Il cloro in natura è un gas. E’ un elemento del gruppo degli alogeni, lo stesso Gruppo 7 al quale appartiene anche il bromo, utilizzato in alcuni casi nelle piscine private al posto del cloro.
La molecola disinfettante è l’acido ipocloroso (HClO) che si forma quando il cloro viene a contatto con l’acqua, secondo la reazione:
Cl2 + H2O = HClO + HCl
(cloro gas + acqua = acido ipocloroso + acido cloridrico)
Se si utilizzasse cloro gas si otterrebbero quindi due risultati: la produzione di acido ipocloroso senza altri composti indesiderati e quella di acido cloridrico, che essendo a pH basso compenserebbe il naturale innalzamento del pH dell’acqua di piscina senza la necessità di aggiungere acido.
Purtroppo la pericolosità per l’uomo del cloro gas ha fatto si che l’utilizzo in bombole di questo disinfettante diventasse totalmente antieconomico, viste le necessarie misure di sicurezza di cui l’impianto andava dotato. In alcune nazioni, soprattutto in Germania e in Austria, alcuni impianti funzionano a cloro gas, ma in Italia questo metodo è andato nel tempo scomparendo.
In piscina non si utilizza quindi cloro, ma prodotti che, immessi nell’acqua, liberano acido ipocloroso. I prodotti attualmente utilizzati in piscina sono quelli appartenenti alle due famiglie degli ipocloriti e degli isocianurati. Gli ipocloriti si dividono a loro volta tra ipoclorito di sodio ed ipoclorito di calcio, mentre gli isocianurati si suddividono in dicloro (acido dicloroisocianurico) e tricoloro (acido tricloroisocianurico).
Il dicloro isocianurato è un prodotto in polvere, che si scioglie piuttosto velocemente una volta immesso in acqua. Ha una concentrazione di cloro intorno al 50%.
Il tricloro isocianurato viene venduto in pastiglie, di peso diverso, e si usa solitamente negli skimmers o nei lambitori, piuttosto che nei diluitori galleggianti da immettere direttamente in vasca. Si scioglie lentamente e solo se viene, appunto, lambito dall’acqua. Ha una concentrazione di cloro molto alta, intorno al 90%.
L’ipoclorito di sodio è un prodotto liquido, commercializzato in soluzione a bassa concentrazione (dal 10 al 14 % di ipoclorito). Si tratta dello stesso prodotto di cui è composta la candeggina, che è di fatto una soluzione di ipoclorito di sodio a concentrazione più bassa.
L’ipoclorito di calcio è invece commercializzato in forma solida, in genere pastiglie o polvere, ed ha una concentrazione di ipoclorito molto maggiore (circa il 60%).
Gli isocianurati rappresentano la fetta di mercato più ampia, vista la comodità di stoccaggio e di trasporto. Sono infatti entrambi prodotti solidi, il dicloro è venduto in polvere ed il tricloro in pastiglie di diversa misura. Spesso nelle pastiglie di tricloro vengono aggiunti altri componenti, quali il flocculante (pastiglie bivalenti) oppure sia il flocculante che l’antialghe (pastiglie trivalenti). Oltre alle differenze di tipo fisico, cioè il fatto che i prodotti siano in forma solida o in forma liquida, la differenza principale tra gli ipocloriti e gli isocianurati consiste nel fatto che questi ultimi contengono una particolare sostanza, l’acido cianurico, che serve ad evitare la decomposizione del cloro da parte dei raggi uv del sole. In assenza di acido cianurico, che infatti viene anche detto stabilizzante, la maggioranza del cloro verrebbe decomposto dal sole invece che utilizzato per la disinfezione della piscina, con un conseguente aumento del consumo di prodotto.
