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Rivista Idraulica 54

Caratteristiche chimiche e chimico-fisiche dell'acqua

Le caratteristiche dell'acqua impiegata negli impianti termici influiscono in modo significativo sul funzionamento e sulla resa dell'impianto.

I parametri principali da verificare e tenere sotto controllo sono i seguenti:

  • aspetto
  • temperatura
  • pH
  • durezza
  • conducibilità elettrica
  • solidi totali disciolti
  • alcalinità 

È importante inoltre verificare i quantitativi presenti di:

  • ferro
  • manganese
  • rame
  • ioni cloruro, solfato e nitrato
  • ammoniaca e ione ammonio
  • alluminio
  • formazioni microbiologiche

Valori elevati di ferro e rame indicano fenomeni corrosivi in atto da eliminare. Anche valori alti di cloruri possono causare problemi di corrosione a contatto con particolari metalli (cloruri con taluni acciai inossidabili) sebbene in un'acqua potabile tali limiti siano sempre rispettati.

Dipende dalla presenza di sostanze e impurità in sospensione, colloidali o in soluzione che possono precipitare. Come vedremo meglio in seguito tali sostanze provocano incrostazioni, corrosioni, abrasioni, sviluppi biologici e talvolta formazione di schiume.

Influenza in modo più o meno rapido l'innesco di diversi fenomeni quali incrostazioni, corrosioni e crescite microbiologiche.

Esprime il grado di basicità (pH > 7) o acidità (pH < 7) di una soluzione acquosa ed è un parametro base per valutarne la corrosività. 

Un'acqua acida può provocare corrosioni, un'acqua basica può contribuire in modo significativo allo sviluppo di incrostazioni e crescite microbiologiche.

Tabella durezza dell'acqua

La durezza totale esprime la somma di tutti i sali di calcio e magnesio che si trovano disciolti nell'acqua dell'impianto e si esprime comunemente in °f (gradi francesi). 

La durezza temporanea, che normalmente si prende in considerazione, esprime la somma dei soli bicarbonati di calcio e magnesio ed è responsabile dei fenomeni di incrostazione.

I bicarbonati di calcio e magnesio sono chimicamente in equilibrio con i carbonati (di calcio e magnesio), l'acqua e l'anidride carbonica.

All'aumentare della temperatura i bicarbonati solubili si trasformano in carbonati insolubili formando incrostazioni calcaree e liberando anidride carbonica.

Esprime la quantità di sali contenuta nell'acqua e viene solitamente espressa in μS/cm. Spesso coincide con il residuo fisso, cioè la quantità di sali pesata in un campione d'acqua dopo essicamento a 180°C. Elevati valori di conducibilità elettrica possono causare corrosioni, incrostazioni o depositi.

La conducibilità elettrica non può essere stimata dal valore di durezza.

Rappresentano la somma di tutte le sostanze presenti nell'acqua, che siano disciolte o colloidali.

Rappresenta la capacità di una soluzione acquosa di "regolare" le variazioni di pH, neutralizzando gli acidi e svolgendo un'azione tampone. È una proprietà importante per contrastare molti fenomeni corrosivi poiché direttamente legato al pH e alla durezza temporanea. Valori eccessivi possono creare schiuma e favorire la formazione di depositi ed incrostazioni. Valori troppo bassi, al contrario, indicano una bassa capacità di contrastare le variazioni di pH aumentando la probabilità di fenomeni corrosivi. Si esprime in mg/l di CaCO3.

La presenza di ossigeno è probabilmente il fattore più importante poiché, nonostante la disaerazione dell'impianto dopo il riempimento iniziale, non si trovano mai impianti completamente privi di ossigeno. La reazione più semplice a cui partecipa l'ossigeno è quella con leghe di ferro (o acciaio o ghisa) che produce ossido di ferro (magnetite) e gas idrogeno.

L'idrogeno generalmente si accumula in alcuni punti particolari dell'impianto, quali ad esempio la parte alta dei radiatori, producendo di conseguenza una zona fredda. La presenza di idrogeno è spesso avvertita sottoforma di sibili e rumori.

(*) in presenza di alluminio e leghe leggere (**) parametro soddisfatto con acqua potabile. Per acciai senza molibdeno è bene mantenere tale valore al di sotto dei 50 mg/l.

I parametri chimici e chimico-fisici dell'acqua del circuito di riscaldamento devono rientrare nei limiti riportati in tabella; limiti che, fissati da leggi e norme vigenti, hanno lo scopo di ottimizzare il rendimento e la sicurezza dell’impianto, preservarlo nel tempo e minimizzare i consumi energetici.