Raggi UV (ultravioletto)

Principio fisico

La radiazione UV-C nella banda 200–280 nm viene assorbita dai legami delle basi azotate degli acidi nucleici. L'assorbimento da parte di timine adiacenti genera dimeri ciclobutanici di pirimidina che bloccano la trascrizione e replicazione del DNA. Una cellula irraggiata con dose adeguata non muore immediatamente ma perde la capacità di dividersi.

L'efficacia non dipende dalla chimica dell'acqua (pH, temperatura, alcalinità) ma dalla trasmissività UV (UVT a 254 nm), tipicamente 90–98 % per acque limpide e <70 % per acque torbide o ferruginose. La dose ricevuta è il prodotto fra intensità della lampada e tempo di esposizione del singolo elemento d'acqua.

Modalità d'uso

Il reattore UV è un cilindro in acciaio AISI 316L con una o più lampade germicide alloggiate in guaine al quarzo. L'acqua scorre nello spazio anulare tra guaina e parete a velocità tale da garantire la dose di progetto al peggior elemento di flusso. I reattori certificati DVGW o USEPA dispongono di sensore UV in continuo che misura la trasmissività e attiva un allarme se la dose scende sotto 40 mJ/cm².

A monte del reattore è obbligatoria una prefiltrazione (almeno 25 µm, idealmente 5 µm) per ridurre lo schermaggio da particelle. A valle, per uso in rete, è raccomandato un disinfettante secondario (cloro 0,1–0,2 mg/L) per il mantenimento.

• Lampade a bassa pressione: vita utile 8.000–12.000 h (~1 anno continuo)
• Lampade a media pressione: vita utile 4.000–8.000 h, dose maggiore
• Pulizia guaine: ogni 6 mesi (manuale) o automatica (wiper)
• Sensore UV calibrato e tarato annualmente

Efficacia microbiologica

L'UV è eccellente su batteri (E. coli, Salmonella, Vibrio cholerae, Legionella in fase planctonica) con dosi di 4–10 mJ/cm² per 4 log di abbattimento. Su protozoi è straordinariamente efficace: Giardia e Cryptosporidium richiedono dosi di 10–22 mJ/cm² per 4 log, a fronte di valori irrealistici per il cloro.

Il punto debole sono alcuni virus a DNA bicatenario e gli adenovirus, che per 4 log richiedono dosi di 124–186 mJ/cm². I reattori certificati USEPA per acque potabili sono dimensionati a 186 mJ/cm² come dose conservativa per copertura di tutti i patogeni.

Sottoprodotti e tossicologia

In condizioni standard l'UV non genera sottoprodotti chimici. Le lampade a media pressione, che emettono nella banda UV-B oltre alla UV-C, possono ridurre nitrati a nitriti se l'acqua ne contiene oltre 30 mg/L; per acque ricche di nitrati si privilegiano le lampade a bassa pressione monocromatiche.

Se a valle dell'UV viene dosato cloro su acque con bromuri, il cloro può attivarsi per fotolisi residua e generare clorati e bromati: la sequenza UV → cloro va sempre verificata in fase di commissioning.

Vantaggi e svantaggi

L'UV è la tecnologia di disinfezione più pulita: nessun reagente, nessun sottoprodotto, nessuna alterazione organolettica. Il limite resta la mancanza di residuo: per reti distributive serve sempre un secondo disinfettante. Per uso domestico al punto d'uso (sotto-lavello) il residuo non serve e l'UV è la prima scelta.

Costi

L'investimento è basso per impianti civili e industriali medi. Una lampada LP 30 W per reattore 5 m³/h costa 80–150 €/anno; il consumo energetico è di pochi watt per m³ trattato. Il costo totale per m³ disinfettato è inferiore a 0,01 € per uso potabile.

Quando usarlo

Prima scelta per pozzi privati con contaminazione microbiologica, finishing di osmosi inversa, disinfezione di acquedotti con Cryptosporidium, sistemi POU per ospedali e ambienti sensibili. Sconsigliato come unico trattamento se l'acqua è torbida, ricca di ferro o se non è possibile garantire una prefiltrazione efficace.

Inquadramento normativo

Il D.Lgs. 18/2023, art. 13, ammette i raggi UV come disinfezione fisica per acque destinate al consumo umano. La certificazione di riferimento per i reattori è la DVGW W-294 tedesca, richiamata anche dalle Linee Guida ISS. La UNI EN 14897 stabilisce requisiti e metodi di prova per gli apparecchi UV. La normativa USEPA UVDGM 2006 fornisce le dosi validate per i diversi obiettivi microbiologici.