Gli impianti di terra sono costituiti da elementi metallici conduttori posti in intimo contatto con il terreno.
Questi elementi sono quindi potenzialmente soggetti a corrosione chimica e a quella dovuta a correnti vaganti.
Tuttavia, essendo l’impianto di terra collegato con tutte le strutture metalliche dell’impianto ai fini dell’equipotenzializzazione, è soggetto anche a corrosione elettrochimica, che si verifica appunto quando la struttura metallica è costituita da due metalli diversi.
I vari tipi di corrosione, ossia chimica, elettrochimica e per correnti vaganti, sono brevemente descritti più avanti. In pratica, si è riscontrato che la corrosione di tipo elettrochimico è quella che crea i maggiori danni.
Si deve però tener presente che, sebbene le condizioni affinché si creino differenze di potenziale fra parti metalliche dell’impianto di terra siano frequenti, quando le differenze di potenziale sono modeste, queste non sono sufficienti a sostenere una reazione chimica, e di conseguenza non si ha corrosione.
Inoltre, il danno prodotto dalla corrosione, (riduzione dello spessore del metallo o alterazione delle sue caratteristiche), è da ritenere consistente, e quindi fonte di pericolo, quando la superficie anodica è molto inferiore a quella catodica, in particolare quando il rapporto superficie anodica/superficie catodica risulta inferiore a un centesimo.
SCELTA DEI MATERIALI
Nella scelta dei materiali ai fini di limitare gli effetti della corrosione, si devono usare preferibilmente materiali omogenei, ma in particolare vicini nella scala di nobiltà.
QUALE METALLO UTILIZZARE
Zinco: presenta un’elevata resistenza alla corrosione, solo in terreni con forte acidità può venire intaccato, e comunque dopo molti anni.
Acciaio: può esser corroso soprattutto in presenza di terreni umidi e con forte acidità.
Acciaio Zincato: offre ottima resistenza alla corrosione, ma se è accoppiato galvanicamente con metalli più nobili può subire una certa corrosione.
Dovendo quindi essere accoppiato con conduttori in rame, è opportuno che quest’ ultimo sia munito di capicorda, stagnato o nichelato.
Rame: è il materiale che soffre meno la corrosione.
Rame/acciaio: subisce una corrosione piuttosto elevata dalla parte dell’ acciaio per contatto galvanico.
DISPERSORE
Per il dispersore, in genere, risultano adatti materiali quali il rame nudo o stagnato e l’acciaio zincato a caldo. Se il dispersore deve essere collegato ad altri elementi metallici a diretto contatto con il terreno si devono valutare le relative compatibilità. Quando l’ambiente (terreno) è particolarmente aggressivo si consiglia: – se il terreno è fortemente acido di evitare l’uso di acciaio zincato; – se il terreno contiene cloruri, di evitare l’uso di acciaio inossidabile.
COLLEGAMENTI EQUIPOTENZIALI E DISPERSORI DI FATTO
Se si debbono collegare all’impianto di terra serbatoi o altre strutture in acciaio o acciaio zincato immerse nel terreno, si deve evitare l’uso di rame nudo come dispersore e il collegamento delle strutture e serbatoi suddetti a tondini di armatura di fondazioni estese.
In presenza di fondazioni molto estese, il collegamento equipotenziale di tubi zincati con i tondini d’armatura potrebbe causare la corrosione dei tubi stessi; in questi casi si consiglia l’uso di tubi protetti con rivestimento isolante di idoneo spessore e senza discontinuità o l’uso di tubi realizzati con altri materiali.
Il collegamento a dispersori in rame nudo o acciaio ramato non è dannoso per i tondini d’armatura del calcestruzzo.
Viceversa il collegamento a dispersori in acciaio zincato non procura corrosione ai tondini, ma generalmente accade che questi si pongano in stato di catodo e causino la corrosione del dispersore in acciaio zincato posto nel terreno.
Nel caso di utilizzo di tali elementi di dispersori in acciaio zincato, il loro collegamento ai tondini nel calcestruzzo deve essere realizzato in rame oppure in acciaio zincato protetto idoneamente dal contatto con il terreno (per esempio mediante verniciatura, nastratura, catramatura), anche nelle relative giunzioni.
