Metallizzazione

La metallizzazione nasce all'inizio del Novecento in Svizzera, grazie all'ingegnere Max Ulrich Schoop. Osservando dei bambini che giocavano sparando pallini di piombo contro un muro, notò che i pallini si schiacciavano e aderivano alla superficie. Da lì l'idea: fondere un metallo e spruzzarlo in goccioline su un'altra superficie per rivestirla.

I primi impianti usavano metallo fuso in un crogiolo; poi arrivarono le pistole a filo, in cui il metallo viene fuso da una fiamma mentre avanza. Più tardi si svilupparono le pistole ad arco elettrico, più produttive, oggi le più diffuse per la protezione anticorrosiva.

Nel corso del Novecento la metallizzazione è stata usata su ponti, dighe, navi, strutture portuali, torri di trasmissione. Alcune di quelle strutture, metallizzate decenni fa e poi verniciate, sono ancora in servizio: è la prova più convincente della durata di questa protezione.

Oggi la tecnica fa parte della famiglia della spruzzatura termica, che comprende anche rivestimenti ceramici e leghe speciali per l'industria. In edilizia e nelle strutture si usano soprattutto zinco e alluminio, per proteggere l'acciaio dalla corrosione.

È una tecnica meno conosciuta della zincatura e della verniciatura, ma con un secolo di storia alle spalle e un campo di applicazione preciso: le strutture grandi, montate, esposte, che devono durare a lungo.

Nella metallizzazione ad arco elettrico due fili di metallo, carichi elettricamente, avanzano nella pistola fino a toccarsi. Nel punto di contatto si forma un arco che fonde il metallo, e un getto d'aria compressa lo nebulizza e lo proietta sulla superficie. È un sistema molto produttivo, adatto a grandi superfici.

Nella metallizzazione a fiamma il filo o la polvere di metallo passano attraverso una fiamma alimentata da gas, che li fonde. Il getto d'aria li proietta sulla superficie. È un sistema più semplice e leggero, adatto a lavori più piccoli o in punti difficili da raggiungere.

Entrambi i sistemi producono un rivestimento fatto di tante lamelle di metallo sovrapposte, che si saldano meccanicamente alla superficie sabbiata. La rugosità creata dalla sabbiatura è fondamentale: le goccioline si incastrano nelle creste e nelle valli del profilo.

La scelta tra arco e fiamma dipende dalla dimensione del lavoro, dall'accessibilità e dal metallo da spruzzare. Per le strutture in acciaio l'arco elettrico è oggi la scelta più frequente.

In entrambi i casi il pezzo si scalda pochissimo: la temperatura della superficie resta bassa, e questo evita deformazioni anche su lamiere sottili, uno dei limiti della zincatura a caldo.

Lo zinco è il metallo più usato nella metallizzazione. Protegge l'acciaio in due modi: fa da barriera e, se il rivestimento si graffia, si corrode al posto dell'acciaio, sacrificandosi. È la stessa protezione della zincatura a caldo, e funziona molto bene in atmosfera, soprattutto in ambienti rurali, urbani e industriali.

L'alluminio forma in superficie uno strato di ossido molto stabile, che lo protegge dalla corrosione. Resiste meglio dello zinco in alcuni ambienti marini e in presenza di acqua salata, e a temperature più alte. La sua azione sacrificale è però meno forte di quella dello zinco.

Le leghe zinco-alluminio, spesso con l'85 per cento di zinco e il 15 per cento di alluminio, cercano di unire i vantaggi dei due metalli: buona protezione sacrificale e maggiore resistenza in ambienti aggressivi.

La scelta del metallo dipende dall'ambiente, dalla durata richiesta e da cosa verrà applicato sopra. Per strutture vicino al mare o immerse si valutano soprattutto alluminio e leghe; per strutture in atmosfera normale, lo zinco resta spesso la scelta migliore.

In tutti i casi lo spessore del rivestimento è decisivo: più metallo si spruzza, più a lungo dura la protezione.

La metallizzazione dà il meglio dove una struttura deve durare molto a lungo in un ambiente difficile e non può essere smontata: ponti e passerelle, strutture portuali e costiere, torri, impianti, grandi carpenterie già montate.

È usata anche nella manutenzione: quando una struttura zincata comincia a consumarsi in alcune zone, la metallizzazione permette di ricostruire lo strato di zinco solo dove serve, senza smontare e senza portare nulla in un impianto.

Su lavori piccoli, invece, raramente conviene: per pezzi che entrano in una vasca, la zincatura a caldo resta più economica, e per esposizioni moderate un buon ciclo di verniciatura è più che sufficiente.

