Nuovi studi hanno dimostrato che le gocce di pioggia possono accumulare cariche elettriche capaci di rovinare la vernice e velocizzare il processo di corrosione
Cercare di mantenere un’auto in salute non significa soltanto sottoporla a tagliandi e manutenzione regolare. Significa anche proteggerla con vernici di qualità, coperture protettive e lavaggi frequenti.
Uno studio apparso su Nature, però, cambia le carte in tavola. Tra le possibili minacce per la vernice della macchina ci sarebbero le gocce di pioggia, e non soltanto per il sale disciolto o l’acidità che trasportano, bensì per la loro capacità di accumulare cariche elettriche.
Ecco la scoperta della ricerca condotta da un team del Max Planck Institute of Polymer Research di Magonza, guidato da Hans-Jürgen Butt, in collaborazione con l’Università di Bonn, la South China University of Technology, il MIT e l’Università Johannes Gutenberg di Magonza.
Il pericolo elettrico delle goccioline d’acqua
Fino a oggi si riteneva che la pioggia rovinasse la protezione dell’auto per due motivi: l’usura meccanica provocata dall’impatto delle gocce sulla carrozzeria e il degrado chimico causato da sali, acidi e altre sostanze disciolte nell’acqua, che favoriscono l’ossidazione del metallo sottostante.
Le vernici e le pellicole polimeriche sono progettate appositamente per far fronte a questi fattori.
Il team di ricercatori a guida tedesca, però, ha individuato un’altra minaccia: l’elettricità.
Lo studio ha svelato che quando le gocce scivolano su materiali isolanti tendono a elettrizzarsi spontaneamente. Si tratta del fenomeno denominato elettrificazione a slittamento: le gocce accumulano carica scivolando su superfici isolanti, come una foglia o una parete, e la scaricano quando colpiscono il metallo rivestito. È lo stesso principio che genera l’elettricità statica quando si sfrega un palloncino sui capelli.
Per dimostrare il fenomeno, gli scienziati hanno fatto cadere gocce d’acqua salata su lastre di rame rivestite di teflon, con una pellicola spessa appena 60 nanometri.
Dopo 3.000 impatti il teflon mostrava fori di pochi nanometri e il rame sottostante appariva butterato. Le gocce che non provocavano alcun danno sono risultate quelle elettricamente neutre, cioè quelle lasciate cadere direttamente sul rivestimento senza scivolare prima.
La spiegazione fornita dai ricercatori è che il campo elettrico generato dalle gocce sia abbastanza potente da causare la rottura dielettrica: un piccolo arco elettrico che danneggia lo strato protettivo, aprendo la strada alle reazioni elettrochimiche che attaccano il metallo sottostante.
Secondo gli autori, questo meccanismo potrebbe contribuire a spiegare perché alcune grandi strutture metalliche, come la Torre Eiffel, si degradino più rapidamente del previsto nonostante la manutenzione regolare e le riverniciature periodiche.
Una nuova sfida per l’automotive
La scoperta del team di ricerca a guida tedesca pone una sfida al settore dell’automotive: creare vernici in grado di sopportare non soltanto raggi UV, urti e inquinamento, ma anche un fenomeno elettrico finora invisibile.
Hans-Jürgen Butt, a capo dello studio, ha però tranquillizzato tutti: i rivestimenti commerciali di auto e navi sono molto più spessi di quello usato nei test, quindi le gocce cariche non rappresentano un pericolo immediato per i veicoli moderni.
I produttori e gli ideatori dei rivestimenti protettivi, però, potrebbero avere davanti un nuovo compito: realizzare vernici con rigidità dielettrica integrata, capaci di resistere alle microscariche elettriche e non soltanto all’usura meccanica e agli agenti chimici.
