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04 febbraio 2021

Inside segnali stradali

Davvero si può vivere senza chimica? Non perdete l'appuntamento con la rubrica #chimicainsideun viaggio per scoprire che la chimica ci viene in aiuto in tanti oggetti della vita quotidiana, anche se non lo sappiamo.

Quella dei segnali stradali è una storia lunga più di quella dell’auto, iniziata con le prime indicazioni apparse nel 1880 in Inghilterra. Da allora, il tema del “comunicare” con gli utenti della strada in modo chiaro e univoco ha prodotto accordi internazionali (il primo del 1909 fra i principali Paesi europei per l’adozione di una serie di cartelli comuni) e quindi dato il via alla progressiva standardizzazione.
L’avvento delle nuove tecnologie ha cambiato la forma e i modi della comunicazione stradale, ma non ha toccato i classici “segnali” ai quali siamo abituati, che si sono evoluti comunque nei materiali per migliorarne la visibilità.

Riprendendo quanto prevede il Codice stradale, la segnaletica stradale comprende: segnaletica verticale, segnaletica orizzontale, segnaletica luminosi, segnaletica e attrezzature complementari. Oggi però noi di Fatti, non fake! vogliamo concentrarci sulla segnaletica orizzontale, ovvero le strisce pedonali.

Ma che cosa c’entra la chimica con tutto questo? Beh, senza il suo aiuto, ad esempio, non sarebbe possibile vedere le strisce pedonali o quelle che delimitano le carreggiate in caso di nebbia o in piena notte! Ma entriamo nel dettaglio.

Generalmente le strisce pedonali (e tutta la segnaletica orizzontale) sono composte da:

  • una parte inorganica o minerale costituita da pigmenti, in particolare biossido di titanio per il colore bianco e cromato di piombo per il colore giallo, e cariche (extender), ovvero carbonato di calcio, carbonato di magnesio, talco, caolino, farina fossile, quarzite, solfato di bario. E’ la parte che contribuisce a rendere le strisce antiscivolo e resistenti alla corrosione e agli agenti atmosferici;
  • una parte inorganica aggiuntiva, importante per la funzionalità del prodotto una volta steso su strada, composta da perline di vetro (i cosiddetti prodotti vernicianti con perline pre-miscelate o post-spruzzate) che servono principalmente per assicurare la visibilità notturna e granulati antiscivolo o cristobaliti (cioè ciottoli di mare macinati e calcinati);
  • una parte organica costituita da resine (alchidiche, clorocaucciù, viniliche, fenoliche, acriliche, acriliche termoplastiche) e solventi (toluolo, cloruro di metilene, eptano, esano, tricloroetilene, acetone);
  • una parte costituita da composti di natura chimica diversificata, diversi in base alla loro funzione; è la parte che ha il compito di correggere i difetti dei prodotti (attraverso l’uso di additivi quali antipelle, antingiallenti, antiossidanti, antisedimentanti, stabilizzanti, plastificanti).

Composizione della segnaletica stradale orizzontale

I prodotti necessari a realizzare la segnaletica orizzontale sono le pitture (a solvente, della serie alifatica, e all’acqua), i prodotti plastici applicabili a freddo (bicomponenti o multicomponenti), i prodotti plastici applicabili a caldo (termoplastici) e i prodotti stradali preformati. La formazione della pellicola nelle pitture spartitraffico ha inizio con l’evaporazione del solvente, cioè la parte fisica del processo. Contemporaneamente si ha l’attivazione dei processi di natura chimica che portano all’indurimento del film con la formazione della pellicola che avviene, nel caso delle resine alchidiche, attraverso l’assorbimento dell’ossigeno atmosferico da parte degli oli siccativi presenti nel legante che si appropriano dell’ossigeno per fissarlo nella struttura anche con l’aiuto di opportuni catalizzatori (prodotti che favoriscono nello stesso tempo la polimerizzazione). Il processo d’indurimento, in genere molto lento, è accelerato con l’introduzione di una miscela di solventi con diversi gradi d’evaporabilità. Molto più rapidi sono i tempi d’essiccamento dei composti con resine acriliche, che filmano per semplice evaporazione dei solventi. L’aumento del tempo d’essiccamento oltre ai rischi di risalita del legante bituminoso del substrato, con la conseguente modificazione del colore del prodotto segnaletico, causa enormi disagi alla circolazione stradale. Per questo sono stati messi a punto dei prodotti che consentono l’apertura della strada al traffico immediatamente dopo la stesa e garantiscono una maggiore durata nel tempo. Simili per aspetto alle pitture, ma diversi nel comportamento, sono i prodotti plastici a freddo, normalmente formati da due componenti: una base e un indurente, che svolge la funzione di catalizzatore e può presentarsi sia allo stato liquido che in polvere. L’indurimento del film, che avviene in assenza di solventi, è quasi immediato: l’indurente agisce da catalizzatore del processo di polimerizzazione del composto liberando calore nell’ambiente circostante. I prodotti plastici a freddo e quelli a caldo, detti anche termoplastici, hanno la caratteristica che lo spessore dello strato steso e lo spessore dello strato risultante una volta che il prodotto si è essiccato, corrisponde allo spessore iniziale di stesa e sono quelli che garantiscono una segnaletica più eccellente e duratura. La temperatura d’applicazione è fondamentale per la riuscita della delineazione orizzontale. Considerando che la messa in opera avviene con temperature comprese tra i 150 e i 220 °C, secondo il tipo di resine utilizzate, il controllo delle prestazioni termofisiche della segnaletica stradale è determinante: una temperatura troppo alta rischia di bruciare il prodotto, mentre una temperatura troppo bassa compromette l’adesione del prodotto al substrato.

Siamo certi che, dopo aver acquisito tutte queste nozioni, attraverserete più la strada con molta più attenzione :-)

Si ringrazia il Professor Maurizio Masi, Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria chimica “Giulio Natta” del Politecnico di Milano

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