Un rivestimento metallizzato appena applicato è poroso: tra le lamelle di metallo restano piccoli vuoti in cui l'umidità può entrare. Per chiuderli si applica un sigillante, un prodotto molto fluido che penetra nei pori e li riempie.

La sigillatura migliora la durata del rivestimento e prepara la superficie a una eventuale verniciatura. Va applicata presto, prima che la superficie si sporchi o si ossidi, e con prodotti compatibili con il metallo spruzzato.

Sopra la metallizzazione sigillata si può applicare un ciclo di verniciatura. Si ottiene così un sistema duplex, in cui il metallo protegge dalla corrosione e la vernice protegge il metallo dagli agenti atmosferici, oltre a dare colore. La durata del sistema combinato è molto superiore a quella dei due strati presi singolarmente.

La scelta dei prodotti di verniciatura sopra lo zinco richiede attenzione: alcune vernici reagiscono male con lo zinco e si staccano. Si usano fondi specifici, compatibili con i rivestimenti metallici.

Nelle strutture visibili la verniciatura finale è anche una scelta estetica: permette di dare alla struttura il colore voluto, senza rinunciare alla protezione del metallo.

Una struttura metallizzata e verniciata è tra le più durevoli che si possano ottenere, ma anche lei ha bisogno di controlli. Nei primi anni si verifica che la verniciatura di finitura sia integra: è lei a proteggere lo strato di zinco dagli agenti atmosferici.

Quando la finitura comincia a consumarsi, si rinnova con una nuova mano, dopo pulizia e irruvidimento. Finché lo zinco sotto è integro, basta questo intervento leggero, molto più economico di un rifacimento.

Se in alcune zone lo zinco si è consumato, per esempio nei punti più esposti o dove ci sono stati urti, si può riapplicare localmente con la metallizzazione, dopo una sabbiatura della zona. È un vantaggio unico di questa tecnica: il rivestimento metallico si ripara sul posto.

I controlli si fanno misurando lo spessore residuo dello zinco e della vernice e osservando la comparsa di ossidi bianchi, segno che lo zinco sta lavorando, o di ruggine rossa, segno che l'acciaio è ormai scoperto.

Con un programma di manutenzione regolare una struttura metallizzata può superare molti decenni di vita senza interventi pesanti.

Come ogni protezione, anche la metallizzazione va controllata. Il primo parametro è lo spessore: si misura con strumenti magnetici in molti punti della superficie, e deve rispettare quanto previsto dal progetto e dalla norma di riferimento.

Il secondo parametro è l'aderenza. Un rivestimento metallico che non aderisce bene alla superficie si stacca a scaglie, spesso perché la sabbiatura non era sufficiente o perché è passato troppo tempo tra sabbiatura e spruzzatura. L'aderenza si verifica con prove di strappo o con prove a griglia su campioni o zone di controllo.

Si controlla anche l'aspetto: il rivestimento deve essere uniforme, senza zone scoperte, grumi o parti bruciate. Le zone difettose vanno ripristinate prima della sigillatura.

Tutte le misure vanno registrate e consegnate al committente. Per strutture importanti, come ponti o passerelle pubbliche, sono spesso richieste anche prove su campioni applicati insieme al lavoro.

Nei lavori che seguiamo chiediamo che questi controlli siano fatti e documentati: è il modo per sapere che la protezione pagata è quella applicata.

Tra i vantaggi della metallizzazione ce n'è uno meno noto: l'impatto ambientale. La zincatura a caldo richiede che i pezzi vengano prima puliti in bagni chimici e poi immersi in vasche di zinco fuso a circa 450 gradi, con consumi energetici importanti e bagni da gestire e smaltire.

La metallizzazione, invece, lavora sul posto: il metallo viene fuso solo nella quantità necessaria, e non ci sono bagni acidi. La preparazione si fa con la sabbiatura, e l'abrasivo può essere recuperato e riciclato.

Il rivestimento metallico non contiene solventi. Se sopra viene applicata una verniciatura, si possono scegliere prodotti a basso contenuto di solventi. E la lunga durata del sistema riduce il numero di interventi nel tempo, con meno consumo di materiali ed energia.

C'è poi il vantaggio della manutenzione: una struttura metallizzata che invecchia si può rigenerare aggiungendo metallo dove serve, senza smontarla e trasportarla in un impianto.

Per enti pubblici e aziende attente all'impatto ambientale dei loro cantieri, è un argomento che si aggiunge a quelli tecnici.