Il pH dell'acqua: come si misura, cosa significa
Il pH è una scala logaritmica che misura la concentrazione di ioni idrogeno in soluzione e va da 0 (estremamente acido) a 14 (estremamente basico). Il valore 7 indica la neutralità, tipica dell'acqua distillata a 25 gradi. Il D.Lgs. 18/2023 ammette per le acque destinate al consumo umano un intervallo fra 6,5 e 9,5.
Il pH dell'acqua potabile non dipende solo dal contenuto di sali e gas disciolti, ma anche dalle reazioni con i materiali della rete. Un'acqua leggermente acida tende a sciogliere calce, ferro e rame, mentre un'acqua basica può portare alla precipitazione di carbonati. Per questo gli acquedotti dosano correttori di pH e impongono finestre operative ben più strette del range di legge.
Acqua aggressiva e acqua incrostante
Si dice aggressiva un'acqua che tende a corrodere le superfici metalliche, e incrostante un'acqua che invece deposita strati di carbonato di calcio. Entrambi gli estremi sono problematici: la corrosione perfora le tubature e rilascia metalli, l'incrostazione restringe le sezioni di passaggio e riduce l'efficienza dei boiler.
Il punto di equilibrio dipende dall'interazione fra durezza calcica, alcalinità totale, pH, temperatura e salinità complessiva. Un'acqua di montagna leggera e povera di sali tende ad essere aggressiva, mentre un'acqua di falda profonda ricca di carbonati è spesso incrostante. Le acque potabili migliori sotto questo profilo si collocano in una stretta finestra intermedia.
L'indice di Langelier (LSI): la formula semplice
Proposto nel 1936 da Wilfred Langelier, l'indice di saturazione (LSI) si calcola come la differenza fra il pH reale dell'acqua e il pH teorico di saturazione del carbonato di calcio: LSI = pH - pHs. Il pHs è ricavato da una formula empirica che tiene conto di temperatura, durezza calcica, alcalinità e contenuto di solidi totali disciolti.
Il significato pratico è chiaro: un LSI vicino allo zero indica un'acqua in equilibrio con il carbonato. Valori positivi (LSI > 0,3) segnalano una tendenza all'incrostazione, valori negativi (LSI < -0,3) un comportamento aggressivo. Le società di gestione degli acquedotti puntano in genere a un LSI compreso fra -0,2 e +0,2 per minimizzare problemi di rete e di utenza.
- LSI > +0,5: acqua nettamente incrostante.
- LSI fra -0,3 e +0,3: zona di equilibrio.
- LSI < -0,5: acqua nettamente aggressiva.
- Valori limite di legge per pH: 6,5-9,5.
I limiti dell'indice di Langelier
L'LSI è utile ma non racconta tutto. È un indice termodinamico che descrive la tendenza al deposito o alla dissoluzione del carbonato di calcio, ma non tiene conto della cinetica del fenomeno: due acque con lo stesso LSI possono comportarsi diversamente perché reagiscono a velocità diverse.
Inoltre l'indice non considera la presenza di cloruri, solfati e altri ioni che possono accelerare la corrosione anche in condizioni teoricamente equilibrate. Per questo nella pratica ingegneristica si usano altri indici complementari, come l'indice di Ryznar e l'indice di Larson per la valutazione della corrosività verso acciaio e ghisa.
Tubature di rame: il caso più sensibile
Il rame è uno dei materiali più diffusi nell'impianto domestico per la sua durabilità e per le proprietà antibatteriche. Tuttavia il rame è sensibile ad acque con pH inferiore a 6,5 o con concentrazioni anomale di cloruri e solfati: in questi casi possono formarsi pittings, piccole forature localizzate che producono perdite puntuali.
Il rilascio di rame in soluzione, oltre a danneggiare gli impianti, può portare a superamenti del limite di 2,0 mg/L stabilito dal D.Lgs. 18/2023. Per limitare il fenomeno è importante che gli acquedotti mantengano un pH stabile in zona neutra e che le installazioni domestiche siano realizzate con criteri tecnici corretti.
Quando misurare LSI per il proprio impianto
Per le utenze allacciate ad acquedotti pubblici la verifica dell'aggressività è raramente necessaria, perché il gestore monitora costantemente il proprio reticolo. Diverso è il caso delle utenze private servite da pozzo o sorgente: in questi casi la valutazione dell'indice di Langelier è una buona pratica per anticipare problemi sulla rete domestica.
Per un calcolo affidabile servono misure simultanee di pH, durezza calcica, alcalinità totale, temperatura e conducibilità: un set tipicamente offerto dai laboratori accreditati per le analisi delle acque destinate al consumo umano. Il kit di prelievo a domicilio con refertazione di laboratorio di Labservice include tutti i parametri necessari al calcolo dell'LSI per pozzi privati e sorgenti.