GIUNZIONI
Per le giunzioni la limitazione dei rischi di corrosione localizzata sulle superfici di contatto si ottiene con la combinazione dei seguenti interventi: – evitare il contatto con l’ambiente umido proteggendo la giunzione con nastri vulcanizzati, vernici bituminose ecc; – limitare le coppie elettrochimiche utilizzando per i morsetti lo stesso metallo utilizzato per i conduttori da connettere; – nei collegamenti di metalli diversi, è opportuno evitare il contatto diretto fra i due metalli, e usare un morsetto di materiale avente potenziale elettrochimico intermedio fra i due conduttori, come ad esempio in ottone o rame stagnato, nelle giunzioni di conduttori in rame con strutture in acciaio zincato.
LA CORROSIONE DEI DISPERSORI
I materiali metallici sono potenzialmente soggetti alla corrosione.
Il fenomeno, dovuto a vari tipi di effetti, è fondamentalmente determinato dalla presenza di ossigeno o di acqua e di altri elementi inquinanti.
Non tutti i metalli reagiscono con l’ambiente; quelli cosiddetti nobili ( mostra figura scala di nobiltà di alcuni metalli) non sono soggetti a corrosione, mentre i restanti reagiscono in maniera più o meno sensibile con formazione sulla loro superficie di composti chimici che, per taluni metalli e relative leghe, si presentano voluminosi ed incoerenti (come ad esempio la ruggine) mentre per altri costituiscono un film sottilissimo compatto e aderente. Nel primo caso il processo di corrosione può continuare, mentre nel secondo si arresta, in quanto la pellicola svolge un’azione protettiva (come ad esempio per l’acciaio inossidabile e l’alluminio). La struttura fisico-chimica del terreno costituisce la causa condizionante del processo di corrosione ( aggressività del terreno mostra riquadro ).
I VARI TIPI DI CORROSIONE
Le strutture metalliche interrate possono essere soggette a fenomeni corrosivi dovuti a vari tipi di cause e in particolare ad effetti chimici, elettrochimici e per correnti vaganti.
Corrosione chimica
La corrosione chimica è determinata dall’ossigeno che a contatto con il metallo si combina con gli elettroni determinando il passaggio del metallo dalla sua forma vera e propria alla forma ionizzata con la conseguenza che esso perde le sue caratteristiche meccaniche e chimiche, trasformandosi in un ossido o in un solfato, secondo il tipo di metallo (nel caso del ferro, ad esempio, si forma un ossido, la cosiddetta ruggine).
Corrosione elettrochimica
La corrosione elettrochimica si verifica quando la struttura metallica interrata è costituita da due metalli diversi.
Poiché ogni metallo è caratterizzato da un proprio potenziale elettrochimico, si viene a creare una cella galvanica (pila) di cui il terreno costituisce l’elettrolito e i due metalli gli elettrodi.
La differenza di potenziale che si determina tra i due metalli diversi fa si che il metallo meno elettronegativo ceda elettroni a quello più elettronegativo corrodendosi.
L’entità della corrosione è determinata: – dal valore della differenza di potenziale che si crea tra i due elementi e che è tanto più grande quanto più distanti sono gli elementi stessi nella scala di nobiltà; – dalla quantità di ossigeno presente nel terreno; – dal rapporto tra la superficie complessiva dei due metalli e quella del metallo meno nobile.
Corrosione per correnti vaganti
Se una struttura metallica interrata viene a trovarsi in un campo elettrico, le correnti che percorrono il terreno interessano anche la struttura stessa.
In questo caso si verifica asporto di materiale nei punti in cui le correnti, dopo aver percorso l’elemento metallico, fuoriescono da questo.
Il fenomeno si manifesta in presenza di correnti continue ed è legato soprattutto alla conducibilità elettrica del metallo e del terreno e allo stato elettrico naturale del complesso terreno-metallo (il potenziale raggiunto da quest’ultimo in assenza di correnti vaganti può assecondare o ostacolare il percorso delle correnti).
Le correnti vaganti più pericolose sono in genere quelle determinate dagli impianti di ferrovie e tranvie, che utilizzano le rotaie come conduttore di ritorno, e dagli impianti di protezione catodica.
