Verniciatura alluminio: siti di esposizione e test di pretrattamento

L’ultima revisione della norma europea EN 12206-1 pubblicata a luglio 2021¹⁾ ha sollevato molti interrogativi in merito ai requisiti che deve possedere il sito di esposizione naturale utilizzato per testare i pretrattamenti alternativi. Anche se le Specifiche Qualicoat non indicano la norma EN 12206-1 come riferimento per le prove di esposizione naturale effettuate per la valutazione dei pretrattamenti alternatici, cioè quelli esenti cromo, le numerose richieste di chiarimenti ricevute da Qualital da più parti a partire da luglio, richiedono che sia fatta una panoramica aggiornata della situazione reale.

Requisiti previsti dalla EN 12206-1:2021 per il pretrattamento alternativo

I requisiti sono riportati nell’Allegato B della norma (vedi sotto) dove si afferma che l’esposizione deve essere effettuata in un sito con categoria di corrosione C5 come definito dalla Tabella 1.C della ISO 9223:2012²⁾:

La Tabella C.1 della ISO 9223:2012 fornisce una descrizione qualitativa della corrosività degli specifici ambienti in funzione delle caratteristiche dell’atmosfera, in modo da poter effettuare una valutazione indicativa della corrosività del sito

Dalla tabella si può notare che la corrosività delle zone costiere può variare da C3 fino a C5: significa che non è sufficiente che un sito sia vicino al mare per avere una categoria di corrosione pari a C5, ma la categoria di corrosione è correlata alla concentrazione di SO₂ (in µg/m³) e/o al contenuto di cloruri.

In generale valori di SO₂ compresi tra 5 µg/m³ e 30 µg/m³ sono tipici delle aree urbane, mentre valori compresi tra 90 µg/m³ e 250 µg/m³ si possono riscontrare nelle aree industriali con livelli di inquinamento molto alti; vale la pena precisare che in Europa il contenuto medio di SO₂ si è drasticamente ridotto negli ultimi 30 anni (vedi figura sotto) ³⁾, e oggi sono pochissime le aree industriali con valori di ossidi di zolfo così elevati.

È evidente che la tabella C.1 consente un’assunzione generica della categoria di corrosività di un sito di esposizione, ma un metodo per valutare la reale categoria di corrosività di un sito, basato sull’effettivo grado di corrosione dei metalli, è riportato nella parte principale dello standard ISO 9223:2012: sicuramente questo è un approccio più scientifico, basato su misurazioni reali.

La velocità di corrosione è la quantità di metallo in grammi/m² che viene persa dai provini standard in un anno di esposizione; ci sono limiti diversi a seconda del metallo che si considera e per l’alluminio si raggiunge la categoria di corrosività C5 quando la velocità di corrosione è compresa tra 5 e 10 μg/m² anno, come riportato nella Tabella 2 della ISO 9223:2012 (tabella sottostante).

Caratteristiche del sito di Genova e di altri siti europei

I dati dei principali siti di esposizione alla corrosione in Europa, compresa Genova, sono disponibili nel Catalogo dei siti di esposizione della Federazione Europea di Corrosione (EFC)⁴⁾

Su Oxit 1/2022 (la rivista dell’associazione Aital) a pag 22 (sfoglia il numero) è riportata la descrizione del sito di Genova del Catalogo insieme alla mappa che indica l’esatto posizionamento delle rastrelliere portacampioni: il sito è sul mare, all’ingresso del porto di Genova ed è gestito dai tecnici del CNR (Ricerca Nazionale Consiglio d’Italia) e i livelli di SO₂ del sito di Genova degli ultimi anni sono i seguenti:

La categoria di corrosività del sito di Genova secondo la definizione della Tabella C.1 è quindi C3 (urbano-marino); tale classifica è confermata anche dal grado di corrosione (1,1 μg/m²anno) che viene verificato ogni anno misurando la corrosione di campioni standard. Pertanto, secondo i dati, il sito di Genova non soddisfa i requisiti EN 12206-1 per la verifica di pretrattamenti alternativi. Si precisa, tuttavia, che esiste la possibilità di aumentare la categoria di corrosività fino a C5 spruzzando soluzione salina sui campioni.

Si è deciso di verificare se esistono siti di esposizione alternativi in Italia o in Europa che possiedono le caratteristiche prescritte dalla norma. Abbiamo iniziato a considerare i siti inseriti nel Catalogo sopra citato; una panoramica delle caratteristiche di tutti i siti è riportata nella tabella di a pagina 6. Si può notare che esiste un solo sito, Sines in Portogallo, che ha la categoria di corrosività C5 (marino-industriale) in base alla tabella C.1 ma non esiste un sito C5 per l’alluminio se la valutazione è basata sulla velocità di corrosione.

