Per funzionare correttamente, le piscine necessitano di un impianto di ricircolo dell’acqua, cioè di un sistema in cui sono presenti impianti elettrici, idraulici, centraline di controllo dei parametri chimici e pompe di circolazione.
I sistemi di ricircolo nelle piscine ad acqua salata o termale vanno progettati con particolare attenzione: tutti i componenti devono essere opportunamente scelti e dimensionati in relazione alle caratteristiche chimico-fisiche dell’acqua di alimentazione.
1. Il sistema di ricircolo nelle piscine ad acqua salata o termale
Osservando la Figura 1, si può vedere che il sistema di ricircolo comprende una canaletta provvista di griglia protettiva, generalmente disposta su tutto il perimetro del bacino con lo scopo di raccogliere l’acqua di vasca e di convogliarla al serbatoio di accumulo (vasca di compenso). Da qui l’acqua, dopo aver subito gli idonei trattamenti di filtrazione meccanica e di trattamento chimico (disinfezione, controllo livelli di acidità e torbidità dell’acqua, contenimento della proliferazione delle alghe), viene immessa nei bacini destinati alla balneazione.
Lo schema sopra riportato evidenzia il dettaglio dell’impianto di ricircolo: il fluido utilizzato è l’acqua marina prelevata direttamente e convogliata nella vasca di compenso.
Per mezzo della Pompa 1 (di tipo centrifugo), dopo aver attraversato il pre-filtro F1 ed il filtro F2, l’acqua viene convogliata nella vasca di balneazione.
Le Valvole V1 – V4 – V6 – V7 sono di tipo a farfalla (in particolare, la V4 è a tre vie), mentre le Valvole V2 – V3 – V5 sono di tipo a sfera.
Sia per le caratteristiche chimico-fisiche di corrosione ed ossidazione tipiche dell’acqua marina sia per le sostanze chimiche utilizzate per il trattamento della stessa quali disinfettanti (acido ipocloroso), correttori di PH (acido cloridrico, acido solforico, idrossido di sodio), antialghe (poli ossietilene, poli idrossietilene), flocculanti (solfato di alluminio, cloruro ferrico), abbattitori di cloro (perossido di idrogeno, bisolfito di sodio), attenzione specifica deve essere prestata alla scelta dei materiali di tutti gli elementi che costituiscono l’impianto.
2. Le caratteristiche chimico-fisiche dell’acqua marina
La principale caratteristica dell’acqua di mare è da collegarsi al contenuto di sale in forma ionica. La salinità, cioè la quantità di sali disciolti nelle acque marine; varia da zona a zona ed è connessa ad alcuni fattori quali l’evaporazione, l’apporto di acqua dolce, le precipitazioni.
Dal livello di salinità dell’acqua marina dipendono le sue caratteristiche chimico-fisiche: densità, temperatura, pressione, conducibilità elettrica e corrosività.
I principali sali contenuti mediamente in un kg di acqua marina sono:
- cloruro di sodio: 27,123 g/kg;
- cloruro di magnesio: 3,807 g/kg;
- solfato di magnesio: 1,658 g/kg;
- solfato di calcio: 1,260 g/kg;
- solfato di potassio: 0,863 g/kg;
- carbonato di calcio: 0,123 g/kg;
- bromuro di magnesio: 0,076 g/kg.
Per la presenza di queste sostanze, negli impianti alimentati ad acqua marina l’utilizzo di materiali resistenti alla corrosione si rivela fondamentale per la durata di ogni singolo componente che lo costituisce.
3. Principali sostanze chimiche utilizzate per il trattamento delle acque nelle piscine di acqua di mare
Oltre alla corrosività del salina, in queste piscine bisogna considerare anche l’aggressività dei composti utilizzati per il trattamento dell’acqua.
Tra queste ci sono i disinfettanti, composti chimici atti a garantire la qualità dell’acqua con l’eliminazione di microorganismi patogeni ed il raggiungimento di una carica microbica tale da consentire la balneazione. Di questa categoria fanno parte tutte le sostanze contenenti acido ipocloroso, vero e proprio agente ossidante/ disinfettante.
Ci sono inoltre i correttori di PH (acido cloridrico, acido solforico, idrossido di sodio), che hanno la funzione di mantenere un valore di PH neutro compreso tra 6,5 e 7,5 garantendo concentrazioni di cloro libero disponibile a livelli efficaci per la disinfezione.
Fondamentali sono le sostanze antialghe (poli ossietilene, poli idrossietilene), che, come indica il termine stesso, esercitano una fortissima azione alghicida, antimicotica e battericida sinergica al cloro.
I flocculanti (solfato di alluminio, cloruro ferrico) sono invece sostanze chimiche coadiuvanti della filtrazione ed hanno la funzione di eliminare dall’acqua microscopiche sospensioni che possono provocare intorbidimento. I flocculanti idratandosi aumentano di volume dando luogo a fiocchi reticolati che si depositano sul letto di sabbia del filtro e ne aumentano la capacità filtrante.
Gli abbattitori di cloro (perossido di idrogeno, bisolfito di sodio) sono sostanze chimiche impiegate per la declorazione delle acque prima del loro scarico in fognatura, al suolo o in corpo idrico superficiale.
4. Case study: scelta e dimensionamento delle valvole a sfera mod. ASV Stubbe CL1 manuale
La società ASV Stubbe Italia s.r.l. mette a disposizione sul proprio sito web una vasta gamma di valvole adatte alle varie esigenze degli impianti con acqua di mare.
Con riferimento al sistema di ricircolo di una piscina alimentata ad acqua di mare sopra descritto, qui di seguito vengono illustrati i passi utili per la scelta della valvola a sfera più idonea.
Sono note le seguenti specifiche:
- applicazione: piscina pubblica;
- fluido: acqua marina;
- portata (Q): 100 l/min;
- temperatura dell’acqua (T): 20°C;
- massima caduta di pressione (Δpmax): 0,01 bar;
- pressione di esercizio (P): 2 bar.
Consultando il data sheet delle valvole a sfera commercializzate da ASV Stübbe, essendo l’acqua marina altamente corrosiva, in relazione alla portata (nota) Q= 100 l/min, la valvola a sfera più idonea è il mod. CL1, DN 40 mm.
Individuato il modello di valvola, dal diagramma “Portata – Caduta di pressione” fornito dal costruttore si verifica se la valvola rispetta il vincolo sulla massima caduta di pressione consentita Δpmax pari ad 0,01 bar.
La valvola scelta genera una caduta di pressione Δp=0,007 bar<Δpmax=0,01 bar per cui risulta idonea all’applicazione sopra descritta.
Si verifica ora l’idoneità dal punto di vista costruttivo (materiali della sfera e delle tenute).
Come si può notare dal diagramma in Figura 4, il punto di intersezione tra temperatura (nota) dell’acqua marina T=20°C e pressione di esercizio (nota) P=2 bar ricade all’interno dell’area di “lavoro” della valvola mod. CL1 in PVC-U che, di conseguenza, risulta idonea per il caso in esame dal punto di vista costruttivo.