CAPITOLO 5. SERBATOI METALLICI

capitolo 5 SERBATOI METALLICI Metalli impiegati Marco Frigo leghe, inox, austenitico, duplex, AISI KEYWORDS L’impiego di materiali metallici a contatto con il vino risale all’antichità, quando era già ben nota la predisposizione di oro e argento al contenimento dei liquidi. Al momento, tra le diverse leghe adatte alla costruzione di serbatoi, l’acciaio inossidabile offre il miglior compromesso tra efficienza tecnica e costi. Alluminio Risale al 1892 la costruzione, in Svizzera, della prima botte in lega leggera di alluminio e, già l’anno seguente, questa novità veniva sperimentata in Italia da Carpené. Il limite ad una maggiore diffusione era, in passato, essenzialmente il costo, più recentemente la concorrenza dell’acciaio inox . (A) Acciaio al carbonio una lega sempre meno utilizzata per i serbatoi e le macchine enologiche in genere, perché tutti i manufatti di questo materiale necessitano di rivestimenti esterni e, a maggior ragione, per le superfici a contatto con il liquido, con costi che spesso vanno a limitarne la convenienza . è (B, C , D ) (A) - La botte definita “di alluminio” era in realtà una lega nota come Anticorodal (silicio 1%, magnesio 0,7%, manganese 0,65% e il rimanente in alluminio). Tale contenitore (di capacità variabile, più frequentemente 6-8 hL) ha avuto una discreta diffusione in Germania, Svizzera, Alsazia, Valtellina con sconfinamenti nelle zone limitrofe, sia come normale serbatoio di cantina, sia per i trasporti - La protezione esterna ed interna dei contenitori di acciaio carbonioso implica costi di materiali e soprattutto di manodopera non indifferenti, nonché l’esigenza di periodiche manutenzioni che possono comportare anche il totale rifacimento. Ne conseguono spese globali crescenti, che limitano la convenienza della lega ferro-carbonio nei confronti dell’acciaio inossidabile (B, C) Acciaio Cor-Ten Si tratta di un particolare acciaio carbonioso dotato di resistenza meccanica leggermente superiore a quella degli acciai normali e con la caratteristica di formare un ossido (ruggine) particolarmente stabile e duraturo nel tempo (otto volte superiore) per cui è possibile evitare le pitturazioni esterne, ad esempio per i serbatoi. Ovviamente questi dovranno essere protetti nella parte interna a contatto con gli alimenti con apposite resine epossidiche. Il Cor-ten trova conveniente impiego soprattutto in altre strutture di cantina (supporti di serbatoi, pilastri o altri sostegni), ma non è sempre gradito per il risultato estetico. Titanio Si tratta di un metallo eccezionalmente resistente alla corrosione ed agli aggressivi chimici (anche all’anidride solforosa), quindi adatto al contatto con il vino. Rimane il problema dei costi ancora troppo elevati per il settore enologico. Acciai inossidabili La definizione classica è data dalle norme EN 10088: lega ferrosa contenente almeno il 10,5% di cromo. Gli acciai hanno la caratteristica di formare un ossido superficiale esteticamente piacevole ed estremamente resistente agli aggressivi chimici di diversa natura. Gli elementi caratteristici che compongono tale lega sono ferro, cromo e carbonio, ai quali l’ulteriore aggiunta di nichel, molibdeno, silicio e titanio ne migliora la resistenza in ambienti particolarmente aggressivi . Gli acciai inossidabili si distinguono essenzialmente in quattro gruppi: martensitici, ferritici, austenitici e austeno-ferritici dei quali solo gli ultimi tre presentano una reale importanza in campo alimentare . (E) (F) : contengono dal 12 al 30% di cromo e meno dello 0,12% di carbonio. Sono ferromagnetici, ma non induribili per tempra. Si prestano abbastanza bene alle deformazioni sia a caldo che a freddo. Ferritici : contengono cromo (16-26%), nichel (6-22%), in alcuni casi il 2-3% di molibdeno e meno dello 0,1% di carbonio. Non sono ferromagnetici (ferro “gamma”) e presentano una plasticità (allungamento a rottura) nettamente superiore al precedente, caratteristica che agevola le deformazioni a freddo (es. stampaggio delle piastre degli scambiatori, imbutitura e baulatura dei fondi bombati dei serbatoi, ecc.), a seguito delle quali i metalli incrudiscono, aumentando sensibilmente le loro proprietà meccaniche. Sono facilmente lavorabili e saldabili. Rispetto ai martensitici ed ai ferritici presentano un coefficiente di conducibilità termica inferiore ed un coefficiente di dilatazione termica nettamente più elevato. Finora sono stati gli unici in grado di soddisfare le esigenze di inerzia chimica nei confronti dei costituenti del vino (alcol, acidi) e della SO , trovando larghissimo impiego nel campo enologico. Austenitici 2 : costituiti dal 50% di austenite e 50% di ferrite sono noti da oltre 40 anni nell’industria navale e petrolchimica, ma solo recentemente si stanno diffondendo nell’industria del processo alimentare. Attualmente si stanno sperimentando nella costruzione dei serbatoi perché presentano la medesima inerzia chimica degli austenitici, accompagnata però da una maggior resistenza meccanica e alle rotture per tensocorrosione. Inoltre offrono un maggior grado di passivazione per il più alto tenore di cromo (e la presenza di molibdeno) e quindi miglior resistenza alla corrosione puntiforme (pitting) rispetto agli acciai 18-8 . Austeno-ferritici ( Duplex) (G) (E) - Differenti tipologie di acciaio (F) - Composizione e caratteristiche fisico-meccaniche di alcuni acciai inossidabili a sigla EN e ASTM (American Society for Testing and Materials) riferita all’Ente americano che ha proposto questa classificazione Designazione EN 1.4301 1.407 1.404 1.4404 1.4162 1.4362 Designazione ASTM 304 304 L 316 316 L S32101 S32304 Struttura aust. aust. aust. aust. aust/ferr aust/ferr Composizione chimica % Carbonio max 0,08 0,03 0,06 0,03 0,03 0,02 Cromo 18-20 18-20 16-18 16-18 21 23 Nichel 8-10 8-12 10-14 11-14 1,5 4,8 Molibdeno - - 2-3 2-3 0,3 0,3 Manganese max 2 2 2 2 5 - Fosforo max 0,045 0,04 0,045 0,045 - - Zolfo max 0,030 0,030 0,030 0,030 - - Silicio max 1 1 1 1 - - Carico di rottura kg/mm 2 55-70 50-70 55-70 53-68 71-81 68-76 Carico snervamento kg/mm 2 20 18 21 20 58 53 Allungamento min. % 45 45 40 40 35 35 Coeff. conducibilità termica cal/cm °C s 0,038 0,038 0,038 0,038 0,036 0,036 Lavorabilità ottima ottima buona buona buona buona I modelli EN 1.4162 e EN 1.4362, rappresentano gli acciai Duplex più utilizzati nel settore alimentare. Ad essi non corrisponde una specifica sigla AISI (G) - Le caratteristiche di resistenza meccanica del Duplex consentono di ridurre lo spessore della lamiera fi no al 30% in meno rispetto agli acciai austenitici. Ciò si traduce in un risparmio in peso e materiale, con evidenti minori costi di trasporto e materia prima. Nella foto sotto si notano a sinistra il timbro dell’ispettore e, a seguire, la denominazione dell’acciaio (2304), la colata (403726), il lotto di produzione (004) e lo spessore nominale della barriera (10) (Outokumpu)