COSE DA SAPERE SUGLI ANODI SACRIFICALI

Spiegazione generale dei termini

L’anodo sacrificale, detto anche anodo di protezione, deve il suo nome proprio alla sua funzione. In pratica, l’anodo si sacrifica letteralmente per proteggere l’oggetto a cui è fissato. Un oggetto del genere può essere, ad esempio, una nave o un boiler, dove i danni di qualsiasi tipo comportano costi elevati. Lo scopo di un anodo sacrificale è quindi quello di proteggere dai danni causati dalla cosiddetta corrosione.

Corrosione

La corrosione è una reazione chimica che avviene tra un materiale e l’ambiente circostante. A prima vista sembra una cosa innocua, ma se guardi l’origine del termine “corrosione”, ti rendi conto che il processo di corrosione non è affatto così innocuo. In latino, infatti, «corrodere» significa decomporre, rosicchiare o anche divorare.

La corrosione può assumere diverse forme, ma quando si parla di anodi sacrificali, si fa sempre riferimento alla corrosione elettrochimica. In questo caso l’anodo si ossida, il che significa, in pratica, che rilascia elettroni liberi. Infatti, si trova in una serie galvanica in cui gli elettroni fluiscono sempre verso il catodo. Al contrario, un catodo – la controparte dell’anodo – subisce una riduzione e non un’ossidazione, poiché assorbe elettroni.

Il prodotto della corrosione causato da un processo di ossidazione porta alla fine alla distruzione del metallo, come già accennato sopra, e può essere definito “ruggine” se il metallo che si ossida è il ferro o l’acciaio. In caso contrario, la corrosione non è meno dannosa, ma semplicemente non viene chiamata “ruggine”.

Tipi di corsi d’acqua

In generale si può dire che, quando si parla di corrosione, non tutte le acque sono uguali, poiché, in quanto elettroliti, presentano un potenziale di aggressività diverso a seconda del tipo di acqua. Di conseguenza, per i diversi tipi di acque servono diversi tipi di anodi sacrificali. I tipi di acque si dividono generalmente in acqua dolce, acqua salmastra e acqua salata.

L’acqua dolce ha una bassa conduttività elettrica, poiché contiene pochissimi sali, necessari per generare una serie galvanica. Per questo motivo, per l’acqua dolce si usano anodi di alluminio o, in alcuni casi, anche anodi di magnesio. Nel caso degli anodi di magnesio, però, bisogna assicurarsi che l’acqua di navigazione sia molto povera di sali, altrimenti si rischia una reazione eccessiva e inutile dell’anodo.

L’acqua salmastra si distingue per il suo contenuto di sale leggermente superiore rispetto all’acqua dolce. A differenza dell’acqua dolce, non è potabile. Anche se non ha un contenuto di sale così elevato come l’acqua salata, nell’acqua salmastra si usano comunque di solito anodi di zinco. È possibile anche l’uso di anodi di alluminio.

L’acqua salata, come suggerisce il nome, ha il più alto contenuto di sale. Proprio come l’acqua salmastra, non è potabile, ma ha la migliore conduttività elettrochimica. Questa caratteristica rende l’acqua salata il tipo di acqua più pericoloso, poiché è qui che la corrosione avviene più rapidamente. Nell’acqua salata si usano anodi di zinco.

Per garantire un utilizzo senza problemi della vostra imbarcazione sia in acque interne che in mare, i nostri esperti raccomandano l’uso di anodi sacrificali in alluminio. Il metallo utilizzato in questi anodi ha un’elevata differenza di potenziale ed è tipicamente impiegato, come descritto in precedenza, in acqua dolce o salmastra, che presenta una bassa conduttività elettrica. Tuttavia, questi anodi possono essere utilizzati senza problemi anche in acqua salata, poiché l’acqua salata ha comunque un’ottima conduttività elettrica. Va notato, tuttavia, che gli anodi sacrificali tenderanno a dissolversi più rapidamente in acqua salata, in quanto presentano una differenza di potenziale maggiore rispetto agli anodi di zinco, per i quali sono stati progettati. Per questo ti consigliamo di sostituire gli anodi sacrificali un po’ più spesso durante la stagione, così potrai divertirti senza rischi in entrambi i tipi di acque. Puoi però anche risparmiarti questa fatica usando anodi sacrificali più grandi, che danno lo stesso risultato della sostituzione più frequente degli anodi sacrificali.

