Perché la vernice trasparente viene testata in Florida?

Per rispondere a questa domanda, vale la pena ricordare una storia del passato. All'inizio del boom automobilistico, Miami era un centro di trasbordo e distribuzione di automobili per tutti gli Stati Uniti. Spesso le auto trascorrevano mesi nel parcheggio, in attesa di essere caricate sulle navi. Si notò allora che alcune di esse presentavano segni di corrosione che si manifestavano in breve tempo. Studiando questi casi, si è notato che le particolari condizioni climatiche comuni a questa parte del mondo accelerano l'invecchiamento dei rivestimenti laccati. Per questo motivo, si pensò di iniziare a testare i rivestimenti per automobili proprio in questa regione. .

Questi tempi sono ormai lontani e le norme di qualità relative alla resistenza delle vernici trasparenti alle condizioni atmosferiche sono state rafforzate; inoltre sono stati ideati molti nuovi test che aiutano a valutare l'influenza delle condizioni esterne sulla vernice nel tempo. Tuttavia, la scelta migliore resta quella di testare le vernici trasparenti in condizioni il più possibile naturali.

Le principali condizioni atmosferiche che possono causare il degrado del materiale sono: sole, alte temperature e umidità. La regione più importante in cui vengono effettuati i test sul clima naturale subtropicale è la Florida meridionale. È caratterizzata da un clima piuttosto estremo e dalla vicinanza all'oceano, che consente di valutare al meglio la durabilità dei materiali testati. L'alta temperatura e l'elevato livello medio di umidità durante l'anno sono condizioni impegnative per qualsiasi rivestimento laccato.

In confronto, in Polonia le precipitazioni medie sono tre volte inferiori a quelle della Florida, e un anno di effetti del sole sulla costa sudorientale dell'America può essere paragonato a qualche anno di invecchiamento nel nostro Paese.

 

Un anno di effetti del sole in Florida può essere paragonato a qualche anno di invecchiamento in aree con condizioni atmosferiche moderate.

 

L'esposizione al clima subtropicale della Florida meridionale è stata condotta per la prima volta nel 1920. Fu avviata a causa dei crescenti timori dei rappresentanti dell'industria automobilistica, che volevano ottenere una garanzia della qualità e della durata dei loro prodotti.

Che cosa è più dannoso – l'umidità o la temperatura?.

Le tre principali condizioni atmosferiche che influiscono sulla vernice trasparente sono le radiazioni solari, gli sbalzi di temperatura e l'umidità. Sono responsabili di reazioni indesiderate dei materiali che spesso causano danni inutili e prematuri ai prodotti.

Non è possibile determinare quali fattori abbiano il maggiore effetto sulla corrosione del materiale, poiché vari tipi di radiazione solare e varie fasi di umidità e temperatura hanno un effetto sul materiale esposto. Questi fattori, in combinazione con effetti secondari come l'inquinamento atmosferico, i fenomeni biologici o la presenza di sale, possono provocare danni permanenti al trasparente. 

Le radiazioni solari che raggiungono la Terra possono essere suddivise in tre gruppi principali: UV, radiazioni visive e radiazioni infrarosse. Nella progettazione della vernice, è necessario garantire la resistenza a ciascuno degli elementi della radiazione solare. L'esposizione a lungo termine alle radiazioni solari può compromettere la qualità di un rivestimento e il colore della vernice.

La temperatura, sia alta che bassa, influenza la tensione del materiale, che di conseguenza cambia la sua forma e può causare rotture nel rivestimento.

La pioggia, che periodicamente lava via lo sporco e l'inquinamento dalla superficie laccata, è allo stesso tempo un fattore che a lungo termine accelera la corrosione. Le gocce di pioggia, cadendo su una superficie esposta e riscaldata dai raggi solari, raffreddano rapidamente l'oggetto e gli sbalzi di temperatura provocano tensioni tra i materiali che possono avere esiti pericolosi.  
 

L'influenza sinergica di raggi UV, temperatura e umidità rende Miami il luogo ideale per testare la durata dei materiali in condizioni naturali. Il livello estremo di luce solare e il clima caldo e umido sono particolarmente adatti per studiare i cambiamenti di colore, la perdita di colore e di lucentezza, le screpolature, le sbucciature, le vesciche e la corrosione accelerata.

 

Come si svolge il test della Florida?.

I metodi di esposizione sono specificati da norme automobilistiche quali: ASTM G7, ASTM G24, ASTM D143 – che determinano l'esposizione diretta, nonché ASTM G50, che determina i test di corrosione in condizioni atmosferiche naturali.

Gli aspetti più importanti del test sono la tecnica di assemblaggio e di esposizione, nonché l'angolo a cui viene posto il prodotto osservato.

Questo ha un'influenza significativa su ogni parametro critico della prova, come la quantità di energia solare, la temperatura o l'umidità del campione e il periodo di smorzamento. Un angolo di esposizione scelto in modo appropriato ha l'effetto di aumentare o diminuire la quantità di radiazioni. Ogni oggetto posto all'esterno riceve più raggi quando il sole lo colpisce direttamente rispetto a quando la luce cade ad angolo. In Florida il sole raggiunge uno zenit elevato; pertanto, un campione esposto con un angolo di 5° riceve più energia di uno esposto a 45°. In inverno, quando il sole non è alto allo zenit, accade l'opposto: un oggetto posto ad un angolo di 45° riceve più energia.  

Nell'industria automobilistica, un effetto di 5° sulla velocità di riscaldamento e raffreddamento del campione testato. Influisce anche sul tempo in cui il campione è bagnato dalla rugiada o dalla pioggia. L'esposizione ad un angolo appropriato ha un'influenza diretta sull'affidabilità dei risultati dei test.

Da aprile ad agosto si usa un angolo di 5 gradi, a settembre di 25 gradi, da ottobre a febbraio di 45 gradi e a marzo di 25 gradi. La variazione dell'angolo è studiata in modo da ottimizzare la radiazione solare in ogni stagione dell'anno.   

 

Aspetti tecnici dei test.

Durante le prove, i campioni sono tenuti in telai o su supporti, progettati in modo da non disturbare lo svolgimento delle prove e da non causare danni al materiale osservato. Di solito le forme in alluminio sono costruite in modo da consentire una facile modifica dell'angolo di esposizione del campione. Il metodo di assemblaggio ha anche un'influenza sulla temperatura, che può causare il degrado del materiale.

Per la maggior parte dei materiali si utilizza l'esposizione diretta, il che significa che la superficie del campione è esposta all'effetto dei raggi solari e non viene coperta.

Perché la Florida?.

Spesso i test vengono proposti in camere climatiche, UV o saline. Queste durano molto meno e, secondo i ricercatori, danno risultati affidabili.

Sono stati condotti molti test per confrontare i risultati dei test effettuati in condizioni naturali con quelli in laboratorio. Il confronto evidenzia che, mentre l'ottenimento di radiazioni UV di un determinato spettro era simile, altri parametri differivano notevolmente.

L'industria si aspetta un'accelerazione nella ricerca atmosferica, pur mantenendo un'elevata accuratezza dei dati. 

La conciliazione tra la rapidità dei test sui campioni e il mantenimento dell'affidabilità delle condizioni naturali rimane molto difficile da raggiungere. Pertanto, solo un piccolo gruppo di aziende combina questi due tipi di test. È complicato e costoso; lo so bene perché ogni giorno faccio uso di questi due metodi di prova e sono convinto che attualmente solo la combinazione di vari metodi consenta di raggiungere la certezza della qualità della vernice trasparente testata. Siamo fortunati ad avere la possibilità di testare i campioni nel nostro laboratorio di Miami.