SETTEMBRE 2012 

Ho notato, parlando sulle banchine delle darsene e soprattutto all’ interno dei circoli nautici,
che molti non hanno chiara né la funzione né il posizionamento degli zinchi, pertanto ho pensato di parlarne questo mese.

GLI ZINCHI

Io sono parecchio ignorante di molto, ma mi accontento abbastanza di quello che so.
E’ come se uno mi chiedesse di parlare dei neutrini e del loro ipotetico superamento della velocità della luce (argomenti per i quali vi rimando all’ ex ministro Gelmini e ai suoi “fantomatici tunnel”) piuttosto che della somma dei vettori; mentre infatti vivo e navigo benissimo ugualmente ignorando i primi, non saprei come spiegarmi la navigazione di bolina ignorando la seconda (intesa naturalmente come somma di vettori e non come ex ministro Gelmini) !
Ciò significa, appunto, accontentarsi di ciò che si sa.
Pertanto nel parlare degli zinchi per me sarà sufficiente sapere le poche cose fondamentali che vi dirò senza preoccuparmi dei potenziali di estrazione e delle velocità e orbite degli elettroni, sempre che di “orbite” e non di “nubi elettroniche” si possa parlare. 

Premesso ciò, saprete certamente che ogni elemento chimico è caratterizzato da un certo numero di protoni, che sono le mini-masse caricate positivamente che se ne stanno nel nucleo dell’ atomo. 
Il numero degli elettroni, che sono caricati negativamente e sono molto più “leggeri”, stanno all’ esterno del nucleo e possono invece variare di numero.
Prendiamo per esempio un atomo di rame (Cu) che ha 29 protoni: in condizioni normali gli elettroni sono tanti quanti i protoni (e quindi l’ atomo è elettricamente neutro); se invece riesco a togliere un elettrone, l’ atomo prende il nome di ione e risulta caricato positivamente (avendo perso una carica negativa non vedo come possa essere diversamente) ma pur sempre rame resta perchè è il numero di protoni che “battezza” l’ elemento chimico.
Insomma se da una sbarra di rame io tolgo elettroni, questa si caricherà positivamente ma resterà sempre la stessa sbarra di rame.
Orbene, le parti metalliche immerse di una barca (che per non complicarci la vita immaginiamo costruita in vetroresina) sono i passascafi delle prese a mare, gli assi delle eliche, le eliche, le cerniere del timone se ci sono (agugliotti o femminelle) e le pinne di deriva e le zavorre (nel caso di barche a vela).

  

In genere i passascafi sono in bronzo, gli assi in acciao inox, le eliche in ottone, le pinne in ghisa o piombo. Già qui si capisce bene che si  tratta di un bel minestrone di metalli tutti immersi in acqua salata !

DIGRESSIONE OSCURATRICE CHE POI DIVENTERA’ ILLUMINANTE (Spero)
Il bronzo (bronzo marino) è una lega composta dal 92% di rame (Cu), il 7% di Stagno (Sn) e lo 0,3% di piombo (Pb).
L’ acciaio inox è una lega di moltissimi metalli (ferro, carbonio, cromo, nichel, manganese in percentuali molto variabili tra loro).
L’ ottone è una lega composta da 66% di rame (Cu), 29% di zinco (Zn), 0.12% di piombo (Pb), 0.21% di stagno (Sn), 0.12% di ferro (Fe), 3.5% di nichel (Ni) e un po’ di alluminio (Al) e di manganese (Mn).
La ghisa è una lega con molto più carbonio rispetto all’ acciaio, con silice, manganese, fosforo e zolfo. 
FINE DELLA DIGRESSIONE OSCURATRICE CHE POI DIVENTERA’ ILLUMINANTE (Spero)

Ebbene, cosa c’ entrano gli elettroni e i protoni con questo minestrone di metalli a bagno in acqua salata ?
Quando uniamo insieme due metalli diversi, uno tende a cedere all’ altro spontaneamente alcuni elettroni, mentre l’ altro tende a riceverli per equilibri diversi di forze tra le varie orbite elettroniche (ragioni che solo il buon Dio ha creato): ovviamente le due estremità opposte dei metalli collegati (cioè quelle libere) assumeranno una carica elettrica e prenderanno quindi il nome di polo + e polo – ; questa tuttavia non è una vera e propria pila perché così non è ancora in grado di produrre una corrente elettrica (sfruttabile per esempio per accendere una lampadina); se però le due estremità libere dei metalli sono a bagno in una soluzione di acqua e sale (che è conduttrice), ecco che si instaura all’ interno della massa liquida una corrente elettrica e il circuito si chiude attraverso l’ acqua.
E’ quel che si dice una vera e propria pila, come illustrato dalla figura seguente, dove lungo il filo di collegamento tra i due metalli (piastra grigia e piastra rossa) corrono gli elettroni, mentre all’ interno della soluzione si spostano (in controcorrente) gli ioni positivi.

Nel caso della nostra barca, per esempio, un asse di acciaio inox è attaccato a un’ elica di ottone ed entrambi si trovano a bagno in acqua salata: ecco costituito un bel circuito elettrico.