A volte, per classificare con maggiore precisione un tipo di corso d’acqua, si tiene conto della sua durezza. In generale, vale la regola che più l’acqua è dura, migliore è la sua conduttività elettrica. È possibile dedurre la durezza di un corso d’acqua in base al suo livello di inquinamento.

In generale, più l’acqua è pulita, più si avvicina all’acqua potabile del rubinetto e viene quindi considerata alla stregua dell’acqua dolce. In questo contesto, la si chiama acqua dolce. Al contrario, l’acqua dura è più contaminata perché non viene trattata e corrisponde all’acqua salmastra o salata.

Quindi, in caso di acqua dura, dovresti usare anodi di zinco, mentre in caso di acqua dolce dovresti usare anodi di alluminio o, se necessario, anche anodi di magnesio.

Ma gli anodi sacrificali servono davvero?

Considerando il tipo di acqua in cui si dovrebbe inserire un anodo sacrificale, ci si può chiedere se gli anodi sacrificali siano davvero necessari.

Nel caso dell’acqua salmastra e dell’acqua di mare, questo è fuori discussione, poiché la loro buona conduttività elettrica favorisce l’ossidazione dell’anodo sacrificale. Quindi, in questo caso, se non si utilizzasse un anodo sacrificale, si verificherebbe molto probabilmente un danno irreparabile all’oggetto da proteggere, ad esempio una barca, una nave o uno scaldabagno.

Quando si parla di acqua dolce, spesso si tende a sottovalutare la situazione. Anche se la sua conduttività elettrica non è così elevata come quella dell’acqua salmastra o dell’acqua salata, c’è comunque un rischio concreto che si verifichi corrosione, danneggiando in modo irreparabile l’oggetto da proteggere.

Si raccomanda pertanto vivamente l’ utilizzo di anodi sacrificali in ogni circostanza. Essi rappresentano, di fatto , una polizza assicurativa continua che, con il minimo sforzo , offre protezione contro costi sproporzionatamente elevati in caso di danni effettivi. Di conseguenza, non conviene cercare di risparmiare nel posto sbagliato, poiché quasi tutti i proprietari di casa stipulano un’assicurazione sulla casa, ad esempio, per minimizzare il rischio in caso di emergenza, piuttosto che trovarsi a dover affrontare costi elevati.

Montaggio di anodi sacrificali

Una volta scelto l’anodo sacrificale giusto in base al tipo di acqua in cui va inserito, si pone la questione del montaggio dell’anodo sacrificale.

Per montare correttamente l’anodo sacrificale, è importante assicurarsi che ci sia conduttività elettrica tra l’anodo sacrificale e l’oggetto da proteggere. Altrimenti l’anodo sacrificale non funziona correttamente e l’oggetto da proteggere viene invece corroduto. Per questo non devi assolutamente mettere nessuna guarnizione di gomma o di altro materiale tra l’anodo sacrificale e l’oggetto da proteggere, ma devi far a contatto metallo contro metallo.

Gli anodi sacrificali si fissano a seconda del modello. Possono avere dei fori per avvitarli oppure delle linguette che permettono di saldare l’anodo all’oggetto da proteggere. Per alcuni anodi sacrificali, come ad esempio l’anodo per albero, bisogna prestare attenzione al diametro dell’albero. Altrimenti non è possibile montare senza problemi l’anodo sacrificale sugli alberi dell’elica della nave.

