Impianti di Biossido di Cloro e Legionella

L’uso del Biossido di Cloro nel trattamento dell’acqua sanitaria per la prevenzione della Legionella è attualmente tra le misure più efficienti per controllare la potenziale contaminazione degli impianti da parte del batterio.

Questa sostanza è espressamente annoverata nelle Linee Guida per la prevenzione ed il controllo della Legionellosi e collocata fra i possibili metodi da utilizzare per prevenire e contenere il Rischio Legionella.

La disinfezione dell’acqua mediante Biossido di Cloro avviene aggiungendo in continuo la sostanza, secondo un dosaggio prestabilito. La sua azione disinfettante è rapida ed efficace su un’ampia gamma di batteri, virus, alghe ed altri patogeni potenzialmente dannosi per la salute.

In questo articolo cercheremo di analizzare a fondo le caratteristiche di questo disinfettante e la sua efficacia nel contrastare la Legionella. Inoltre, faremo una panoramica sugli impianti ed i generatori per il trattamento in continuo di questo microrganismo patogeno.

Biossido di cloro: cos’è ed a cosa serve?

Il Biossido di Cloro (CIO2)  o diossido di cloro è un gas volatile instabile che viene prodotto mediante reazione tra clorito di sodio con cloro gassoso in una soluzione acquosa.

Come molti altri ossidi di cloro presenti in natura, è una potente sostanza ossidante utilizzata per la sua capacità di disinfettare l’acqua, agendo contro gran parte dei microrganismi presenti in essa, Legionella compresa.   

L’efficacia del biossido di cloro come agente disinfettante lo rende particolarmente impiegato nella bonifica di:

• Depositi di acqua;
• Impianti di acqua calda sanitaria di strutture ricettive, ospedali, piscine ecc…;
• Torri di raffreddamento;
• Impianti termici e aeraulici;
• Sistemi di circolazione e filtrazione dell’acqua.

Anche in agricoltura, nel vivaismo e negli allevamenti trova applicazione per la disinfezione dell’acqua destinata all’irrigazione e all’abbeveraggio degli animali, in quanto il biossido di cloro non presenta alcuna tossicità per l’acqua potabile.

Le caratteristiche del Biossido di Cloro

Il biossido di cloro è un biocida ossidante che agisce sui microrganismi patogeni interrompendo il trasporto delle sostanze nutrienti necessarie alla loro proliferazione. Tra le sue caratteristiche possiamo annoverare:

• Un ampio spettro di azione biocida e disinfettante;
• L’elevata solubilità nell’acqua rispetto al cloro (10 volte maggiore);
• Facilità di eliminazione mediante aerazione o anidride carbonica;
• Assenza di formazione di composti clorurati tossici e di clorammine;
• Efficacia anche a basse concentrazioni;
• Significativa capacità di penetrazione nei biofilm.

Allo stato liquido e ad una temperatura di 4°C questo reagente risulta ragionevolmente stabile. Tuttavia, non può essere immagazzinato per lungo tempo perché tende a dissociarsi rapidamente in cloro ed ossigeno.

La sua instabilità, dunque, impone la necessità che venga preparato ed impiegato direttamente in loco, per evitarne il rapido degrado.

Come vedremo più avanti, esistono in commercio anche sistemi che impiegano soluzioni stabilizzate di biossido di cloro già pronto, senza necessità quindi di produzione in loco miscelando i 2 prodotti di base. 

Per quanto più pratico (i sistemi in questione non sono dei generatori veri e propri) ed economico, questo sistema garantisce un prodotto finale di disinfezione comunque meno efficace rispetto al classico biossido di cloro prodotto in loco. 

Perché usare il biossido di cloro per contenere il Rischio Legionella?

Il biossido di cloro ha quasi del tutto soppiantato l’uso del cloro nel trattamento dell’acqua per prevenire la proliferazione del batterio Legionella nelle reti di distribuzione e di ricircolo dell’acqua, in particolare quella sanitaria.

Ciò a fronte della sua potente azione biocida ed antivirale, ma anche per gli innumerevoli vantaggi che questa sostanza presenta.

Il biossido di cloro, infatti, si è rivelato molto più sicuro ed efficace contro il rischio Legionella poiché è in grado di colpire non solo il batterio stesso ma anche il biofilm, ovvero quei sedimenti di natura organica ed inorganica, che costituiscono l’habitat naturale della Legionella.

Il biofilm è una sostanza che tende ad accumularsi in serbatoi, tubature, condotti, rubinetti e in ogni altra parte di un impianto di distribuzione dell’acqua, fornendo riparo e nutrimento non solo alla Legionella, ma a molte altre specie di batteri, funghi e virus.

Fra i sistemi di bonifica utilizzati per trattare la Legionella, il biossido di cloro si è rivelato una soluzione abbastanza efficace sia in termini di durata dei risultati che di costi e benefici.

