Speciale osmosi, parte 1: Cos'è l'osmosi nelle barche a vela e come si verifica?

Potete leggere questo articolo nello speciale sull'osmosi:

• Parte 1: Lo sviluppo dell'osmosi
• Parte 2: Riconoscere l'osmosi in modo affidabile
• Parte 3: Bonifica con osmosi fai da te
• Parte 4: Risanamento dell'osmosi da parte di un professionista
• Parte 5: Profilassi professionale dell'osmosi

Il materiale di costruzione di una nave in PRFV è la cosiddetta plastica rinforzata con fibre di vetro (PRFV). Si tratta di fibre di vetro incollate tra loro con una resina. Le fibre di vetro possono essere fili di vetro compressi in modo lasco (mat di vetro) o fibre intrecciate simili ai tessuti (scrim, tessuto, roving). La resina lega le fibre tra loro, come un adesivo. Senza fibre, la resina sarebbe solo una plastica fragile che si romperebbe rapidamente. Da qui il termine plastica rinforzata con fibre di vetro. La resina è solitamente un adesivo che viene miscelato da due componenti: la resina e l'indurente. Può trattarsi di resina poliestere o epossidica. La resina poliestere è solitamente utilizzata nella costruzione di imbarcazioni per ragioni di costo. Tuttavia, è anche più soggetta all'osmosi rispetto alla resina epossidica.

• Per saperne di più sull'uso delle resine epossidiche, consultare l'ampia guida alle resine epossidiche.

Le fasi di sviluppo dell'osmosi

Lo strato esterno di uno yacht visibile all'osservatore è il gelcoat. È costituito da una resina, solitamente poliestere, che viene riempita con pigmenti colorati e forma una superficie liscia e colorata. A causa della sua elevata densità, il gelcoat ha lo scopo di proteggere il laminato sottostante dall'umidità.

L'umidità si diffonde nel laminato

Tuttavia, nessun tessuto è impermeabile al vapore acqueo. Questo vale anche per le resine poliestere. Indipendentemente dal fatto che siano miscelate come gelcoat o resina di laminazione, non sono né impermeabili al 100% all'acqua né permanentemente resistenti all'acqua. Le resine ortoftaliche utilizzate agli albori della costruzione di imbarcazioni in PRFV sono particolarmente sensibili. Tuttavia, anche i composti di acido isoftalico più tardivi ne sono affetti. Oggi si utilizza solitamente la resina vinilestere, che può ritardare notevolmente l'osmosi.

Nel corso del tempo in acqua, il vapore acqueo, o semplicemente l'umidità, penetra attraverso il gelcoat per diffusione. Si tratta di un processo del tutto normale per qualsiasi imbarcazione. Se e in quale misura si verifica il danno dipende dalle resine e dalle fibre di rinforzo utilizzate dal cantiere. Le resine particolarmente resistenti all'idrolisi ritardano il processo. Altrettanto importante è l'accurata fabbricazione del laminato, che dipende dalla cura con cui i costruttori hanno lavorato i materiali. La regola generale è: meno sacche d'aria ci sono, meglio è.

L'idrolisi decompone la resina

Perché una volta attraversato il gelcoat, l'umidità si raccoglie nei pori e nelle cavità causate dalla costruzione. Non intacca le fibre di vetro, ma la resina è il punto dolente del sistema. L'acqua reagisce con la resina, soprattutto con i residui di polimerizzazione del poliestere non reagito, e la decompone. Questo processo è chiamato idrolisi. Come prodotto di reazione si formano acidi. Questi decompongono ulteriormente la resina e innescano l'osmosi.

Inizia l'osmosi

L'acido prodotto dall'idrolisi ha una densità superiore a quella dell'acqua in cui galleggia la barca. La differenza di densità tra l'acqua e l'acido innesca il processo di osmosi noto in natura: il gradiente di densità attira l'acqua nel laminato per equiparare la densità dell'acido nella bolla di osmosi con l'acqua in cui galleggia la barca. Il gelcoat agisce come una membrana. Il fluido di osmosi cerca di diluirsi e quindi attira l'acqua nello scafo.

In acqua dolce, i gradienti di concentrazione tra l'ambiente e il laminato necessari per l'osmosi si verificano più facilmente, accelerando l'idrolisi. A causa della maggiore densità dell'acqua salata, il gradiente di concentrazione verso l'acido nel laminato non è così elevato come nell'acqua dolce.

Si formano bolle di osmosi

Con il tempo, sempre più acqua si diffonde nello scafo, soprattutto nelle cavità dove si raccoglie. L'acqua che penetra scioglie la resina di laminazione e insieme forma l'acido. L'acido vuole uniformarsi all'acqua in cui galleggia l'imbarcazione e attira altra acqua nello scafo per diluirla. La pressione in queste bolle aumenta notevolmente, al punto che il gelcoat si gonfia verso l'esterno. Si formano bolle visibili.

La formazione di bolle sul gelcoat è un segno sicuro che la nave è affetta da osmosi. Solo ora il danno da osmosi è riconoscibile.

Come descritto in precedenza, le fibre di vetro sono tenute insieme dalla resina poliestere. Se il processo di decomposizione della resina continua in modo permanente, il robusto laminato in vetroresina si trasforma in fibre di vetro senza coesione: l'imbarcazione diventa prima instabile e poi si disintegra letteralmente.

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• Parte 1: Lo sviluppo dell'osmosi
• Parte 2: Riconoscere l'osmosi in modo affidabile
• Parte 3: Bonifica con osmosi fai da te
• Parte 4: Risanamento dell'osmosi da parte di un professionista
• Parte 5: Profilassi professionale dell'osmosi