Si fa presto a dire acciaio

conosci la tua barca
di PIERO BALSI
Si fa presto a dire acciaio
Dall’inox al bronzo e al titanio, utilizzo e caratteristiche dei metalli usati nella nautica
Sin dalla nascita della navigazione
si rese necessario un sistema
per la giunzione delle varie parti
dell’imbarcazione che fosse solido
e sicuro. La scoperta dei metalli,
che determinò l’inarrestabile progresso
dell’umanità, e il loro utilizzo
consentì di realizzare imbarcazioni
sempre più grandi. Ferro rame
e bronzo sono stati i primi metalli
impiegati con successo nelle
costruzioni nautiche. Esposti in
molti musei possiamo osservare
esempi di chiodi in ferro ritorti per
il fissaggio del fasciame provenienti
da relitti di navi greche, romane
e vichinghe. Ferro rame e
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bronzo furono i primi metalli impiegati
con successo nelle costruzioni
navali e solo grazie al ferro si
potè produrre scafi di grosse dimensioni.
Fintanto che si costruivano
scafi in legno era difficile superare
la lunghezza di circa 70-80
metri. Questo perché la necessaria
resistenza strutturale imponeva
la realizzazzione di travi in legno
di proporzioni esagerate che influivano
poi sul peso finale al punto
che una nave in ferro sarebbe
pesata la metà con volumi interni
maggiori. Intorno al 1850 si iniziarono
a costruire navi completamente
in ferro che nel giro di po-
chi anni superarono anche i 200
metri, ma la vita media era molto
breve, sia per la bassa lega dei metalli
sia per fenomeni di corrosione
allora sconosciuti. Si guardava
dunque alla ricerca scientifica in
cerca di nuove soluzioni. La soluzione
per un nuovo metallo venne
solo il 13 agosto 1913 grazie ad
un giovane inglese.
Harry Brearley, figlio di un forgiatore,
terminati gli studi venne convocato
da fabbricanti di armi che
dovevano risolvere l’annoso problema
della corrosione delle canne
delle armi da fuoco dovute al calore
e ai gas prodotti dalle polveri
Prima dell’avvento dell’acciaio inox, i
metalli venivano preservati con una
giornaliera lucidatura
da sparo durante l’esplosione. Egli
riuscì attraverso nuovi metodi di
fusione ad inglobare nella lega
dell’acciaio comune una certa
quantità di Cromo (circa il 18%).
Era nato l’acciaio inossidabile le
cui caratteristiche erano per l’epoca
stupefacenti. Nello stesso periodo
anche la tedesca Krupp rivaleggiò
nello sviluppo di varianti contenenti
anche il Nickel che lo rendeva
più lavorabile e lo scoppio
della Grande Guerra ne decretò
un massiccio impiego e un’ampia
sperimentazione.
Che cos’è e come funziona l’inox
Attualmente vi sono in commercio
centinaia di tipi di acciaio inox
differenti, ma funzionano tutti
sullo stesso principio. Per acciaio
si intende una lega derivante dalla
raffinazione della ghisa composta
da ferro e meno del 2% di carbonio.
Come abbiamo visto, in
quello inox, viene introdotta una
percentuale di Cromo pari al 18%
circa. Il segreto dell’inossidabilità
sta proprio nel Cromo. In presenza
di ossigeno il Cromo forma uno
strato inerte sopra il metallo che
funge da protezione impedendo
la corrosione. Questo invisibile
strato di ossido, che riveste il pezzo
di acciaio, si rinnova costantemente
in presenza di ossigeno
contenuto nell’aria e nell’acqua.
In aggiunta al Cromo possiamo
trovare il Nickel che ne aumenta
l’inossidabilità. A seconda delle
percentuali dei vari elementi che
compongono l’acciaio inox, avviene
la sua classificazione tramite un
numero a tre cifre. Sostanzialmente
abbiamo tre grandi famiglie di
acciai: quelli senza o con una bassissima
quantità di Nickel si dicono
ferritici e martensitici. Essi ricadono
nelle numerazioni della serie
400-450. Questi non sono indicati
per il settore nautico anche se purtroppo
vi si incontrano facilmente.