Quando un anodo è corroso per più del cinquanta per cento, è meglio sostituirlo. La sostituzione di solito non presenta problemi, perché, a seconda del modello, per rimuovere l’anodo sacrificale basta svitarlo, saldarlo via o staccarlo con un martello, proprio come quando l’hai montato. Affinché lo smontaggio degli anodi sacrificali avvitati avvenga nel modo più agevole possibile, è bene assicurarsi già in anticipo, al momento del montaggio dell’anodo nuovo, di scegliere una vite a brugola per il fissaggio. La testa a esagono incassato permette di trasmettere coppie di serraggio molto più elevate rispetto, ad esempio, alle viti a croce o addirittura a fessura, in modo che la vite si stacchi in modo affidabile dai prodotti della corrosione e l’anodo sacrificale possa quindi essere sostituito facilmente.

Gli anodi sacrificali vengono fissati alle navi lungo la chiglia. Un punto di montaggio particolarmente adatto è l’ elica , come parte dell’elica di prua, a prua dell’imbarcazione. Sulle imbarcazioni più piccole, il motore fuoribordo viene spesso utilizzato come punto di fissaggio dell’anodo. Anche la pala del timone e l’albero dell’elica sono frequentemente utilizzati come anodi sacrificali. Tuttavia, la posizione più comune è l’elica , poiché l’ intensità di corrente è massima in quel punto , rendendo la protezione dalla corrosione in questa zona assolutamente essenziale.

Il numero di anodi sacrificali necessari per un’imbarcazione può essere determinato utilizzando una regola empirica: maggiore è la superficie dello scafo immerso , maggiore sarà il numero di anodi da installare. Tuttavia, è meglio installarne uno in più piuttosto che troppo pochi, per minimizzare il rischio di corrosione.

Quando bisogna sostituire gli anodi sacrificali?

L’anodo sacrificale è un componente soggetto a usura e va sostituito regolarmente, perché è proprio grazie al suo consumo che l’oggetto da proteggere rimane intatto. È facile rendersi conto dell’usura di un anodo sacrificale controllandolo regolarmente.

Se l’anodo è già molto ossidato, è meglio sostituirlo, perché col tempo si degrada sempre di più. Purtroppo non c’è una regola precisa su quando bisogna sostituire un anodo sacrificale, dato che la progressione della corrosione dipende sempre dal tipo di acqua. Tuttavia, in acque aggressive come quelle salmastre o salate, è consuetudine sostituire l’anodo sacrificale più di una volta a stagione. In acque non aggressive come quelle dolci, invece, non è necessario farlo così spesso. In questi casi, di solito basta sostituire l’anodo una volta a stagione. La sostituzione degli anodi sacrificali avviene solitamente in primavera e in autunno.

Si può quindi concludere che non bisogna aspettare troppo a lungo prima di sostituire un anodo sacrificale, altrimenti c’è il rischio che l’oggetto da proteggere subisca danni notevoli a causa della corrosione. Di conseguenza, è bene tenere d’occhio l’ossidazione degli anodi sacrificali e sostituirli non appena ne rimane meno del cinquanta per cento della loro massa iniziale.

Che materiale si usa per gli anodi sacrificali?

Per quanto riguarda le materie prime per gli anodi sacrificali, ci sono chiare differenze. In linea di principio, per gli anodi sacrificali vanno bene tutti i metalli che, all’interno di una serie elettrochimica composta da più elementi, sono meno nobili dell’elemento da proteggere. Per quanto riguarda la disponibilità, la convenienza economica e la sostenibilità ambientale, oggi però si usano soprattutto anodi in zinco, alluminio o magnesio.

Inoltre, è importante la differenza di potenziale del materiale utilizzato per un anodo sacrificale. Questa è correlata alla conduttività elettrica del tipo di acqua in cui l’anodo sacrificale deve essere utilizzato. Maggiore è la conduttività elettrica dell’acqua, minore deve essere la differenza di potenziale del metallo utilizzato.

