La zeolite (o Zelbrite): un nuovo materiale per la filtrazione

 

La parola zeolite (pietra che bolle) fu coniata dallo studioso svedese Axel Fredrik Cronstedt che osservò il liberarsi di vapore acqueo (dovuto all’acqua intrappolata nelle cavità) scaldando uno di questi minerali.

 

 

 

Si tratta quindi di un materiale simile alla quarzite, nel senso che in entrambi i casi si tratta di roccia frantumata.

La particolarità che distingue la zeolite dalla quarzite è la porosità della prima.

Questi minerali presentano una intelaiatura strutturale a base di allumino silicato con cationi intrappolati all’interno di cavità a “tunnel” o a “gabbia”. Dato che le gabbie possiedono simmetria cristallina, le zeoliti rappresentano una classe di setacci molecolari con selettività maggiore rispetto, ad esempio, alla silice al carbone attivo, che possiedono vuoti irregolari. Altra peculiarità consiste nello scambio ionico, processo chimico-fisico consistente nello scambio del catione contenuto all’interno della struttura cristallina con ioni presenti in soluzione e che possiedono dimensioni e proprietà elettrostatiche compatibili con la struttura entro la quale vanno ad inserirsi. Ad esempio, zeoliti naturali contenenti cationi Na+ o K+ sono in grado di scambiare specie ioniche quali Ca2+ e Mg2+.

 

Ciò fa si che nella filtrazione dell’acqua la zeolite, pur essendo un materiale inerte, sia in grado di effettuare una sorta di “filtrazione chimica”, che si aggiunge a quella fisica propria della sabbia.

In natura esistono numerosissime zeoliti, circa una quarantina, molte delle quali hanno proprietà utili nell’industria: sono ad esempio utilizzate nell’industria petrolchimica come catalizzatori eterogenei, nei detergenti in sostituzione dei polifosfati, in agricoltura, in edilizia e nell’addolcimento delle acque.

E’ possibile realizzare anche zeoliti sintetiche, facendo assorbire determinati cationi trattandole ad alta temperatura, in modo che il materiale diventi più selettivo nei confronti di determinate sostanze chimiche e possa quindi essere maggiormente utile per scopi specifici.

Per la filtrazione dell’acqua di piscina si utilizza maggiormente la Zelbrite, una zeolite sintetica prodotta da una ditta australiana a partire da clinoptilolite, una zeolite naturale.

Possiede una superficie molto alta, compresa da 20 a 30 m2 per grammo. Questo vuol dire che un cucchiaino da tè di Zelbrite ha abbastanza area di superficie per coprire un campo di calcio.
All’interno della sua struttura ha cationi di calcio, magnesio e sodio, in grado di legarsi con lo ione ammonio e di ridurre quindi le cloroammine. La elevata qualità di filtrazione della Zelbrite (fino ad 1 micron di diametro) è dovuta al fatto che lo sporco non viene trattenuto solamente tra un granulo e l’altro, come nel caso della quarzite, ma anche all’interno della struttura microporosa, così come succede nel caso della diatomea e del carbone attivo.
In pratica, la Zelbrite aumenta l’efficacia della filtrazione come la diatomea con la stessa convenienza della classica sabbia quarzifera.

Le proprietà fisiche della Zelbrite in un filtro continuano ad essere efficaci anno dopo anno anche con una normale manutenzione del filtro come il classico controlavaggio, mentre dal punto di vista chimico,una volta che la Zelbrite è resa satura ha bisogno di essere rigenerata. In pratica, questo processo è eseguito semplicemente inserendo nei filtri una soluzione di sale del 10% di concentrazione (1 Kg di NaCl per ogni 10 litri) per 6/12 ore. Dopo aver rigenerato la Zelbrite per il tempo richiesto, il processo termina con una normale operazione di controlavaggio

La Zelbrite è compatibile con tutti i tipi di prodotti chimici in commercio per il trattamento dell’ acqua di piscina;  può essere sostituita alla sabbia nei filtri per piscina senza che sia necessaria alcuna modifica all’ impiantistica, né interna e né esterna.