La disinfezione dell’acqua

Per stabilire quanto e come occorre disinfettare l’acqua, al fine di far rientrare i parametri di contaminazione microbiologica nei valori stabiliti dalla legge, occorre conoscere:

  • la tipologia della contaminazione;
  • la quantità della contaminazione:
  • il tipo di trattamento che si intende utilizzare.

Ogni procedimento di disinfezione è rivolto alla riduzione della carica contaminante sino a valori talmente bassi per cui la probabilità di assumere, assieme all’acqua, una dose infettante efficace è quasi zero; ciò significa che, nella teoria, non si può parlare di rimozione totale della carica microbica, ma che si può arrivare a valori di abbattimento così elevati (99.99% e oltre) da poter considerare, in pratica, che l’acqua sia microbiologicamente pura.

Come disinfettare l’acqua: i trattamenti più diffusi

I trattamenti di disinfezione dell’acqua più diffusi si basano sull’azione di un reagente chimico, il dosaggio può avvenire in maniera proporzionale tramite una pompa dosatrice se il prodotto è in forma liquida (come ad esempio l’ipoclorito di sodio, il più usato tra i disinfettanti), oppure iniettato se in forma gassosa come l’ozono.

Disinfettanti chimici

I disinfettanti chimici possiedono un potere di copertura più o meno lungo e sono così in grado di assicurare la loro azione battericida anche nei periodi successivi all’istante del dosaggio; questo aspetto è molto importante per gli acquedottisti, che devono garantire la potabilità dell’acqua sino al contatore dallo stabile, situato generalmente molti chilometri dall’impianto di potabilizzazione. Esistono però altri metodi per disinfettare l’acqua, di natura fisica e non chimica, che presentano diversi vantaggi, soprattutto per quanto riguarda la qualità finale dell’acqua trattata.

Disinfettanti fisici

I disinfettanti fisici non possiedono potere di copertura e per questo motivo sono applicabili soltanto quando non sussistono le condizioni per una reale ricontaminazione, ovvero in caso di reti acquedottistiche adeguate, tali da non richiedere una post copertura, nel trattamento di acque di sorgente e di pozzi soprattutto negli impianti di trattamento e affinamento dell’acqua come step finale a garanzia della qualità microbiologica.

Utilizzare una tecnologia o l’altra dipende quindi essenzialmente dal rischio che l’acqua possa ricontaminarsi: quando il consumo avviene in prossimità del trattamento oppure nei casi in cui le condotte sono igienicamente sicure allora il trattamento fisico può essere impiegato tranquillamente, negli altri casi è preferibile intervenire con un disinfettante di copertura. Ci sono poi condizioni più critiche in cui entrambe le tecnologie vengono utilizzate assieme, per garantire la potabilità sino al rubinetto senza però eccedere con il disinfettante chimico che renderebbe l’acqua sicura ma poco gradevole.

sistema di disinfezione dell'acqua con uv a raggi ultravioletti

Disinfezione UV dell’acqua

La disinfezione UV, agendo attraverso l’azione di un’onda elettromagnetica, non altera le caratteristiche dell’acqua, né dal punto di vista chimico- fisico (nessuna sostanza aggiunta, nessuna variazione del pH, ecc), né da quello organolettico (sapore, odore); inoltre questa tecnologia presenta un’elevatissima efficacia nei confronti della maggior parte delle specie microbiche presenti nell’acqua. Questi sono i principali vantaggi, di contro c’è l’assenza del potere di copertura che ne limita il campo d’azione. Gli apparecchi vengono installati in linea, intercettando la tubazione dell’acqua che si vuole trattare. Il flusso viene irraggiato con una dose di radiazione UV generata da speciali lampade a vapori di mercurio (sono state messe a punto anche altre sorgenti di luce UV ma ad oggi poco diffuse), molto simili ai tubi al neon, dai quali differiscono per il tipo di gas contenuto, che consente di generare una radiazione ultravioletta ad elevata efficacia germicida. Si tratta quindi di dispositivi concettualmente molto semplici, costituiti da una camera (generalmente in acciaio inox o alternativamente in teflon per gli impieghi con acque particolarmente aggressive) che contiene una o più lampade germicide, la cui accensione e regolazione è assicurata da un apposito quadro elettrico.

Manutenzione dei disinfettanti per acqua a UV

La manutenzione richiesta prevede la sostituzione periodica delle lampade (mediamente una volta all’anno) e la pulizia delle guaine in quarzo che contengono le lampade (la frequenza dipende dal tipo di acqua e dalla presenza di una prefiltrazione che è sempre consigliata), che può essere fatta manualmente o in automatico.