Va però tenuto costantemente monitorato il livello di acido cianurico presente in acqua, poiché al di sopra di 20-30 ppm l’effetto stabilizzante diventa eccessivo ed il cloro presente non è di fatto disponibile, con il risultato che l’effetto ossidante e disinfettante del cloro arriva anche a cessare del tutto senza che il manutentore della piscina se ne renda conto, poiché rileva comunque un valore apparentemente corretto di cloro se utilizza il DPD come metodo di rilevazione e misura. Il DPD infatti non è in grado di distinguere tra acido ipocloroso attivo a acido ipocloroso “bloccato” dalla molecola di acido cianurico. Nella tabella sottostante riportiamo uno studio sperimentale effettuato dalla ASL di Ravenna alcuni anni fa, che mostra la differenza tra il valore di cloro effettivamente disponibile e quello rilevato con il DPD:
|
Acido isocianurico |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
110 |
150 |
200 |
|
Fattore correzione |
0.65 |
0.43 |
0.32 |
0.26 |
0.22 |
0.18 |
0.16 |
0.14 |
0.12 |
0.07 |
0.07 |
|
Cloro Libero (DPD1) |
|||||||||||
|
0.4 |
0.26 |
0.17 |
0.12 |
0.05 |
0.04 |
0.04 |
0.03 |
0.03 |
0.02 |
0.02 |
0.01 |
|
0.6 |
0.39 |
0.26 |
0.19 |
0.16 |
0.13 |
0.11 |
0.10 |
0.09 |
0.07 |
0.05 |
0.04 |
|
0.8 |
0.56 |
0.34 |
0.26 |
0.21 |
.018 |
0.15 |
0.13 |
0.12 |
0.10 |
0.07 |
0.06 |
|
1.0 |
0.65 |
0.43 |
0.32 |
0.26 |
0.22 |
0.19 |
0.16 |
0.14 |
0.12 |
0.09 |
0.07 |
|
1.2 |
0.78 |
0.52 |
0.38 |
0.31 |
0.26 |
0.22 |
0.19 |
0.17 |
0.14 |
0.10 |
0.08 |
|
1.4 |
0.91 |
0.60 |
0.45 |
0.36 |
0.31 |
0.26 |
0.23 |
0.20 |
0.17 |
0.12 |
0.10 |
|
1.6 |
1.04 |
0.69 |
0.51 |
0.42 |
0.35 |
0.30 |
0.26 |
0.23 |
0.19 |
0.14 |
0.11 |
|
1.8 |
1.17 |
0.77 |
0.58 |
0.47 |
0.40 |
0.33 |
0.29 |
0.26 |
0.22 |
0.15 |
0.12 |
|
2.0 |
1.30 |
0.86 |
0.64 |
0.52 |
0.44 |
0.37 |
0.32 |
0.29 |
0.24 |
0.17 |
0.14 |
|
5.0 |
3.23 |
2.15 |
1.60 |
1.30 |
1.10 |
0.93 |
0.81 |
0.72 |
0.60 |
0.43 |
0.35 |
Tabella 1 – Relazione tra acido cianurico e cloro
Va detto che se si utilizza sempre e soltanto dicloro o tricloro e non si ricambia acqua a sufficienza, cioè almeno il 5% del volume della piscina al giorno, la concentrazione di acido cianurico raggiungerà nell’arco di pochissime settimane un valore molto elevato, anche fino a 100 ppm e oltre, in funzione della quantità di prodotto utilizzato e del volume di acqua in cui viene diluito.
Va inoltre considerato il contenuto di acido ipocloroso (la sostanza essenziale per la disinfezione) in peso molecolare per ognuno dei prodotti sopra descritti. Considerando che 100 parti di cloro gas producono 74 parti di acido ipocloroso in peso molecolare, in proporzione per gli altri prodotti puri si ottiene:
|
Prodotto |
Parti di acido ipocloroso per 100 parti di prodotto |
Percentuale rispetto al cloro gas |
|
Cloro gas |
74.0 |
100 % |
|
Ipoclorito di sodio |
70.5 |
95 % |
|
Ipoclorito di calcio |
73.4 |
99.3% |
|
Acido tricloroisocianurico |
67.8 |
91.5 % |
|
Acido dicloroisocianurico |
47.7 |
64.5 % |
Tabella 2 – Percentuale rispetto al cloro gas
Considerando quindi la concentrazione in cloro presente nel prodotto commerciale si ottiene:
|
Prodotto |
Parti di acido ipocloroso per 100 parti di prodotto |
Percentuale rispetto al cloro gas |
Concentrazione commerciale media |
Concentrazione di acido ipocloroso |
|
Cloro gas |
74.0 |
100 % |
100 % |
100% |
|
Ipoclorito di sodio |
70.5 |
95 % |
14 % |
13.3 % |
|
Ipoclorito di calcio |
73.4 |
99.3% |
65 % |
64.3 % |
|
Acido tricloroisocianurico |
67.8 |
91.5 % |
90 % |
82.3 % |
|
Acido dicloroisocianurico |
47.7 |
64.5 % |
60 % |
38.7 % |
Tabella 3 – Concentrazione di acido ipocloroso
Al contrario di ciò che spesso si crede, come abbiamo visto, per il trattamento dell’acqua della piscina non esiste il cloro, bensì quattro prodotti tra loro piuttosto diversi. Per orientarsi nella scelta vanno tenute in considerazione alcune situazioni particolari, le principali delle quali si possono riassumere in:
– disponibilità di un locale adatto per lo stoccaggio di qualche centinaio/migliaio di litri di prodotto liquido;
– possibilità di ricambiare un quantitativo di acqua di vasca sufficiente a mantenere la concentrazione di acido cianurico inferiore a 30 ppm.
Lo schema seguente riassume il percorso da seguire per la scelta del prodotto chimico da utilizzare:
