Gli UV nel trattamento delle acque di piscina – Progettazione, consulenza, formazione nel settore delle piscine

Gli UV nel trattamento delle acque di piscina

 
Il quadro normativo di riferimento
Il documento base è rappresentato dalla norma UNI 10637-2015, aggiornamento della edizione del 2006, compresa all’interno di diversi Regolamenti delle Regioni italiane che hanno recepito tale documento tecnico come collaterale all’Atto d’Intesa Stato Regioni del 2003.
L’elemento fondamentale che presiede all’offerta degli impianti natatori pubblici, è la qualità ambientale, acqua e aria, e per questo è necessario che i processi di trattamento adottati diano risultati conformi alle norme e alle attese dei frequentatori degli impianti.
Nella maggior parte delle piscine di tutto il mondo, la disinfezione dell’acqua, tesa a impedire il rischio di contaminazione batterica tra i nuotatori, è fatta con prodotti a base di cloro. A questa “positiva” funzionalità, purtroppo, si manifesta in vasca anche lo sviluppo di sostanze tossiche e nocive, provocate dalla combinazione tra il cloro e le sostanze organiche portate in acqua dai nuotatori, denominate clorammine o cloro combinato.
In Italia, per legge, il tenore di cloro attivo libero, impiegato per la disinfezione, deve avere un valore contenuto in un intervallo tra 0,7 e 1,5 mg/l, mentre il cloro combinato, in pratica la sommatoria delle varie clorammine, non deve superare il limite di 0,4 mg/l.
Nella specifica letteratura scientifica le pratiche descritte per tenere sotto controllo questi valori, sono diverse, ma nella pratica i risultati sono spesso insufficienti e comportano costi significativi non recuperabili.
 
Le metodiche più avanzate, basate sull’impiego aggiuntivo di impianti con emissione di luce ultravioletta, sono in grado di tenere sotto controllo lo sviluppo delle sostanze tossiche e nocive e di provvedere anche alla efficace disinfezione di Cryptosporidium e Giardia, microrganismi insensibili al cloro e molto pericolosi per l’uomo. Gli impianti UV sono finalmente entrati a far parte delle raccomandazioni contenute nella norma tecnica UNI 10637-2015, che li descrive come dispositivi ausiliari, distinguendo tra impianti con lampade a bassa pressione e impianti con lampade a media pressione. I primi con sola con capacità di disinfezione aggiuntiva e i secondi in grado invece di ridurre, in più, a livelli residuali il cloro combinato, vero assillo delle Piscine pubbliche.
 
Gli UV a media pressione in Piscina.
Gli impianti UV a media pressione sono stati installati per la prima volta in piscina nel 1993 al “Riverside Leisure Centre” di Exeter, UK, facendosi in breve tempo preferire nei confronti dell’ozono. Oggi gli impianti UV a media pressione sono diffusissimi in tutto il mondo ed in particolare negli USA. Nel 1995 il Ministero della Sanità Francese, riconoscendone la funzionalità, ne ha autorizzato l’impiego nelle Piscine Pubbliche come “Decloramminatori”.
 
Gamma di emissioni UV-C delle lampade a media pressione.
 
Gli impianti UV, a media pressione, migliorano l’ambiente della piscina.
Le condizioni di rischio ambientale in piscina sono dovute essenzialmente a:
  • Sviluppo di sottoprodotti tossici e nocivi del cloro.
  • Importante presenza di microrganismi patogeni.
Una risposta efficace a questi problemi è offerta dagli impianti UV a media pressione, che emettono energia a varie lunghezze d’onda e dissociano le monoclorammine, le diclorammine e le triclorammine (cloro combinato) contenute nelle acque di piscina. Il reattore UV che contiene le lampade viene attraversato da tutta l’acqua in uscita dai filtri, nel percorso di ritorno e prima dell’iniezione del cloro e degli altri prodotti chimici.
I risultati del trattamento sono:
  • Abbattimento delle cloro-ammine.
  • Riduzione delle sostanze organiche.
  • Abbattimento dei microrganismi insensibili al cloro, quali Cryptosporidium e Giardia.
  • Riduzione dei costi di gestione per il minore l’impiego di prodotti chimici e per un ricambio d’acqua ridotto al minimo.
Il processo di dissociazione del cloro combinato
Le molecole che formano il cloro combinato, unione tra le sostanze organiche introdotte dai bagnanti e il cloro, si sviluppano rapidamente nell’acqua. Questo negativo processo si scompone con l’azione fotolitica di radiazioni UV di specifiche lunghezze d’onda:
 
