Le sostanze, le particelle, i sali e le impurità presenti nell'impianto possono essere:
- contenute nell'acqua di riempimento o reintegro e dipendono dalla provenienza dell'acqua (pozzo, acquedotto);
- residui derivanti dalle operazioni di installazione o manutenzione dell'impianto;
- generate all'interno dell'impianto quali prodotti di ossidazioni e corrosioni, residui di incrostazioni e crescite batteriche.
Le problematiche che si originano in seguito alla presenza di tali sostanze non sono solo di ordine meccanico (occlusioni, abrasioni, grippaggi) ma anche di ordine chimico ed elettrochimico. Si pensi ad esempio che tutti i depositi possono innescare nuove corrosioni da sottodeposito andando ad aumentare in modo esponenziale lo sviluppo di fenomeni corrosivi.
Le sostanze contenute nell'acqua di riempimento possono essere particelle organiche, quali batteri e alghe, non organiche come le sabbie e il limo, oppure sali e ioni solubili.
Tra le particelle generate dalle operazioni di installazione troviamo alcuni residui di lavorazione dei componenti quali sbavature metalliche, sabbie di fusione, grumi e scaglie di vernice, residui di materiali di tenuta (canapa e nastri in teflon) o di lubrificanti (oli e grassi).
Le impurità generate invece da fenomeni all'interno degli impianti quali ossidazioni, corrosioni o crescite batteriche si formano durante l'esercizio.
Come abbiamo accennato, le maggiori problematiche degli impianti sono quelle causate proprio dalle sostanze che si generano al loro interno: sono le più pericolose e possono pregiudicarne seriamente l'efficienza.
Tutte queste sostanze contenute all'interno dell'acqua possono essere:
- in soluzione
- in sospensione
- in forma colloidale.
Sostanze in soluzione
Le sostanze in soluzione formano con l'acqua dei legami veri e propri e non si separano nemmeno per effetto di agitazione dell'acqua. Di solito le sostanze in soluzione mantengono l'acqua limpida e trasparente. Alcuni composti in soluzione, per effetto della temperatura, passano in sospensione, come ad esempio le incrostazioni calcaree. Le sostanze che passano facilmente in soluzione sono gli ioni, i sali, i gas e, in parte i batteri fino a che, aggregandosi, formano dei colloidi.
Il ferro
In concentrazioni elevate è sintomo di fenomeni corrosivi all'interno dell'impianto; può causare, a sua volta, depositi o corrosioni secondarie. Conferisce (in alte concentrazioni) una colorazione rossastra all'acqua.
Il manganese
È presente nell'acqua di riempimento ma difficilmente la sua concentrazione aumenta negli impianti di riscaldamento per effetto delle corrosioni. Elevati quantitativi di ossidi di manganese possono creare incrostazioni.
Il rame
Difficilmente è presente in concentrazioni apprezzabili nell'acqua di riempimento ma deriva da processi corrosivi in atto. In concentrazioni elevate, può dare origine a corrosioni localizzate molto pericolose.
Gli ioni nitrato, solfato e cloruro
Provengono dall'acqua di alimentazione e pertanto sono di solito entro i limiti previsti. La concentrazione può aumentare con l'utilizzo di alcuni prodotti o trattamenti chimici, in tal caso si possono presentare fenomeni di corrosione localizzata.
L'ammoniaca
È presente negli impianti di riscaldamento, ai tipici valori di pH, sotto forma di ione ammonio, che può causare corrosioni specialmente sui componenti in rame.
L'alluminio
Non è di solito rilevabile nell'acqua di riempimento.
Elevati quantitativi all'interno del circuito chiuso sono sintomo di corrosioni in atto o di utilizzo di anodi sacrificali in alluminio per la protezione di alcuni componenti dell'impianto.
Nei circuiti chiusi, la corrosione dell'alluminio provoca formazione di idrogeno gassoso.
Sostanze in forma sospensione
Le sostanze in sospensione sono particelle con pesi specifici tali per cui non formano dei legami veri e propri e rimangono in circolo nell'acqua oppure si depositano formando incrostazioni. La miscela di particelle in sospensione rende l'acqua opaca e torbida. Le tipiche particelle che si trovano in sospensione nell'acqua sono la sabbia, il limo e i residui di lavorazioni.
Sostanze in forma colloidale
Le sostanze colloidali (o colloidi) sono finemente disperse nell'acqua senza essere in soluzione, cioè senza avere un vero legame con l'acqua. L'acqua contenente colloidi ha una colorazione caratteristica a seconda della tipologia di colloide stesso, pertanto non è trasparente.
Un colloide si può separare dall'acqua sia per effetto della temperatura che per effetto dell'agitazione. I colloidi, così come sono, non possono depositarsi per decantazione, a meno che non vengano aggiunte all'acqua altre sostanze che li fanno precipitare. Possono però depositarsi e formare incrostazioni in alcuni punti critici dell'impianto in cui la temperatura risulta particolarmente elevata (per esempio negli scambiatori).
Inoltre, con lo scorrimento, possono creare abrasioni sui materiali. L'esempio più tipico di colloide che si può trovare nell'acqua di un impianto di riscaldamento è la magnetite, un ossido di ferro.
Un ossido è un composto chimico che si ottiene dalla reazione dell'ossigeno con un altro elemento.
Negli impianti di riscaldamento gli ossidi sono residui di corrosioni o micro-corrosioni elettrolitiche. Gli ossidi di ferro si depositano prima come fanghi nel punto in cui è avvenuta la corrosione e, successivamente, si trasformano in vere e proprie incrostazioni quando raggiungono lo scambiatore e subiscono un processo di indurimento per effetto dell'innalzamento della temperatura.
Gli ossidi di ferro, essendo magnetici, possono essere separati dall'acqua dell'impianto tramite i magneti; sarebbe altrimenti difficile intercettarli completamente con i normali sistemi di filtrazione e defangazione.