Quali sono i vantaggi dell’utilizzo del Biossido di Cloro

L’efficacia nella distruzione del biofilm non è però l’unico aspetto vantaggioso di questa sostanza disinfettante.

I vantaggi di utilizzare il Biossido di Cloro, rispetto all’impiego di altri ossidanti e del cloro stesso, sono molti di più e si possono riassumere nei seguenti punti:

1. Elevata rapidità di azione, 
2. Ha un’alta solubilità in acqua e resta disciolto a lungo, così da raggiungere anche le zone distali rispetto al punto di iniezione;
3. Opportunamente dosato, non altera le qualità organolettiche dell’acqua;
4. Non reagisce con l’ammoniaca e, dunque, non crea le ammine (che rendono l’acqua non potabile);
5. Non produce  sottoprodotti e sostanze tossiche come i Trialometani (THM);
6. Non danneggia né corrode gli impianti idrici (deve comunque essere studiato il materiale degli impianti oggetto di trattamento);
7. Ha un’elevata selettività (Il biossido di cloro reagisce soltanto con i composti solforati ridotti, le ammine secondarie e terziarie ed alcuni altri prodotti organici altamente ridotti e reattivi);
8. L’elevata selettività consente una disinfezione efficace anche con concentrazioni minime.

Si è dimostrato che l’efficacia del biossido del cloro nella disinfezione dell’acqua è almeno 10 volte superiore a quella del cloro, anche perché l’efficacia rimane invariata in un range di pH molto elevato, che va da 4 a 10.

Inoltre, i residui minimi di cloro a disinfezione avvenuta, rendono sicuro il suo utilizzo anche per trattare l’acqua potabile.

Qual è la quantità di Biossido di cloro che rispetta la normativa per l’acqua da bere

L’utilizzo del biossido di cloro non rilascia sottoprodotti di disinfezione che potrebbero pregiudicare in qualche modo la potabilità dell’acqua che circola in un impianto.

Tuttavia, la quantità massima di dosaggio di biossido di cloro consigliato dalla Comunità Europea è di 0,4 mg/l, che è lo stesso valore di concentrazione previsto dallo standard tedesco per l’acqua potabile (TrinkwV2001).

In Italia il D. Lgs. n. 31/2001 che attua la direttiva 98/83/CE  relativa alla qualità dell’acqua destinata al consumo umano, stabilisce che il valore di cloro residuo rimasto nell’acqua dopo la disinfezione non può essere superiore a 0,2 mg/l.

Biossido di cloro, svantaggi, pericolosità e sicurezza di questo disinfettante

Non ci sono particolari controindicazioni all’utilizzo del biossido di cloro nella prevenzione e nel trattamento della contaminazione da Legionella nelle reti idriche.

Ma, al di là dei vantaggi illustrati in precedenza e della sicurezza di questa sostanza per la potabilità dell’acqua, va detto che il Biossido di Cloro presenta anche alcuni svantaggi.

Se in una soluzione acquosa il gas rimane abbastanza stabile, sotto forma gassosa può risultare altamente esplosivo sotto pressione. Per questo, molto raramente viene conservato come gas.

Questa sua caratteristica è anche il motivo principale per cui il biossido di cloro non viene quasi mai trasportato, ma viene prodotto da personale altamente specializzato e sempre lavorato direttamente sul luogo in cui è necessario l’intervento di trattamento

Come si utilizza il Biossido di cloro nel trattamento anti legionella

Abbiamo visto come il Biossido di  Cloro sia un composto altamente instabile che tende a degradarsi anche molto rapidamente.

Questo si traduce sostanzialmente in due particolari modalità di utilizzo come vedremo dettagliatamente anche nei prossimi paragrafi.

Il primo consiste nel dosaggio di biossido di cloro stabilizzato (SCD). Il secondo, invece, riguarda la produzione in loco di biossido di cloro attraverso l’uso di speciali apparecchiature, ed il successivo dosaggio.

In entrambe le modalità, l’acqua di un impianto viene disinfettata aggiungendo in continuo il biossido di cloro (stabilizzato o generato in sito).

1.Dosaggio di biossido di cloro stabilizzato per il trattamento della Legionella

La stabilizzazione del biossido di cloro avviene con l’aggiunta di un ulteriore componente chimico. Questo processo è fondamentale per consentire uno stoccaggio facile della sostanza ed un trasporto in sicurezza, senza che si abbia una perdita di efficacia dell’azione disinfettante.

Per essere utilizzato, una volta trasportato presso il sito di intervento di bonifica, necessita di attivazione che avviene mediante diluizione di un attivatore che libera il potere disinfettante del biossido di cloro, in base all’utilizzo specifico che ne andrà fatto.

La regolazione ed il dosaggio della sostanza vengono effettuate con:

• Stazioni di dosaggio;
• Sistemi di dosaggio automatici.