Di conseguenza, ad esempio, gli anodi di zinco presentano una bassa differenza di potenziale. Vengono utilizzati in acque salmastre o marine, dove la conduttività elettrica è buona o ottima. Al contrario, gli anodi sacrificali in alluminio presentano un’elevata differenza di potenziale e vengono utilizzati in acqua dolce, poiché quest’ultima ha una bassa conduttività elettrica. È comunque possibile utilizzarli anche in acqua salmastra.

Gli anodi sacrificali in magnesio presentano una differenza di potenziale ancora maggiore rispetto a quelli in alluminio, ma non durano neanche lontanamente quanto questi ultimi, il che fa aumentare i costi annuali per gli anodi e il loro montaggio. Spesso la differenza di potenziale già elevata degli anodi in alluminio è più che sufficiente, quindi non è necessario ricorrere al magnesio.

Gli anodi di alluminio vengono spesso legati con l’indio. L’alluminio puro, a contatto con l’atmosfera naturale ricca di ossigeno, formerebbe uno strato di ossido passivante sulla superficie. Aggiungendo l’indio, si evita che questo strato di ossido si formi o, se si forma, si rompe continuamente, mantenendo così la reattività desiderata.

In sintesi: zinco per acqua salmastra o salata. Alluminio per acqua salmastra o dolce.

Attenzione! Non dovresti montare due tipi diversi di anodi sulla stessa imbarcazione. Se, ad esempio, equipaggi la tua barca sia con anodi in alluminio che con anodi in zinco, si dissolverebbe solo l’anodo più attivo (quello in alluminio). Nel peggiore dei casi, questa dissoluzione prematura dell’anodo più reattivo può portare alla passivazione degli anodi di zinco. Una volta che gli anodi di alluminio si sono dissolti, la tua barca non sarebbe più protetta dalla corrosione.

Aspetti qualitativi nella produzione di anodi sacrificali

In linea di massima, gli anodi sacrificali vengono prodotti tramite un processo di fusione. Si possono però distinguere due metodi di fusione. La scelta del metodo di fusione da parte del produttore permette di trarre conclusioni dirette sulla qualità dell’anodo sacrificale.

Il processo di pressofusione è molto diffuso per la produzione di anodi sacrificali. Si tratta di un processo meccanico completamente automatizzato. Affinché il processo di produzione si svolga in modo sicuro e ripetibile, è necessaria una modifica della lega utilizzata per gli anodi sacrificali. Ciò significa che negli anodi sono presenti additivi metallici aggiunti esclusivamente a causa del processo di produzione. Per garantire una produzione economica, si raggiunge quindi un compromesso a scapito delle proprietà anticorrosive e della compatibilità ambientale dell’anodo. Oltre ai vantaggi in termini di costi, il processo di pressofusione conferisce alle anodi sacrificali prodotte una superficie molto liscia.

In alternativa, per la produzione degli anodi sacrificali si usa il processo di fusione in conchiglia. Questo processo può essere manuale o semiautomatico. La lega non deve essere adattata al processo di produzione, ma è progettata al 100% per garantire una protezione ottimale contro la corrosione. Gli anodi sacrificali si riconoscono da una superficie relativamente ruvida, a tratti simile alla buccia d’arancia. Un anodo sacrificale con una superficie ruvida/ondulata ha una superficie attiva maggiore rispetto a un anodo sacrificale liscio delle stesse dimensioni. Questa maggiore superficie attiva influisce positivamente sull’efficacia della protezione anodica.

Conclusione: gli anodi sacrificali prodotti con il processo di pressofusione sembrano belli a prima vista, ma presentano degli svantaggi sia dal punto di vista qualitativo che ambientale. Gli anodi sacrificali ottenuti con la fusione in conchiglia, che a prima vista sembrano meno belli, sono chiaramente da preferire per via della loro efficacia nella protezione anodica. Come spesso accade nella vita, sono i valori interiori che contano!

Perché non chiedi al tuo fornitore di anodi sacrificali quale processo di colata usa?

Che forma hanno gli anodi sacrificali?