Questi tipi di acciaio vengono anche
detti magnetici e possono essere
facilmenti individuati accostandoli
ad una calamita da cui
vengono attratti. Gli acciai inox
con un alto tenore di Nickel si dicono
austenitici e sono quasi totalmente
amagnetici, essi ricadono
nelle numerazioni della serie 300.
Il più frequente ed utilizzato nel
settore nautico è il tipo 304 conosciuto
anche come 18-8, in quanto
è composto dal 18% di Cromo e
dall’8% di Nickel. Per quanto largamente
utilizzato in campo marino
nella bulloneria, accessoristica,
assi, elica e sartiame vario. Esso
non è il migliore ma gli si dovrebbe
preferire il tipo 316 che contie-
Il Great Estern realizzata a metà
dell’800 è la prima nave interamente
in acciaio che supera i 200 metri
ne una maggior percentuale di
Nickel, ma soprattutto vede la presenza
del 2% circa di Molibdeno
che aumenta la resistenza alla corrosione.
Oggi esistono e si stanno
affacciando sul mercato ulteriori
e preferibili leghe studiate appositamente
per la nautica come
l’Aquamet 22 e il Nitronic 50, contenenti
molti altri elementi quali
Fosforo, Nitrogeno, Vanadio, Tantalio,
Silicio etc. ma dal costo nettamente
superiore.
L’acciaio in barca pro e contro
Come abbiamo visto il segreto dell’inossidabilità
è dovuto a quella
sottile ed invisibile pellicola di ossido
che si forma per reazione con
l’ossigeno sopra il pezzo. Questo
strato è autorinnovante e si riforma
anche se il pezzo viene limato
o lavorato fintanto che esso è
esposto all’aria. Ma questo è anche
il suo limite, quello che sembrava
il metallo miracoloso, dopo
quasi cento anni dalla sua scoperta
e centinaia di miliardi spesi in ricerche
e perfezionamenti ha dimostrato
di non essere universalmente
applicabile e soprattutto limitatamente
nella nautica. Molti
diportisti hanno avuto modo di
verificare a loro spese questi limiti
senza una spiegazione apparente.
Materiali di bordo
BRONZO NAVALE
Il Bronzo comune è una lega metallica composta di Rame (in proporzioni
superiori al 70%) e Stagno. Si usa tuttavia chiamare bronzo
anche leghe in cui lo stagno è assente e sostituito da altri elementi.
Il bronzo comune è stato ampiamente impiegato nella nautica
per le sue caratteristiche di resistenza alla corrosione atmosferica
e all’abrasione (bronzine). Negli ultimi anni si sono diffusi, per
migliore lavorabilità e basso costo, bronzi con Alluminio o
Manganese per la produzione di eliche, valvole o prese a mare.
MONEL
Il monel è una lega composta per due terzi di Nikel ed un terzo di
Rame. È molto resistente alla corrosione in ambienti marini e alle
alte temperature. È molto costosa se paragonata all’acciaio inox e
viene generalmente impiegata nella produzione di assi per elica,
rivetti e bulloni per fissaggio chiglie.
TITANIO
Metallo eccezionale grazie ad un’insolita combinazione di proprietà,
ha densità e quindi peso inferiore al Ferro, durezza superiore
all’Alluminio, resistenza alla corrosione pari a quella del Platino.
Impiegato in costruzioni aerospaziali, motori e non a caso equipaggiamenti
marini da competizione. Difficilmente lavorabile con macchine
utensili a causa della durezza viene tagliato generalmente
con il laser. Difficilissima e sconsigliata la saldatura.
OTTONE
È la lega più comune a base di Rame per due terzi e Zinco per un
terzo. È amagnetico con una buona conducibilità elettrica e termica.
Puo essere facilmente lucidato ed è resistente a molti acidi ma
più debole verso l’acqua salata.