Le stazioni di dosaggio rappresentano la modalità più semplice di dosaggio, ma anche quella che  implica un minore ingombro poiché tutti i componenti (valvole di aspirazione, valvola di mandata, iniettore e filtro),  sono installati direttamente sul serbatoio di stoccaggio graduato.

I sistemi di dosaggio automatici, invece, vengono impiegati per dosare in continuo sia il biossido di cloro stabilizzato che, come vedremo in seguito, quello prodotto in loco. La particolarità di questi sistemi è quella di dosare una quantità di biossido di cloro proporzionale  al valore di quello misurato in acqua attraverso una cella amperometrica apposita.

Il biossido di cloro stabilizzato rimane efficace per almeno 30 giorni. Trascorso questo periodo sarà necessario smaltire il residuo di prodotto non consumato e procedere alla sostituzione con una nuova tanica di prodotto.

2.Produzione e dosaggio del Biossido di Cloro in loco per trattare la Legionella

Il biossido di cloro può essere anche generato in loco facendo reagire tra loro Acido Cloridrico e Clorito di sodio.

Questa operazione consente da un lato di mantenere inalterata l’efficacia della sostanza, dall’altro implica anche costi minori, poiché questi due componenti chimici costano meno del Biossido di cloro stabilizzato.

Tuttavia, la produzione nel sito di intervento richiede l’utilizzo di apparecchiature costose come

• Generatori;
• Reattori;
• Sistemi di miscelazione e dosaggio.

Inoltre, è necessario provvedere a sistemi di sicurezza antincendio nell’area di intervento e al ricorso di personale specializzato. Tutti aspetti che aumentano i costi di gestione.

Impianti di biossido di cloro contro la Legionella: come sono fatti e come funzionano?

Un impianto di generazione e dosaggio di biossido di cloro fornisce questa sostanza in quantità volumetrica o proporzionale, in modo da offrire la massima protezione ed azione disinfettante per tutta l’estensione dell’impianto ed il volume di acqua da trattare.

Un generatore di biossido di cloro ha capacità di produzione quasi sempre adeguata all’impianto che deve essere disinfettato. La scelta della concentrazione di biossido di cloro da utilizzare, invece, viene fatta considerando  la natura dell’impianto stesso, le caratteristiche chimiche dell’acqua, i consumi idrici e il livello di contaminazione.

Solitamente viene immessa a monte dell’impianto una concentrazione di circa 0,2-0,4 mg/l sufficiente per un dosaggio in continuo.

In presenza di Legionella però, si potrà rendere necessario un trattamento shock, durante il quale la concentrazione di Biossido di Cloro può variare da 1 a 50 mg/l, a seconda della condizione di contaminazione e del tempo a disposizione per effettuare la bonifica completa dell’impianto.

La particolarità degli impianti di produzione e dosaggio continuo è che la concentrazione di biossido di cloro nell’acqua viene monitorata costantemente, attraverso specifici sensori, così da rilasciare una concentrazione che sia realmente efficace nel contenere la Legionella

Questi impianti sono solitamente composti da:

• Centralina con display touch screen che gestisce l’intero sistema;
• Serbatoio di accumulo;
• Contatore lancia impulsi che alimenta l’impianto e attiva la pompa dosatrice;
• Pompa dosatrice che immette una quantità stabilita di biossido di cloro;
• Cella amperometrica, che misura la quantità residua del composto e attiva un ulteriore pompa per immettere la quantità mancante;
• Eventuali sensori di livello e di rilevazione del gas in aria;
• Flussimetri;
• Valvole di sicurezza.

Il funzionamento è molto semplice: il Biossido di Cloro prodotto viene dirottato, mediante condotte pressurizzate, in un apposito serbatoio di stoccaggio da cui viene prelevato mediante pompe dosatrici, che lo immetteranno in uno o in più circuiti idraulici.

Quanto è efficace il Biossido di Cloro nel risolvere il problema Legionella?

Il biossido di cloro per quanto possa considerarsi tra i metodi più efficaci nel contrastare il Rischio Legionella, va sempre contestualizzato in un sistema di intervento più ampio.

Si tratta, infatti, di una delle tante azioni necessarie a contenere il problema Legionella. Un problema che richiede l’utilizzo di un protocollo di azione completo.

Se si vuole realmente contrastare e contenere la Legionella nel lungo periodo bisogna tener presente alcuni aspetti fondamentali della questione:

1. Il batterio legionella non può essere eliminato del tutto perché non è un fenomeno statico;
2. Interventi shock servono ad eliminare temporaneamente il batterio, ma non gli impediscono di proliferare nuovamente in futuro;
3. L’installazione di sistemi di dosaggio continuo di Biossido di Cloro non è mai sufficiente ad arginare il problema.

Serve quindi un intervento armonico che comprenda misure efficaci di prevenzione, di controllo e di bonifica, come LegionellaZero®, un approccio scientifico ed integrato che contempla in 5 step fondamentali, tutte le attività necessarie al miglior contenimento possibile del batterio Legionella.