Clorazione

Come funziona (principio fisico-chimico)

L'ipoclorito di sodio in acqua si dissocia secondo l'equilibrio NaClO + H₂O ⇌ HClO + NaOH. L'acido ipocloroso (HClO) è la specie più attiva (circa 80 volte più efficace dell'ipoclorito ClO⁻) ed è preponderante a pH <7,5. A pH >8 prevale ClO⁻, meno biocida. Il cloro penetra nelle cellule microbiche, ossida enzimi e proteine di membrana, disattivando il microorganismo.

Il cloro presenta il vantaggio unico di lasciare un residuo persistente in rete: 0,2 mg/L Cl₂ libero al rubinetto è il valore tipicamente raccomandato dal Ministero della Salute per garantire protezione fino al punto d'uso. Questa è la ragione per cui resta la tecnica di disinfezione standard degli acquedotti italiani.

Cosa rimuove e cosa NO

Il cloro è un ossidante a largo spettro ma con limiti specifici, soprattutto verso forme cistiche di protozoi e verso composti organici resistenti.

• Disinfetta: batteri vegetativi (E. coli, coliformi), virus enterici, alghe.
• Ossida: Fe²⁺, Mn²⁺ (lentamente), H₂S, NH₃ (tramite breakpoint chlorination).
• NON disinfetta efficacemente: Cryptosporidium (resistente), Giardia richiede CT 50–100 mg·min/L.
• NON rimuove: nitrati, PFAS, sali, durezza, pesticidi.
• Rischio: formazione di sottoprodotti (THM, acidi aloacetici) per reazione con sostanza organica naturale.

Specifiche di progetto (dose, breakpoint, CT)

La dose di cloro libero in uscita dovrebbe essere 0,2–0,5 mg/L in rete civile (D.Lgs. 18/2023). La dose iniziale dipende dalla domanda di cloro dell'acqua (chlorine demand): tipicamente 0,5–2,0 mg/L per acque di rete, fino a 5–10 mg/L per acque di pozzo con materia organica o ferro.

La clorazione di breakpoint (per rimuovere ammoniaca) richiede dose pari a circa 7,6 mg Cl₂ per mg di N-NH₄. Il CT (concentrazione × tempo) per inattivazione 99,9% di virus in acqua a 5 °C e pH 7,5 è circa 6 mg·min/L; per Giardia 100 mg·min/L; per Cryptosporidium impraticabile (>10.000 mg·min/L).

Pre-trattamento richiesto

Filtrazione preliminare per rimuovere torbidità (i solidi proteggono i microorganismi e consumano cloro). In acque ricche di sostanza organica naturale è opportuno pre-trattamento con coagulazione-flocculazione per ridurre i precursori di THM. Se si vuole eliminare il cloro residuo a valle, si utilizza filtro a carbone attivo.

Manutenzione e vita utile componenti

La pompa dosatrice elettromagnetica ha vita utile 5–8 anni con manutenzione (sostituzione tubi peristaltici e diaframma ogni 12–24 mesi). Il serbatoio in HDPE va sanificato e ispezionato annualmente. La sonda di redox (per impianti automatici) va calibrata trimestralmente. L'ipoclorito di sodio commerciale perde titolo nel tempo: a 25 °C dopo 3 mesi può scendere dal 14% al 10–11%.

Costi reali (acquisto + 5 anni)

Un impianto base con pompa dosatrice e serbatoio 60 L costa 350–600 € installato. Per un consumo medio di 200 L/giorno con dose 1 mg/L servono 73 g/anno di Cl₂, equivalenti a circa 0,5 L di ipoclorito al 14% = 1 €/anno. Manutenzione 100 €/anno. Totale 5 anni: 850–1.100 €.

Quando ha senso e quando no

Ha senso quando serve una disinfezione con residuo persistente: acquedotti, condomini con autoclave, pozzi con stoccaggio prolungato. È la tecnica standard per la clorazione shock dei pozzi (50–200 mg/L per 12–24 ore prima della rimessa in servizio).

Non ha senso per chi vuole acqua senza gusto/odore di cloro (preferire UV o ozono), né come unica difesa contro Cryptosporidium o protozoi resistenti, né in acque con elevata sostanza organica senza pre-trattamento (rischio THM oltre 100 µg/L).

Cosa misurare con analisi accreditata

Pre: domanda di cloro, ammoniaca, ferro, manganese, sostanza organica (TOC), pH. Post: cloro libero residuo (target 0,2 mg/L al rubinetto), THM totali (limite 100 µg/L D.Lgs. 18/2023), acidi aloacetici, microbiologico.

Conformità normativa (D.Lgs. 18/2023, D.M. 25/2012)

Il D.Lgs. 18/2023 fissa i valori limite per cloro libero residuo (no valore di parametro ma valore raccomandato 0,2 mg/L) e per i sottoprodotti (THM 100 µg/L, bromato 10 µg/L). Il D.M. 25/2012 disciplina i dispositivi di trattamento e dosaggio. Per ipoclorito di sodio la conformità è richiesta secondo UNI EN 901 (qualità del prodotto chimico).