Approfondimenti

Nel panorama industriale moderno, la scelta della corretta mescola elastomerica non è solo una questione di performance, ma di sicurezza ambientale e conformità legale. Settori come l'Oil & Gas e la distribuzione di acqua potabile operano in condizioni diametralmente opposte, richiedendo formulazioni chimiche specifiche.

Scopri le mescole per oil, gas e acqua potabile

Nel settore Oil&Gas, gli elastomeri devono sopravvivere a condizioni sotterranee o sottomarine dove la pressione è elevatissima e i fluidi sono chimicamente aggressivi.                                                                                                                                                                                    In particolar modo, in questo settore ci sono due sfide principali: la RGD (Rapid Gas Decompression), dove si verifica un calo improvviso della pressione e il gas intrappolato nella gomma può espandersi violentemente, causando crepe o "esplosioni" interne del componente; o un’aggressione chimica, in cui c’è un contatto costante con idrocarburi, acido solfidrico e fluidi di perforazione.                                             

I polimeri di riferimento in questo settore sono: FKM (Viton™), che presenta eccellente resistenza al calore e agli agenti chimici; HNBR (Nitrile Idrogenato), che è ideale per componenti dinamici che richiedono alta resistenza all'abrasione e alle temperature elevate. Oppure FFKM (Perfluoroelastomero), che sarebbe la mescola "top di gamma" per resistenza chimica universale, quasi paragonabile al PTFE ma con l'elasticità della gomma.

Nel settore dell’acqua potabile, invece, la priorità si sposta dalla resistenza agli idrocarburi alla salubrità. In questo settore, quindi, la mescola non deve rilasciare sostanze tossiche e non deve favorire la crescita batterica.

In questi settori, ci sono requisiti normativi che ogni paese applica, e presentano standard rigorosi che le mescole devono superare per essere certificate: nel Regno Unito sono regolamentati dalla WRAS, negli USA NSF/ANSI 61, in Italia DM 174/2004, in Germania UBA. 
I Polimeri di riferimento in questi settori sono: EPDM (Etilene-Propilene), che è il materiale d'elezione e offre un'ottima resistenza all'invecchiamento, all'ozono e ai processi di clorazione dell'acqua. Un’altra mescola utilizzata è NBR (Nitrile), utilizzato in varianti specifiche (e certificate) dove è richiesta una certa resistenza a tracce di oli o grassi alimentari. Il silicone (VMQ), che viene scelto per applicazioni ad alta temperatura o dove è richiesta un'inerzia chimica superiore.
Oltre a considerare il polimero base, bisogna pensare anche agli additivi. Per l'acqua potabile, si usano sistemi di vulcanizzazione al perossido (più puliti dello zolfo) per evitare odori e sapori sgradevoli.                                                                                                                                        Per l'Oil & Gas, si caricano le mescole con neri di carbonio specifici per aumentare la durezza e la resistenza meccanica sotto pressione.

Per validare le mescole, in laboratorio, bisogna verifica la sua "elasticità", e prevedere altri test da effettuare per simulare decenni di servizio. Per il settore Oil & Gas le norme di riferimento sono NORSOK M-710/ISO 23936 che stabiliscono test che studino i limiti fisici della mescola per prevenire catastrofi ambientali o guasti meccanici in alto mare.                                                                                                                        I test specifici per questo settore sono due: RGD (Rapid Gas Decompression) e Invecchiamento in Gas Acido. 
Il test RGD è quello più critico per gli O-ring. Il provino viene posto in un'autoclave con una miscela di gas ad altissima pressione e ad alta temperatura. Dopo che il gas è penetrato nella gomma, la pressione viene abbassata istantaneamente. Quindi, alla fine viene analizzato l’O-ring al microscopio e si assegna un punteggio da 0 (nessun danno) a 5 (distruzione interna). Solo i punteggi 0-3 sono generalmente accettati.
Nei test dell’invecchiamento in gas acido, si usa l'idrogeno solforato, che è una sostanza letale e altamente corrosiva. Le mescole vengono immerse in un "cocktail" chimico aggressivo per periodi fino a 35 giorni a temperature elevate. Con questo test Si verifica la variazione di durezza, il gonfiamento (volume swell) e la perdita di proprietà meccaniche (carico di rottura). Se la gomma indurisce troppo, diventa fragile e si rompe.

Per il settore dell’acqua potabile (DM 174 / NSF 61 / WRAS), invece il laboratorio testa la resistenza meccanica e analizza cosa la gomma "rilascia" nell'acqua. Si esegue un’analisi organolettica (Odore e Sapore), in cui il materiale viene lasciato a contatto con l'acqua per giorni; l'acqua viene poi analizzata da un panel di esperti per verificare che non ci siano alterazioni nel gusto o nell'odore. Con il test di migrazione e il TOC (Total Organic Carbon), si misura la quantità di carbonio organico totale e la quantità di metalli pesanti (come Piombo o Zinco) che migrano dalla gomma all'acqua. Infine, con il test di crescita microbiologica si va a verificare che la gomma non favorisca la crescita di biofilm o la proliferazione di microrganismi sulla sua superficie.

Appare chiaro che, quindi, non esiste una "gomma universale", ma è importante capire le esigenze e analizzare i fluidi di contatto e delle normative vigenti. Un errore nella scelta della mescola può portare a costosi fermi impianto o, peggio, a rischi per la salute pubblica.