Tutto questo palinsesto (per dirla con linguaggio televisivo) è molto bello, ma nasconde (e mica tanto) un problema: la corrente elettrica tra i due metalli è data dallo spostamento di elettroni (negativi) e fin qui niente male, ma la corrente elettrica attraverso l’ acqua salata è data dalla migrazione di ioni (positivi) che praticamente sono atomi con qualche elettrone in meno…
Ciò è male, molto male, perché significa che alcuni atomi se ne sono andati da uno dei due metalli e si sono messi a migrare, appunto, all’ interno della soluzione: togliere atomi da un metallo significa corroderlo e togliere atomi per esempio da un asse inox vuol dire demolirlo a poco a poco.
Vale al pena allora di accoppiare all’ asse e all’ elica un altro metallo che tendenzialmente ceda più spontaneamente elettroni nello stare a contatto con gli altri così sarebbe questo, e non più l’ asse dell’ elica, a rilasciare ioni positivi nell’ acqua di mare per pareggiare i conti con le cariche elettriche.
Questo è proprio quel che fa lo zinco.
Ora vi invito a dare con me un’ occhiata alla seguente tabella dei potenziali di Ossido-Riduzione dei metalli; non lasciatevi impressionare dalla denominazione: è solo l’ ordine con il quale i metalli tendono spontaneamente a rilasciare elettroni (o viceversa ad assorbirli).

Per esempio, volete avere una barca con parti metalliche che non si corroderanno mai ?
Fatele in oro (Au) !
Oppure volete andare a fondo dopo nemmeno un mese ?
Fatele in Magnesio (Mg) !
Restando con i piedi per terra, ora vi apparirà più comprensibile la digressione di cui sopra.
Lo Zn infatti nella tabella risulta più generoso nel cedere elettroni rispetto a Fe, Cu, Pb, Ni (che sono i metalli costituenti assi, eliche, zavorre come ci ha detto poco fa la digressione illuminante) e quindi più propenso a cedere atomi (ioni positivi) in acqua di mare.
Ecco quindi che lo zinco si corroderà preservando le altre parti metalliche immerse della nostra barca, pertanto esso non deve essere verniciato con l’ anti-fouling.
Per inciso pubblico una foto di una barca dotata di elica in alluminio…

...Andiamo a vedere dove è posizionato l’ Al nella tabella dei potenziali di Ossido-Riduzione dei metalli ! Credo che ora capiremo molto di più.

C’ è ancora un'altra faccenda che riguarda gli zinchi.
All’ interno del motore della nostra barca circola come sappiamo acqua salata che serve per il suo raffreddamento (del motore, non dell’ acqua).
Le parti che compongono il motore e il collettore di scarico, che convoglia sia i fumi dopo la combustione sia l’ acqua di raffreddamento, sono metalliche e fatte di metalli diversi.
In genere i collettori sono di ghisa, perché vengono fusi nello stampo.
Ciò significa che anche all’ interno del nostro motore esiste la migrazione di elettroni e di ioni positivi di cui sopra; l’ ho sperimentato a mie spese nel vecchio motore Bukh con cui era equipaggiato il Polaris 33.
Infatti dopo qualche anno si è forato il collettore di scarico, che era fatto di ghisa appunto, così da scaricare l’ acqua di raffreddamento aspirata dalla girante non all’ esterno della barca ma al suo interno: notevole esperienza !
A suo tempo cercai di saldare il foro, ma sulla ghisa è pressoché impossibile fare una riparazione che duri; pertanto non mi restò altro che far rifare il collettore, stavolta in acciaio inox.
Tutto ciò per dire che all’ interno dei nostri motori esistono in alcuni punti degli zinchi che, ovviamente, vanno periodicamente sostituiti.
Nelle foto seguenti si vede bene uno dei due zinchi di cui è dotato il motore della mia attuale barca: tra la prima e la seconda fase sono passate circa 5 stagioni.

 

Ora immaginiamo che voi lettori siate in 100 (grazie al cielo siete di più , ma non importa) e che io vi chieda: “Quanti di voi sostituiscono gli zinchi dello scafo ?”
Senza dubbio 97 di voi alzerebbero la mano in senso affermativo e magari solo due o tre risponderebbero che per questo si affidano al meccanico del cantiere che cura la manutenzione della loro barca.
Ma se vi chiedessi “Quanti tra voi sostituiscono anche gli zinchi del motore ?”
Probabilmente alzereste la mano in 2 o 3.
A buon intenditor, poche parole. 

Ah, dimenticavo.
Sulle barche può capitare (e capita) che lo zinco messo a protezione dell’ asse dell’ elica sia piuttosto lontano dai passascafi di alcune prese a mare, per esempio quelle sistemate nei pressi della prua.
Vi ricordo che i passascafi (quelli seri) in genere sono in bronzo, mentre le valvole interne hanno il corpo in ottone cromato, la valvola interna a sfera in acciaio inox e la manetta di comando in alluminio.
Adesso misuriamo la vostra attenzione : avete già capito quel che può succedere ?
Se per qualche motivo dal passascafo viene rilasciato qualche ione positivo nell’ acqua di mare (mettiamo perché stiamo parlando della presa a mare del cesso di prua che è lontana dallo zinco sistemato accanto all’ elica a poppa), tra tutti questi metalli accoppiati quale sarà quello che verrà demolito ?

Ma certo, sarà l’ alluminio della leva di comando che infatti farà la funzione di “campanello di allarme” e - restandoci miseramente in mano quasi polverizzata – è come se ci dicesse :