Sito di Sines

È stata condotta una breve ricerca per avere una migliore comprensione delle caratteristiche atmosferiche dell’area di Sines. Su Oxit 1/2022 (la rivista dell’associazione Aital) a pag 23 (sfoglia il numero) è riportata la descrizione del sito di Sines; sono anche incluse tre mappe: la prima mostra la posizione di Sines, la seconda indica l’ubicazione del sito di esposizione rispetto alle aree industriali e della più vicina Stazione di Monitoraggio della Qualità dell’Aria; la terza mostra i dettagli dell’area in cui sono ubicate le rastrelliere dei campioni, secondo le coordinate riportate nel Catalogo EFC. Sines si trova sulla costa sud-occidentale del Portogallo e dagli anni ’70 è uno dei più grandi complessi marittimo-industriali del Portogallo con tre grandi siti industriali pesanti, tra cui la raffineria di petrolio GALP (vedi immagine a fianco) e una centrale elettrica a carbone; per le sue caratteristiche Sines è stata scelta dall’ECCA (European Coil Coating Association) come sito per testare il materiale verniciato in un ambiente marino-industriale molto aggressivo. Il catalogo riporta una concentrazione di SO₂ pari a 132 µg/m³ (periodo 2014-2019) e tale valore conferma i requisiti generali indicati in Tabella C.1 per la categoria di corrosività C5; tuttavia la velocità di corrosione dell’alluminio è C3, cioè la stessa di Genova e sicuramente inferiore a quanto ci si aspetterebbe da condizioni così drastiche. Nel catalogo è scritto che il valore di SO₂ non è misurato ma stimato dalla deposizione di SO₂; quindi, si è deciso di cercare altri dati riguardanti la concentrazione di SO₂ in quest’area. Molto sorprendentemente la più vicina Stazione di Monitoraggio della Qualità dell’Aria, situata sul Monte Caos ⁵⁾, fornisce valori totalmente diversi, compresi tra 1 e 4 µg/m³, cioè inferiori ai valori tipici di un’area urbana e molto lontani dai valori riportati per la stazione di corrosione. Per conoscere le ragioni di tale discrepanza sono stati presi in considerazione altri documenti ^{6), 7)} e sono state rilevate le seguenti informazioni:

• Esistono diversi studi che dimostrano che, anche se Monte Chaos è più vicino alle aree industriali rispetto al sito di esposizione, l’area costiera dove sono ubicate le rastrelliere dei campioni presenta valori di inquinamento più elevati dovuti ai venti locali (vedi mappe e livelli di inquinamento riportati su Oxit 1/2022 a pag 23; in ogni caso le aree più inquinate hanno un valore medio di SO₂ pari a 10 µg/m³, cioè almeno 10 volte inferiore a quello riportato a catalogo e sono nel range dei limiti fissati per un’atmosfera urbana quindi al quelli di una zona industriale.
• Negli ultimi 10 anni sono stati effettuati ingenti investimenti per ridurre l’inquinamento causato dai siti industriali; GALP dichiara⁷⁾ che nel 2020 le emissioni di SO₂ si sono ridotte dell’80% rispetto ai valori del 2017; inoltre a gennaio 2021 la centrale elettrica a carbone è andata offline ⁸⁾, operazione che potrebbe avere reso totalmente obsoleti i dati riportati nel Catalogo EFC.

Secondo le informazioni di cui sopra, sicuramente Sines in passato aveva caratteristiche conformi ai requisiti della EN 12206-1; tuttavia l’importante diminuzione dei livelli di inquinamento degli ultimi anni unitamente alla disattivazione della centrale a carbone all’inizio del 2021, rendono necessaria l’acquisizione dati più recenti sull’effettivo grado di corrosione, poiché l’impatto aggressivo del sito potrebbe essersi notevolmente ridotto e la relativa categoria di corrosività attualmente potrebbe essere simile a quella del sito di Genova.