  
λ 245 nm, per le monocloroammine
λ 297 nm, per le dicloroammine
λ 340 nm, per le tricloroammine
Nota: le triclorammine sono responsabili di bruciore agli occhi, insufficienza respiratoria e induzione all’asma bronchiale. La componente volatile della triclorammina è costituita per il 95% da cloroformio. Prove di laboratorio hanno evidenziato che nuotatori abituali di piscine con cloro, espirano cloroformio per oltre due ore e mezzo dalla fine della sessione di nuoto.
 
Nel grafico qui sotto è rappresentato il rilevamento del Cloro libero e del Cloro combinato in una piscina da 900 m3, svolto da un laboratorio accreditato con metodo IRSA-CNR, per tre volte al giorno. L’impianto tratta tutta l’acqua nel percorso tra i filtri e la vasca.
Per la prima metà del rilevamento, la “chimica” in piscina è stata gestita con pratiche tradizionali. Nella seconda parte il rilevamento ha interessato i valori del Cloro libero e del Cloro combinato dopo l’attivazione dell’impianto UV a media pressione
 
Il processo di riduzione delle sostanze organiche.
Il miglioramento della trasparenza dell’acqua in piscina è dovuto all’importante riduzione delle sostanze organiche che non sono trattenute dai filtri e che opacizzano l’acqua della vasca. Con le radiazioni degli UV a media pressione si realizza infatti un processo di “ossidazione avanzata”, nei confronti dell’acqua che contiene il cloro. In questo processo si sviluppano radicali idrossili che agiscono sulle “membrane” delle sostanze organiche che si sciolgono nell’acqua per “litiosi”.
 
 
Maggiore trasparenza dell’acqua.
A dimostrazione che con gli UV a media pressione si ottiene anche una maggiore “brillantezza” dell’acqua, a seguito della riduzione delle sostanze organiche, sono state effettuate misure con lo spettrofotometro a 254 nm. Esse hanno evidenziato che la qualità dell’acqua, anche in termini di trasparenza, è significativamente migliorata con l’utilizzo degli UV, confermando quello che si percepisce “a occhio nudo”. La trasmittanza, infatti, da un valore iniziale di circa il 91% si è in breve tempo assestata su valori del 96-97%.
 
 
Il rischio batteriologico – Rischio da Cryptosporidium.
I frequentatori della piscina introducono nell’acqua, inevitabilmente, un’elevata quantità di microrganismi, anche patogeni, che il disinfettante presente in vasca non sempre riesce ad abbattere efficacemente, a causa del tempo relativamente lungo di reazione (circa venti minuti) necessario al cloro per attivarsi.
 
La possibile presenza di Cryptosporidium parvum e Giardia, pericolosi microrganismi classificati come cloro resistenti, rende ancora più elevato il rischio di contaminazione batteriologica in piscina e ne aggrava il rischio per gli elementi più deboli (anziani e bambini).
Con le normali concentrazioni del cloro in piscina, infatti, occorrono circa 7000 ore per l’abbattimento di Cryptosporidium e Giardia.
 
Gli UV a media pressione abbattono in modo importante il cloro combinato riuscendo a limitarlo spesso entro la forbice di 0,2-0,3 mg/l.
Le radiazioni UV, determinanti per l’eliminazione di Cryptosporidium e Giardia, esercitano per i microrganismi in piscina, tra cui Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Shigella, Stafilococchi, Salmonelle, un’azione di disinfezione più efficace del solo cloro.
 