Gli anodi sacrificali sono disponibili nelle forme e nelle dimensioni più disparate. Compaiono termini come anodi a onda , anodi a blocco , anelli anodici a onda , anodi dello scafo , anodi dell’elica di prua , anodi dell’elica , anodi dell’estremità dell’albero , anodi a disco , anodi a pentola , anodi del flap di assetto , dadi a cappello, tappi a uno , due o tre fori . Questi termini dipendono dalla forma dell’anodo sacrificale e, di conseguenza , dalla forma dell’oggetto da proteggere , al quale si desidera fissare l’anodo.

Su una nave, ad esempio, ci sono diverse possibilità per posizionare gli anodi sacrificali. A seconda della parte della nave scelta, servono anodi diversi, cosa che si deduce già solo dalla forma diversa delle singole parti della nave. A questo proposito, un buon esempio è il confronto tra l’elica e lo scafo. Non solo le dimensioni di queste due parti differiscono notevolmente, dato che l’elica è piuttosto piccola rispetto allo scafo, ma anche la forma presenta differenze significative. L’elica, infatti, è molto più sottile se la confronti con lo scafo, che è molto più ampio. Di conseguenza, per lo scafo serve un anodo a blocco o da scafo, che è piuttosto allungato e copre una vasta superficie. Per l’elica, invece, si usa un anodo di prua o da elica, che viene fissato sulla punta dell’elica stessa.

In quali settori si usano gli anodi sacrificali?

Gli anodi sacrificali vengono utilizzati in diversi ambiti in cui può verificarsi la corrosione. È nel settore navale che se ne fa uso più spesso. Servono a proteggere parti costose dell’imbarcazione come l’elica, lo scafo o le pale del timone.

Inoltre, gli anodi sacrificali vengono utilizzati anche negli accumulatori di acqua calda, ad esempio per proteggere dalla corrosione le caldaie, che di solito hanno serbatoi zincati.

Anche nei grandi depositi di carburante, nelle condutture sotterranee e nelle torri di trivellazione petrolifera si usano anodi sacrificali per prevenire la corrosione.

Adattamento e modifica degli anodi sacrificali

Può capitare che un anodo sacrificale debba essere adattato o modificato per adattarsi alle dimensioni dell’oggetto da proteggere. Di norma, questo non dovrebbe rappresentare un problema insormontabile, poiché una modifica successiva dell’anodo sacrificale non ne compromette il funzionamento.

Se un anodo sacrificale presenta dei fori, puoi allargare quelli esistenti o aggiungerne di nuovi a seconda delle necessità. È meglio però che sia un tecnico o un esperto a farlo, perché prima di iniziare a forare bisogna prendere alcune precauzioni. Da un lato, dovresti fissare l’anodo sacrificale con una morsa, in modo che non possa muoversi; dall’altro, è fondamentale segnare il punto di foratura prima di iniziare, altrimenti la punta potrebbe scivolare sul materiale. Inoltre, devi usare una punta abbastanza robusta da perforare il materiale.

Se vuoi fissare delle linguette su un anodo sacrificale in un secondo momento, per saldare l’anodo invece di doverlo avvitare, è possibile farlo. Anche in questo caso, però, è meglio consultare un tecnico o un esperto. Bisogna infatti tenere presente che, idealmente, le piastrine dovrebbero essere dello stesso metallo dell’anodo sacrificale stesso o almeno rivestite con lo stesso metallo, poiché saldare metalli uguali comporta meno complicazioni. Una staffa in acciaio zincato, ad esempio, può essere saldata senza grossi problemi a un anodo di zinco.

Inoltre, gli anodi sacrificali possono anche essere realizzati su misura. Questo però comporta solitamente costi più elevati, poiché occorre prima realizzare uno stampo a conchiglia che servirà poi come forma per l’anodo sacrificale. Le richieste relative agli anodi su misura provengono per lo più da clienti aziendali.

Verifica del funzionamento degli anodi sacrificali

In generale, se un anodo sacrificale presenta segni visibili di corrosione , si può presumere che la sua installazione sia stata eseguita correttamente e non vi è motivo di preoccuparsi della sua funzionalità.

