilizzo di tecniche di protezione non durevoli, ma solo apparentemente più convenienti, costringe, dopo un certo periodo di tempo, a spese ingenti di reintegrazione della protezione in situ con le difficoltà e l’aggravio economico che questo comporta.

I fattori discriminanti nella scelta della protezione dalla corrosione

Un buon trattamento anticorrosivo deve, invece, godere di una serie di caratteristiche fondamentali, da cui non si può assolutamente prescindere per conferire al manufatto metallico la protezione più adatta:

• durata;
• affidabilità;
• facilità di applicazione;
• facilità di ispezione;
• facilità di riparazione;
• tempo di completamento di breve durata.

Per effettuare una scelta coerente quanto ai costi, occorre considerare non solo il costo iniziale della protezione ma anche i costi di eventuali manutenzioni richieste durante la vita complessiva del manufatto. Le prestazioni ottenute dai diversi materiali sono, ovviamente, discriminanti fondamentali per allontanare nel tempo o evitare del tutto gli interventi summenzionati con i relativi costi.Le protezioni di natura organica polimerica in genere, le verniciature, possono talvolta presentare costi iniziali inferiori, ma sono caratterizzate da un’ affidabilità variabile e necessitano di continui controlli e frequenti manutenzioni. D’ altra parte, esistono sul mercato dei prodotti organici di qualità che, seppur allontanando nel tempo la necessità di manutenzioni (durate dell’ordine del decennio), comportano costi iniziali superiori rispetto alla zincatura. Infatti, negli ultimi decenni si sta assistendo ad un notevole incremento dei costi delle materie prime da cui vengono preparate le vernici, in larga parte derivati del petrolio. Inoltre, la loro composizione chimica è in continua evoluzione per rendere i prodotti conformi alle sempre più stringenti prescrizioni legislative relative ai VOC, composti organici volatili costituenti dei solventi.

In ogni caso, le vernici presentano una maggiore esposizione a possibili danneggiamenti meccanici e progressivo decadimento delle proprietà anche dovuto semplicemente all’ esposizione ai raggi solari ed ai cambiamenti di temperatura. Possono in breve tempo, richiedere interventi di manutenzione e spese rilevanti spesso impreviste perché imprevedibili (come nel caso di urti accidentali, abrasioni e difetti applicativi occulti).

Le fasi di preparazione superficiale del manufatto costituiscono un passaggio fondamentale per la futura performance della protezione offerta anche dalla migliore delle vernici. Errori applicativi in questa fase possono inficiarne la durata. Va considerato il fatto che nella maggior parte dei casi l’ applicazione della vernice è effettuata a manufatto già posto in opera, quindi, senza la possibilità di realizzare la preparazione nel contesto di un processo robusto di tipo industriale. Ciò aggiunge un altro determinante fattore di rischio all’investimento dell’ anticorrosione.

Alternativa alle verniciature protettive è la zincatura, la cui adesione alla superficie dell’acciaio e del ferro è già intrinsecamente garantita dallo sviluppo dello strato di zinco. La durata, e quindi il valore, della zincatura è proporzionale direttamente allo spessore rilevato e, nella pratica corrente, si verifica sempre o quasi, che gli spessori applicati siano superiori a quanto previsto dalle normative di riferimento. Data la resistenza alla corrosione offerta dallo zinco, di cui abbiamo diffusamente parlato nei capitoli dedicati all’ argomento, possiamo essere certi della lunga durata della protezione, in grado di permanere per decenni in tutti gli usuali ambienti di utilizzo.

Il costo di produzione di un rivestimento di zincatura dipende dallo spessore dell’ acciaio di cui è costituito il manufatto da proteggere. Di conseguenza il confronto con altri sistemi protettivi può divenire complesso in quei casi in cui il peso per lunghezza di trave del manufatto aumenta. Solo in alcuni casi particolari la zincatura a caldo risulta inizialmente più costosa di alcuni sistemi di verniciatura.

Ciò ovviamente ha delle ripercussioni importanti per le valutazioni economiche e suggerisce che il confronto si effettui considerando i criteri del Life Cycle Costing.

