L’ossidazione dei metalli è il processo mediante il quale i metalli reagiscono con l’ossigeno o altre sostanze chimiche per formare dei composti noti come ossidi metallici. Questa reazione è spesso chiamata “corrosione” quando avviene in presenza di umidità o acqua.
L’ossidazione dei metalli e la corrosione, così come altri fenomeni di degradazione dei materiali, sono importantissimi da conoscere se si vuole avere un’idea d’insieme di come funziona la costruzione di gallerie stradali, e l’edilizia stradale in generale.
Processo chimico sottostante all’ossidazione dei metalli
Nel momento in cui un metallo viene esposto all’ossigeno atmosferico, si verifica una reazione chimica in cui gli atomi di metallo perdono elettroni per diventare ioni metallici positivi (cationi). Questi ioni reagiscono con gli ioni ossigeno (O2-) per formare ossidi metallici. Ad esempio, l’ossidazione del ferro può essere rappresentata dalla seguente equazione:
2 Fe(s) + O2(g) → 2 FeO(s)
In questa reazione, il ferro (Fe) si ossida per formare l’ossido ferroso (FeO).
Durante il processo di ossidazione, gli atomi di metallo perdono elettroni, che possono essere usati in altre reazioni. L’equazione chimica bilanciata tiene conto della perdita di elettroni, come vediamo dall’esempio precedente.
In alcune situazioni, l’ossidazione può essere inibita o rallentata dalla formazione di uno strato protettivo sull’interfaccia del metallo. Si potrebbe usare un ossido metallico, che protegge da varie sostanze corrosive. Ad esempio, l’acciaio inossidabile contiene cromo, che si ossida superficialmente dando origine a uno strato di ossido di cromo (Cr2O3).
Corrosione e ossidazione nell’edilizia stradale
Come è noto, la corrosione e l’ossidazione, se non prevenute e non gestite, tendono a causare danni e indebolimenti strutturali – oltre che spesso evidenti inestetismi, ad esempio se parliamo di rivestimenti e finiture di luoghi destinati al pubblico.
Come contrastare l’ossidazione: metodi generali usati in edilizia stradale
Non dimentichiamo che in edilizia bisogna tener conto degli agenti atmosferici. Quindi, in primis si tende ad optare, dove ce ne sia la fattibilità, per metalli resistenti all’ossidazione o per materiali non-metallici. Poi, come già accennato, si può optare per l’applicazione di rivestimenti protettivi.
Ma non bisogna dimenticare l’importanza cardine di una progettazione intelligente, che molto spesso è anche in grado di favorire una maggiore sostenibilità delle strutture.
Un esempio pratico lo possiamo trarre proprio dai sistemi di drenaggio, che sanno evitare il ristagno di acqua e l’accumulo di umidità, riducendo così il rischio di corrosione.
In generale, è importante limitare i fenomeni di corrosione riducendo o controllando l’ingresso dell’umidità, ad esempio tramite sigillanti o isolanti che impediscono infiltrazioni.
In alcune situazioni, l’uso di isolamenti adeguati tra materiali diversi può prevenire la corrosione galvanica, un tipo di ossidazione che si verifica quando due metalli diversi sono in contatto in presenza di umidità.
