Gli impianti termici sono spesso soggetti a inconvenienti come depositi, incrostazioni, e crescite biologiche; queste problematiche, legate alla qualità dell’acqua e alle sostanze in essa presenti, possono pregiudicare seriamente l’efficienza degli impianti determinando perdita di efficienza nello scambio termico, elevata rumorosità, rottura di apparecchiature e occlusioni delle linee.
Il trattamento dell’acqua, indispensabile per ridurre i costi e i consumi dell’impianto, va eseguito anche per ottemperare alle normative.
Per prevenire i fenomeni di incrostazione e corrosione, la normativa italiana (D.P.R. 59/2009 e normativa UNI 8065 per gli impianti civili) impone trattamenti specifici rivolti a:
- preservare i componenti nel tempo;
- assicurare duratura regolarità di funzionamento alle apparecchiature ausiliarie;
- minimizzare i consumi energetici.
Fra le problematiche sopracitate meritano particolare attenzione le incrostazioni calcaree : sono formazioni più o meno coerenti riconducibili alla durezza dell’acqua, cioè al suo contenuto di sali di calcio e magnesio. (La durezza viene generalmente espressa in gradi francesi (ºf, da non confondere con ºF, che sono i gradi Fahrenheit), un grado è pari a 10 mg di carbonato di calcio per litro d’acqua.)
Le acque molto “dure” (o ricche di calcio) contengono bicarbonati, sostanze solubili in acqua che possono originare carbonati secondo la reazione seguente:
Quando queste acque evaporano per effetto della temperatura si verifica un progressivo accumulo di carbonati di calcio, che si depositano sulle superfici di contatto.
Fig. 1: Tipiche incrostazioni calcaree nei componenti dell’impianto.
Gli effetti sull’impianto sono le ben note incrostazioni, che interessano le tubazioni e possono danneggiare anche le parti elettriche, oltre ad aumentare la richiesta di energia per il riscaldamento e per la circolazione dell’acqua stessa. I trattamenti a cui generalmente vengono sottoposte le acque di alimento degli impianti termici si possono dividere in due tipologie, come mostrato in tabella: i trattamenti fisici e chimico-fisici (detti anche “esterni”) e i condizionamenti chimici (detti anche “interni”).
Fig. 2: Tipologie di trattamenti anti-calcare per impianti termici.
Il trattamento fisico può avvenire tramite il cosiddetto condizionatore (o decalcificatore) magnetico, che consiste nel far passare l’acqua attraverso un potente campo magnetico. Il carbonato di calcio e tutti gli altri ioni disciolti nell’acqua vengono saturati elettricamente, il calcare non ha più la possibilità di formarsi e di depositarsi e assume forma cristallina, trasformandosi in aragonite, che viene facilmente trascinata via dall’acqua, evitando depositi dannosi.
Fig. 3: A sinistra: azione dei principali metodi per ridurre le incrostazioni calcaree. A destra: principio di funzionamento di un condizionatore magnetico.
Un trattamento di efficacia superiore è la demineralizzazione, applicabile sui circuiti chiusi degli impianti di climatizzazione: la demineralizzazione elimina completamente i sali presenti nell’acqua, riduce la conducibilità elettrica e stabilizza il pH, parametro chiave per la corrosione e per la formazione del calcare.
Il trattamento più comune tra i trattamenti chimico/fisici è l’addolcimento, nel quale il calcio e il magnesio, minerali poco solubili responsabili della durezza dell’acqua, vengono sostituiti con il sodio, più solubile. Fra i trattamenti chimici più usati ci sono gli addolcitori con resine e gli addolcitori con polifosfati. In entrambi i casi, gli addolcitori contribuiscono a ridurre gli ioni dei sali di calcio e di magnesio che determinano la durezza all’acqua tramite un processo chimico. Il calcare, aggredito chimicamente, si scompone e dà origine a sostanze diverse che non sono dannose per l’impianto.
Fig. 4: Trattamento delle acque negli impianti termici secondo la normativa vigente.
A seconda delle dimensioni dell’impianto e delle condizioni dell’acqua, si possono scegliere differenti soluzioni tecniche secondo quanto prescritto dalla normativa UNI 8065 (v. Fig 4 e 5).
Fig. 5: Soluzioni e trattamenti per le acque di un impianto termico: a sinistra per acque molto dure, a destra per acque più dolci.
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