Costi iniziali attualizzati e costi finali

Ci sono diversi metodi per calcolare i vantaggi e gli svantaggi connessi con l’ adozione di un sistema di protezione dalla corrosione nel lungo periodo. Il metodo più comunemente usato è il calcolo del Net Present Value (NPV) di ognuno dei sistemi a confronto. Questo calcolo tiene nel giusto conto i costi iniziali, i costi di ritocco, i costi di manutenzione, i costi di riverniciatura, l’ inflazione e i costi indiretti, durante il tempo di permanenza in efficienza delle strutture da proteggere.

Il Net Present Value ricalca il metodo adottato dalle imprese per valutare la bontà di un investimento.

NPV = NFV/(1+R)n

dove NFV = (costo corrente)*(1+I)n;

NPV, net present value, valore attuale netto;

R, tasso di interesse;

n, tempo di vita della struttura;

I, tasso di inflazione.

Negli Stati Uniti sono stati condotti degli studi basati sui dati prodotti dall’ Associazione Americana degli Zincatori e l’ Associazione Nazionale (Americana) degli Ingegneri Corrosionisti, che hanno effettuato una comparazione i cui risultati sono riassumibili in Tab. 8.1.

I prezzi, pur abbastanza recenti, si riferiscono a qualche anno fa, quindi non sono indicativi dei valori attuali di mercato, ma hanno scopo meramente esemplificativo.

I valori espressi in Tab. 8.1 esaltano l’ efficacia ed il rapporto costo-beneficio offerti dalla zincatura, che risulta conveniente anche in casi in cui il prezzo iniziale di altri metodi è notevolmente più basso; e ciò è causato dal fatto che la zincatura non richiede per decenni interventi di manutenzione. Il risultato è favorito anche dal fatto che la zincatura fornisce adeguata copertura all’ interno dei profili tubolari cavi e nelle posizioni difficili da raggiungere. Inoltre, assicura spessore uniforme anche sui bordi e spigoli edèresistente alle abrasioni.

Per schematizzare quanto affermato, consideriamo di esporre una struttura protetta ad un’ atmosfera corrosiva di media aggressività:

Si può ipotizzare, per quanto affermato nel capitolo 3, una durata in servizio della zincatura di circa 20-25 anni per rivestimenti pari a 120µm su carpenteria media (5mm di spessore o 55m2/ton). Dopo questo periodo, fissiamo convenzionalmente le condizioni per la prima manutenzione per uno spessore residuo dello strato di zincatura di 30µm. Si noti che, in tal caso, la zincatura esplica ancora la sua capacità protettiva ed il manufatto è ancora perfettamente integro.

Nel confronto con una verniciatura tipica (una mano di fondo e due di topcoat di circa 80µm) occorre tener presente che la durata non supera gli 8 – 10 anni prima che il 5% della superficie si copra di ruggine e venga richiesta la prima manutenzione (secondo la norma EN ISO 12944).

Come terza alternativa, immaginiamo di applicare un sistema duplex, per cui possiamo ipotizzare 120µm di strato di zincatura e 160µm di verniciatura in due mani. I riferimenti bibliografici lasciano prevedere che, se si utilizzano materiali di qualità, si possono agevolmente superare i 75 anni senza bisogno di manutenzioni del sistema duplex.

Si nota che nel lungo termine anche il sistema inizialmente più costoso può diventare vantaggioso dal punto di vista economico, per cui la scelta del sistema anticorrosivo non può prescindere caso per caso da un analisi dei costi attualizzati per la durata desiderata.

Come detto in precedenza, in genere, non è vero che la zincatura a caldo ha costi iniziali più alti rispetto alla verniciatura. Su questo aspetto, può essere importante mettere in guardia gli utilizzatori da un pregiudizio fuorviante: è opinione comune che un sistema con elevate performance debba essere costoso, o meglio, più costoso degli altri. La zincatura a caldo, pur garantendo alte prestazioni, ha un costo più che competitivo con le vernici di qualità, le uniche con le quali ha senso effettuare un confronto, rispetto alle quali è spesso di gran lunga più economico già all’ epoca della sua applicazione. Il costo iniziale del trattamento di zincatura confrontato con altri sistemi, è più basso in genere di un rivestimento organico a tre mani effettuato con metodi manuali (pennello o spruzzo), come spesso accade nei cantieri, in caso di verniciatura dopo posa in opera. In tali condizioni, a fare la differenza è l’ impiego della manodopera, che ha maggiore incidenza nel caso della verniciatura.