Siti con grado di corrosione C4 per alluminio

Secondo la tabella di pag.4 i siti con il più alto grado di corrosione (C4) per l’alluminio sono il n° 14 e il n° 39; ma va precisato che in questi casi non sono le caratteristiche ambientali e atmosferiche a essere responsabili dell’alto grado di corrosione ma l’ubicazione delle rastelliere dei campioni perché esattamente nelle stesse aree sono presenti siti con grado di corrosione inferiore (C3 e C2); per spiegarne il motivo, è possibile vedere su Oxit 1/2022 nelle pagg 24/25;  un confronto tra il sito n.14 (C4) e i siti 11 (C3) e 12 (C2): i siti sono molto vicini (i siti 11 e 14 sono affiancati) ed è evidente che la differenza non è dovuta alle caratteristiche generali dell’ambiente/inquinamento ma al fatto che i siti C14 e C11 hanno le rastrelliere appese al molo e sono esposte agli schizzi delle onde e nel caso di sito n. 14 i campioni sono addirittura sommersi dal mare; si noti che anche se esposto a condizioni così drastiche, il grado di corrosione massimo è C4 e non C5. La situazione dei siti 39 (C4) e 40 (C3) è la stessa: si trovano nella stessa area ma i campioni del sito 39 possono essere raggiunti dagli schizzi del mare.

Altri siti di corrosione

Il sito di esposizione di Hoek van Holland non è nel catalogo EFC ma è previsto da GSB per i test di esposizione naturale ed è anche nell’elenco dei siti utilizzati da ECCA; per questo motivo si è deciso di ottenere maggiori informazioni sulla sua categoria di corrosività. Atlas, che gestisce il sito, ha comunicato che è classificato con una classe di corrosione C3.

Conclusioni

Il punto principale della panoramica può essere riassunto come segue:

• La norma EN 12206-1:2021 prevede che, per la valutazione del pretrattamento alternativo, l’esposizione naturale sia effettuata in un sito con categoria di corrosione C5 come specificato dalla Tabella 1.C della ISO 9223:2012.
• La categoria di corrosività del sito di Genova, attualmente utilizzata da Qualicoat per le prove di pretrattamenti alternativi, è C3 (urbano-marino); una categoria di corrosività C5, basata sulla velocità di corrosione, può essere raggiunta spruzzando soluzione salina sui campioni.
• Tenendo conto di tutti i siti inclusi nel Catalogo della Federazione Europea della Corrosione, esiste solo Sines in Portogallo che può essere classificato nella Tabella 1.C della ISO 9223:2012 come sito C5 (marino-industriale); tuttavia, secondo i dati riportati, la categoria di corrosività basata sulla velocità di corrosione dell’alluminio è C3; inoltre nell’ultimo anno il livello di inquinamento dell’area è stato notevolmente ridotto ed è sicuramente necessario verificare l’attuale livello di inquinamento, che potrebbe essere più simile a valori urbani che industriali. I siti con categoria di corrosione per l’alluminio pari a C4 hanno le rastrelliere esposte agli schizzi del mare o addirittura sommerse.
• Il sito previsto da GSB per l’esposizione naturale (Hoek van Holland) ha una categoria di corrosività C3

Se viene confermato che il sito di Sines non può più essere considerato un sito C5, al momento non ci sono siti in Europa che soddisfino i requisiti della norma europea EN 12206-1 e il sito di Genova può considerarsi rappresentativo a livello europeo delle condizioni di corrosività a cui sono sottoposte opere architettoniche installate in zone costiere.

Riferimenti

1) EN 12206-1:2021; Pitture e vernici – Rivestimenti di alluminio e di leghe di alluminio per applicazioni architettoniche – Parte 1: Rivestimenti preparati a partire da materiali termoindurenti in polvere

2) EN ISO 9223:2012; Corrosione dei metalli e loro leghe – Corrosività di atmosfere – Classificazione, determinazione e valutazione

3)  https://www.eea.europa.eu/data-and-maps/daviz/emission-trends-of-sulphur-oxides#tab-chart_1

4) https://efcweb.org/Scientific+Groups/WP25_+Atmospheric+Corrosion/Current+Activities/_/Exposure%20site%20catalogue%20EFC%20lores.pdf  

5) https://aqicn.org/city/portugal/sines/monte-chaos

6) Durao, RM, et al., Previsione dei livelli di O₃ (ozono) nei dintorni dell’area industriale fino a 24 ore in anticipo, combinando schemi di classificazione e modelli MLP, Atmospheric Pollution Research (2016), http://dx.doi.org/10.1016/j.apr.2016.05.008

7) J.A.Adame et al., Misurazioni di SO₂ in un ambiente costiero pulito dell’Europa sudoccidentale: Fonti, trasporto e influenza nella formazione di aerosol secondari https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.137075

8) https://www.galp.com/corp/Portals/0/Recursos/Investidores/SharedResources/Relatorios/en/2020/GalpRC20thejourneytoasustainablefuture.pdf

9)  https://ieefa.org/edp-shutters-sines-power-plant-in-portugal-country-to-be-coal-free-by-november/ 

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