Se nelle piscine scoperte i rischi d’inquinamento batteriologico da parte del Cryptosporidium sono molto elevati, a causa delle deiezioni degli uccelli (guano), nelle piscine coperte questo rischio è introdotto da insospettabili portatori sani. Tant’è che nell’area di Glascow, in Scozia, a seguito di una seria epidemia è stato emanato la direttiva in base alla quale i reduci da diarrea non possono tornare in piscina se non sono trascorsi almeno 15 giorni dalla guarigione.
 
                                                                                        
 
Gli uccelli, con il loro guano, e portatori “sani”, che tornino in piscina prima di 15 giorni dalla fine di una diarrea, possono introdurre il Cryptosporidium in vasca.
Nel 2003 una grave Cryptosporidiosi ha colpito 450 turisti inglesi, infettati nelle piscine dell’isola di Palma di Maiorca, ed il risarcimento danni ha superato la soglia dei 3 milioni di sterline.
 
La selezione dell’impianto UV.
La Dose UV, che determina l’efficacia di un sistema a Raggi Ultravioletti è, per convenzione, il risultato dell’energia ultravioletta irradiata per il tempo cui ne è esposto il microrganismo trasportato dall’acqua.
Nel trattamento di sola disinfezione per l’acqua destinata all’uso umano, la dose UV è di almeno 30 mJ/cm2. Negli impianti a Raggi Ultravioletti per piscine, allo scopo di demolire la molecola del cloro combinato, è impiegata una Dose UV non inferiore a 60 mJ/cm2, almeno il doppio cioè di quella necessaria, in genere, per la disinfezione dell’acqua potabile.
Ciò determina un abbattimento batterico molto più elevato rispetto a quello possibile con l’impiego del solo cloro.
 
Applicazione dell’impianto UV nel sistema idraulico della piscina.
L’applicazione corretta del sistema UV, in genere costituito da un dispositivo in linea con la condotta di ricircolo, richiede che esso sia attraversato da tutto il flusso dell’acqua da trattare.
I moderni impianti di trattamento dell’acqua di piscina.
Oggi si è in grado di proporre impianti modernissimi, molto compatti e di grande efficacia, con reattori UV che hanno una distanza flangia-flangia, per l’ingresso-uscita dell’acqua, fino a un massimo di 19 cm, capaci di trattare fino a 700 m3/h.
 
Sistemi UV serie WF di atg UV Technology
 
I vantaggi economici dell’applicazione UV.
In una piscina trattata con il solo il cloro, per assicurare un minimo di buone condizioni per i nuotatori è necessario contenere i valori in vasca, cloro libero e cloro combinato, al minor livello possibile. Il cloro libero, entro 0,7-1,5 mg/l e il cloro combinato al di sotto di 0,4 mg/l. Per questi risultati bisogna aggiungere ogni giorno acqua fresca alla vasca anche oltre il 5-8 % del suo volume, senza che si possa essere sicuri di ottenere i risultati attesi.
L’applicazione aggiuntiva di un impianto UV, a media pressione, per le caratteristiche e gli effetti prima descritti, permette di tenere basso il cloro garantendo il benessere dei nuotatori e risparmiando su acqua e prodotti chimici.
Molte piscine con gli UV riescono a contenere il cloro libero immesso in vasca, anche a solo 0,8 mg/l, mentre il cloro combinato può arrivare a 0,25/0,15 mg/l.
Questa condizione consentirà al gestore un forte risparmio economico in prodotti chimici e acqua, anche perché le strutture saranno meno esposte alla corrosione. Si è stimato che nella gestione di una piscina con volume di 600 m3, con un impianto UV a supporto dei tradizionali metodi di gestione della qualità dell’acqua, è possibile ottenere un bilancio positivo che può anche superare i 10.000 euro su base annua.
Valore aggiunto.
Le migliori condizioni di benessere, per i nuotatori e lo staff, infine, sono fattori di grande importanza per il gestore, che può soddisfare il gradimento dei suoi clienti e fare la differenza nei confronti di competitori sempre più aggressivi.
 
ECOLIFEPROJECTS S.r.l.
Gennaio 2017