La radiazione ultravioletta è la regione dello spettro elettromagnetico compresa tra il visibile e i raggi X, ovvero quella con valori di lunghezza d’onda tra 100 e 400 nm (miliardesimi di metro). Tale banda è suddivisa in tre sottointervalli: UVA (luce solare, lampade abbronzanti), UVB (campo medicale) e UVC (germicida). La radiazione ultravioletta generata dai dispositivi per il trattamento dell’acqua è quindi del tipo UVC. Tale radiazione è in grado di interferire con la replicazione cellulare inducendo un danno del DNA, che presenta un’elevata assorbanza UV intorno ai 260 nm, proprio la lunghezza d’onda generata dalle lampade a vapori di mercurio.

Durata dei trattamenti di disinfezione dell’acqua

Qualsiasi trattamento di disinfezione, per essere efficace, deve essere applicato per un determinato periodo di tempo, una regola universale che vale:

  • per i disinfettanti chimici, la cui efficacia dipende dal prodotto C x t (dove C è la concentrazione di principio attivo e t il tempo di contatto, generalmente decine di minuti);
  • per il trattamento termico, la cui efficacia dipende dal prodotto T x t (dove T è la temperatura e t è la durata del trattamento, generalmente alcuni minuti);
  • per la disinfezione UV, la cui efficacia si esprime in termini di dose, che dipende dal prodotto I x t (dove I è l’intensità di irraggiamento e t il tempo di contatto tra acqua e radiazione UV, generalmente alcuni secondi, ovvero il passaggio attraverso l’apparecchio).

La carica batterica eventualmente presente nell’acqua, se adeguatamente irraggiata con la luce UVC, perde la sua capacità di moltiplicarsi, ovvero di proliferare in dosi infettive. Ogni ceppo microbico è caratterizzato da una resistenza specifica, tuttavia il dosaggio di 400 J/m2 raccomandato per le applicazioni nel campo della disinfezione è efficace per ridurre del 99,99% la presenza dei microrganismi più frequentemente presenti nell’acqua. Per avere il massimo risultato da questi apparecchi occorre prevedere una prefiltrazione, l’acqua deve essere limpida, incolore e con il minor numero possibile di solidi sospesi e sedimentabili, in caso contrario i fenomeni di assorbimento e dispersione della luce UV potrebbero comprometterne l’efficienza di disinfezione.

Campi di applicazione degli apparecchi di disinfezione UV

I campi di impiego degli apparecchi UV sono i più disparati: dalla singola utenza al grande acquedotto, dal depuratore fognario al trattamento delle acque per uso irriguo, dalle piscine all’industria alimentare. Particolarmente utile è l’impiego nel trattamento delle acque di sorgente e di pozzo, da cui molte case di campagna si approvvigionano quando non sono direttamente collegate all’acquedotto; queste acque, che presentano quasi sempre problemi di carica batterica, si possono così rendere microbiologicamente potabili senza l’aggiunta di cloro o altri agenti chimici, responsabili del degrado organolettico.

Ultrafiltrazione dell’acqua

Un’altra tecnologia fisica di straordinaria efficacia, che può essere applicata da sola o contestualmente ad un apparecchio UV, è rappresentata dai sistemi ad ultrafiltrazione, da installare in linea o al punto d’uso. Si tratta di membrane costituite in polimetri termoplastici (polysulfone) con una struttura diversificata: uno skin interno di circa 1 micron di spessore ad alta densità di pori abbinata ad una struttura spugnosa. Le membrane MediSulfone®UF sono costruite in stadi filtranti ad alta efficienza, in grado di rimuovere dall’acqua qualsiasi sostanza abbia un peso molecolare superiore ai 15 kDa (15.000 Dalton), per questo motivo batteri, virus ed endotossine non possono attraversare la membrana e l’acqua così trattata risulta sempre microbiologicamente conforme alle prescrizioni di legge (D. Lgs 31/2001 – Qualità delle acque destinate al consumo umano). Il meccanismo d’azione su cui si basano tali dispositivi è duplice: la dimensione dei pori (tutto ciò che è più grosso viene trattenuto) e il potere adsorbente (capacità di trattenere sulla superficie) della membrana stessa. L’impiego di questi apparecchi è tanto semplice e conveniente quanto efficace. Cartucce monouso di rapida installazione/sostituzione particolarmente adatte per il trattamento di filtrazione e disinfezione dell’acqua destinata all’uso umano. L’acqua così trattata può anche essere impiegata per la pulizia e la detersione di dispositivi medici, inoltre l’elevatissima efficacia nei confronti del batterio della Legionella ne consente l’utilizzo nei casi in cui le condizioni potrebbero favorire la contrazione di patologie attraverso aerosol.

L’elevata affidabilità dei componenti e dei materiali, che permette di realizzare impianti sempre più efficienti e sicuri, e la crescente attenzione da parte delle normative internazionali sul tema dei sottoprodotti della disinfezione conseguenti all’uso dei disinfettanti chimici, sono i principali motivi del crescente successo delle tecnologie di disinfezione ad azione fisica, che le vede in continua espansione nel mercato del trattamento delle acque.