ALLUMINIO
Metallo che si ricava tramite un procedimento elettrolitico dalla
bauxite. È leggero duttile e malleabile, con ottima conduzione elettrica
e termica. Tende a combinarsi con l’ossigeno formando un
ossido superficiale che serve a proteggerlo dalla corrosione atmosferica.
Utilizzato sottoforma di leghe nella nautica e aeronautica
oltre alla produzione di motori.
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Trucchi sporchi
Come abbiamo visto l’acciaio
inox dovrebbe essere del tutto
o quasi amagnetico. Le normali
calamite in ferrite non
riescono ad attirarlo,
ma esistono le
potenti calamite al
Neodimio, elemento
che ricade nelle
“terre rare”, che seppur
leggermente possono
“agganciarlo”. Tuttavia per
rimuovere o fissare viti in punti
difficili possiamo “incollarle” e
trattenerle sulla punta del cacciavite
con del grasso denso. In
alternativa possiamo fissare
provvisoriamente dadi sull’occhio
di una chiave a stella con
nastro isolante. Per recuperare
dadi e bulloni caduti sotto i
motori o in punti delle sentine
poco accessibili possiamo servirci
dell’apposito strumento
che serve a recuperare oggetti
caduti nei lavandini.
1 Un’arridatoio bloccato dalla corrosione
interna; 2 In acque poco ossiggenate
è possibile che gli assi subiscano
corrosioni nei punti più nascosti; 3
Trefoli delle draglie spezzati per l’ossidazione;
4 Tipiche macchie di ruggine
su accessori esterni; 5 Sotto le
fasce che fermano i serbatoi si può
originare corrossione per mancanza di
ossigeno. In basso: in uno scafo in
legno, viene ripristinata la chiodatura
del fasciame utilizzando chiodi in
ferro zincato anziché acciaio inox
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Ma allora perché continuiamo ad
adoperarlo? Semplice, perché è il
metallo che a conti fatti richiede la
minor manutenzione rispetto ad
altri metalli. In effetti per secoli
prima dell’avvento dell’acciaio si
sono adoperati metalli sulle navi,
ma per mantenerli erano lucidati
quotidianamente, splendidi
esempi li abbiamo sui velieri ancora
naviganti. In pratica una altissima
lucidità superficiale impedisce
l’attecchire di sostanze ossidanti,
ma deve essere costantemente
mantenuta. Il problema
con l’acciaio nasce quando
viene a mancare o non si
rinnova lo strato di ossido
superficiale, vediamo alcuni
casi classici con cui si misura
spesso il diportista.
Arridatoi
Nell’andare a tensionare le draglie
si deve agire sugli arridatoi
che molto spesso troviamo bloccati.
Se osserviamo la parte svitabile
essa risulta quasi sempre inspiega-
bilmente arruginita e corrosa fino
a formare un corpo unico con la
parte centrale. All’interno della filettatura
ha modo di entrare acqua
marina, ma non vi è ricambio
d’aria e quindi lo strato di ossido
non ha modo di riformarsi. La situazione
è spesso aggravata dalla
presenza di coperture in cuoio dala
funzione più estetica che pratica.
Queste infatti impediscono il
necessario passaggio d’aria divenendo
la prima causa del problema.
Le stesse coperture sono da
evitare all’incrocio tra sartie e crocette,
dove oggi sono state relizzate
coperture in plastica rigida
non aderente, che garantisce il
passaggio d’aria.
Serbatoi
Le forature dei serbatoi spesso dipendono
e si verificano in prossimità
delle fasce che li trattengono allo
scafo. Il motivo è sempre la mancanza
d’aria sotto le fasce che spesso
hanno anche strisce in gomma
ancor più “asfissianti” per l’acciaio.
Saldatura
Si ha spesso modo di osservare come
i punti di saldatura di serbatoi,
pulpiti, rollbar, corrimano e
tientibene siano il punto di partenza
per vistose formazioni di
ruggine. Questo si verifica perché
durante la saldatura si sviluppa un
altissimo aumento della temperatura
nella zona interessata e il Cromo
si combina con il carbonio perdendo
la funzione “passivante”,
ossia di rinnovare lo strato protettivo
superficiale. Questa parte viene
anche ad avere una differenza
di potenziale con il metallo circostante
che scatena una reazione
elettrochimica di corrosione.