Per essere ancora più sicuri che un anodo sacrificale funzioni davvero, puoi verificarne il funzionamento . Puoi farlo con un amperometro, ma, se lo usi per gli accumulatori di acqua calda, è fondamentale che l’anodo sacrificale sia stato installato in modo isolato. A questo punto puoi misurare la corrente nella serie di tensione in cui si trova l’anodo sacrificale. La forza della corrente dipende dal campo di applicazione dell’anodo sacrificale. Gli accumulatori di acqua calda, ad esempio, hanno una soglia di funzionamento di 0,3 mA. Solo a partire da questa soglia scorre una corrente di protezione sufficiente a deviare la corrosione verso l’anodo sacrificale e proteggere così lo scaldabagno.

Possibili cause del malfunzionamento degli anodi sacrificali

Se la superficie di un anodo sacrificale non viene effettivamente consumata, si può presumere che l’anodo non funzioni correttamente. Un malfunzionamento di un anodo sacrificale può avere diverse cause. Di seguito trovi una panoramica delle cause più comuni di malfunzionamento degli anodi sacrificali:

Uso di materiale anodico non idoneo

Il materiale di un anodo sacrificale deve sempre essere meno nobile del metallo da proteggere, altrimenti l’anodo non diventa il polo negativo e non può assorbire la corrosione. Se, ad esempio, si monta un anodo di zinco sullo scafo in alluminio di una barca, lo zinco è un metallo più nobile dell’alluminio e quindi non si genera alcun flusso di elettroni che finisca nell’anodo di zinco.

L’anodo sacrificale è stato installato in modo da garantire l’isolamento elettrico

Un anodo sacrificale deve essere sempre a diretto contatto con il metallo dell’oggetto da proteggere, senza alcun isolante interposto. Ad esempio, verniciare o rivestire un anodo lo renderà inefficace. Viceversa, anche il metallo da proteggere deve essere esposto. Non deve essere verniciato o sigillato da alcun oggetto in modo tale da impedire il passaggio di corrente.

Influenza della corrente esterna

Le correnti elettriche esterne, che non hanno nulla a che vedere direttamente con il flusso di elettroni dal metallo da proteggere all’anodo sacrificale, possono causare notevoli interferenze. Ad esempio, la vicinanza a una linea ferroviaria può causare cadute di tensione che influenzano la corrente nell’acqua, compromettendo o addirittura annullando l’efficacia degli anodi sacrificali. Le correnti estranee si possono identificare, ad esempio, sulle barche tramite misurazioni di campo.

Interferenze causate da altri metalli

Altri metalli presenti in prossimità dell’anodo sacrificale nell’acqua possono deviare il flusso di elettroni dal metallo da proteggere all’anodo sacrificale. Ad esempio, se un’imbarcazione si trova in acqua vicino a un’altra, il campo elettromagnetico presente nell’acqua può essere disturbato, compromettendo la funzionalità dell’anodo sacrificale.

Manutenzione e pulizia degli anodi sacrificali

Per mantenere pulito un anodo sacrificale e uniformarne l’aspetto a quello del metallo da proteggere, puoi pulirlo in diversi modi.

Una spazzola metallica è un ottimo aiuto in questo caso. Può liberare l’anodo sacrificale da alghe, ossidi e altri residui (ad es. grassi, oli). Le setole dovrebbero essere in acciaio inossidabile o ottone, per evitare la formazione di ruggine durante l’uso della spazzola e la conseguente perdita di setole. Inoltre, le setole in materiale inossidabile impediscono il trasferimento di particelle di ruggine dalle setole all’anodo o all’imbarcazione.

Un altro metodo per la manutenzione degli anodi sacrificali è l’uso di una pistola a sabbiatura. Grazie alla pressione della pistola e alla finezza dei granelli di sabbia che ne fuoriescono, è possibile rimuovere in modo molto efficace residui di ogni tipo.

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