Viti e bulloni
Dove vi sono viti e bulloni passanti
attraverso strati di legno o annegati
nella resina e dove può penetrare
o ristagnare acqua marina
senza ricambio d’aria, si verifica
la corrosione anche completa di
viti e bulloni. Non a caso il fasciame
delle imbarcazioni in legno
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viene fissato con chiodi in ferro
zincato o rame anziché acciaio
proprio perchè, in assenza di aria,
rimangono inossidabili. Il chiodo
in ferro zincato, apparentemente
poco durevole in ambiente marino,
in realtà grazie alla zincatura è
più durevole dell’acciaio.
Assi per elica e timoni
Questi elementi vengono attaccati
dalla corrosione soprattutto
quando manca un’efficiente ri-
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cambio di acqua ricca di ossigeno
nella zona circostante. L’ossigeno
presente nell’acqua garantisce il
ripristinarsi dello strato di ossido
protettivo sull’asse. Tale effetto
può però venire a mancare all’interno
delle bronzine o nelle boccole
aderenti agli assi. Si sono riscontrati
punti di corrosione sotto
a fili da pesca rimasti avvolti a lungo
sugli assi elica. Quando la barca
viene lasciata a lungo in zone con
acqua estremamente ferma e senza
ricambio, il pericolo di corrosione
aumenta perché negli interstizi
di parti in acciaio ristagna acqua
senza ricambio di ossigeno. In
questo caso sarebbe bene muovere
spesso la barca per favorire uno
scambio con acqua “nuova” e fresca.
Oltre al problema dovuto alla
reale inossidabilità, l’acciaio soffre
di altri inconvenienti dovuti a
stress meccanici che possono creare
microfratture e originare nuovi
punti di corrosione non riscontrabili
a occhio nudo. Essendo un ma-
teriale molto rigido esso non tollera
grandi variazioni dimensionali o
dilatazioni, originando fratture
che non sono prevedibili e si verificano
inprovvisamente. L’unico sistema
per essere al sicuro è quello
di fare radiografie ai pezzi o sostituire
arbitrariamente le parti più
importanti come si fa ad esempio
con il sartiame ogni dieci anni. Se
osserviamo i motori marini possiamo
scoprire che nell’assemblaggio
non sono utilizzate bullonerie
inox, questa non è una leggerezza
del costruttore ma dove occorrono
precise coppie di serraggio con tolleranze
dovute alle dilatazioni termiche
del motore non è assolutamente
consigliato impiegare bulloni
in acciaio inox che essendo
molto rigidi si possono spezzare
sotto sollecitazioni. Se si tenta di
piegare un bullone inox è più facile
che esso si spezzi di netto al
contrario di un bullone in acciaio
comune che può piegarsi e
raddrizzarsi.
6, 7, 10 Tracce di ruggine provenienti
dalla parte “annegata” di perni e bulloni
per mancanza di aria; 8, 9 I punti
di saldatura di serbatoi e tubi possono
essere origine di ossidazione. La
saldatura infatti modifica la composizione
del metallo nella zona interessata
rendendolo ossidabile
La tavola in barca
In inglese l’acciaio inox vie-
ne definito “stainless
steel” ossia “acciaio
senza macchia”. Il primo
impiego di questo
nuovo materiale fu destinato
proprio alla produzione
di posaterie che
all’epoca erano in ferro argentato
o nichelato. Ma le
lame dei coltelli erano facilmente
attaccabili dall’aceto
e dal limone contenenti
acidi (da qui l’utilizzo di apposite
posate per il pesce).
Esse andavano subito
lavate e asciugate per
evitare ruggine e corrosione,
nel caso strofinate
contro l’apposita
pietra al carborundum.
La necessità
di lame inossidabili era
ancora più sentita da pescatori
e marinai che contribuirono
a decretarne il successo non prima
di aver vinto la classica diffidenza
di questi ultraconservativi
ambienti verso le novità.
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