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Potabilizzazione per filtrazione

Potabilizzazione per filtrazione meccanica

Il principio per il quale una acqua di dubbia natura diviene potenzialmente potabile, mediante filtrazione, consiste nella capacità di un filtro / setto poroso di trattenere, per cui eliminare, qualsiasi corpo avente una dimensione superiore al diametro dei “fori” presenti sul filtro, o sul setto. Per tanto, poichè qualsiasi elemento, compresi il singolo componente chimico, ha una determinata, o prevedibile, dimensione per eliminarlo è sufficiente adeguare il filtro / setto a quella determinata dimensione. Gli inquinanti presenti nell'acqua possono essere di varia natura ma per nostra comodità di esposizione, e per la natura delle informazioni contenute in questo documento che non vuole essere di certo una trattazione a 360° ma solo fornire delle chiare linee guida, riduciamo sostanzialmente a tre tipologie di inquinanti, ovvero, virus, batteri ed elementi chimici vari; fra gli inquinanti chimici vanno annoverati anche pesticidi, erbicidi e metalli a livello molecolare (ioni). La tabella che segue rappresenta, indicativamente, le dimensioni degli elementi più comuni che si potrebbero riscontrare, nel nostro caso, nell'acqua.



Da essa ricaviamo che:
  • i batteri, variano da 0.3 micrometri sino 1 micrometro
  • i virus, variano da circa 0.01 micrometri sino a 0.1 micrometri ma ve ne sono anche di dimensioni più elevate come i mimivirus o alcuni virus filamentosi
  • gli elementi chimici, variano da 0.2 nanometri sino a 5 nanometri

A titolo informativo si consideri che 1 micrometro, o micron, equivale a 1000 nanometri o un milionesimo di metro ovvero un millesimo di millimetro, per tanto, 1000 nm = 1 micron = 0.001 mm.

Anche se la tabella presenta una netta separazione fra, ad esempio, batteri e virus, a livello dimensionale, nella realtà si ha una certa sovrapposizione ed un certo sconfinamento, sempre a livello dimensionale, sia verso l'alto che verso il basso; ovvero anche se il grafico riporta i batteri da 0.3 micron a 1 micron nella realtà non è così improbabile ritrovare batteri nella regione del 0.1 o 0.2 oppure 1.1 e 1.2 micron ma è anche altrettanto plausibile che una notevole, e significativa, quantità dei vari batteri rientri appunto in quel determinato range dimensionale.

Nel “mondo” della filtrazione, oltre a riferirsi alla dimensione, si può utilizzare anche il peso molecolare approssimativo della massa dell'elemento come indice della capacità filtrante, ad esempio un setto filtrante pari a 4/500.000 MWCO (Molecolar Weight Cut Off) indica la capacità di trattenere elementi indicativamente sino ai batteri (esclusi), uno pari a 200.000 MWCO è in grado di separare/trattenere sino indicativamente ai virus (esclusi) mentre 10.000 MWCO rappresenta, circa, la capacità di separare/trattenere anche i virus.

Per tanto per trattenere:
  • i batteri, il filtro deve avere dei fori di diametro non superiore a 0.3 micron o non oltre i 300.000 MWCO
  • i virus, il filtro deve avere dei fori di diametro non superiore a 0.01 micron (10 nm) o non oltre i 10.000 MWCO
  • gli elementi chimici, il filtro deve avere dei fori di diametro non superiore a 0.2 nm o non oltre i 100 MWCO (sistemi filtranti con queste caratteristiche sono ottenuti mediante la tecnica dell'osmosi inversa e non attraverso semplici setti filtranti)

Storicamente sul mercato sono presenti, da svariati anni, filtri con un setto poroso pari a 0.3/0.2 micron o anche 0.1, i quali garantirebbero una filtrazione solo sino ai batteri (inclusi) ma, ultimamente, sono comparsi sul mercato anche dei sistemi filtranti, per l'escursionista o per le situazioni di emergenza ad esempio da calamità naturale, con fori del diametro di 0.01/0.02 micron (10/20 nm) i quali dovrebbero garantire di essere in grado di separare anche i virus. Un filtro da 0.3 o 0.2 o 0.1 micron sono sostanzialmente equivalenti e forniscono, se correttamente costruiti, utilizzati e mantenuti, dei metodi efficaci per rendere potabile l'acqua consapevoli, però, che né i virus né gli inquinanti chimici vengono trattenuti, per tanto, se presenti prima della filtrazione rimarranno anche dopo. Mentre un filtro da 0.01, o 0.02 micron, rappresenta un sistema che non solo garantirebbe l'eliminazione dei batteri ma anche dei virus, per tanto, è da considerarsi come un filtro molto più selettivo ed efficace nel contesto della potabilizzazione dell'acqua, talmente efficace che si potrebbe considerare inutile un eventuale trattamento aggiuntivo, ad esempio di tipo chimico o mediante raggi u.v., per inattivare i virus, trattamento che invece nel caso di filtri da 0.3/0.2 micron potrebbe ritenersi necessario proprio per eliminare eventuali virus.

I filtri più diffusi hanno, normalmente, questi componenti:
  • prefiltro, per una filtrazione grossolana per escludere corpi di elevati dimensione come ad esempio fili d'erba o alghe, spesso è presente anche un galleggiante per non far affondare completamente il prefiltro e aspirare, di conseguenza, della terra questo nel caso in cui il l'aspirazione avvenga immergendo un tubo
  • elemento aspirante, normalmente realizzato mediante un pompa a stantuffo azionata da una leva o da una semplice asta; in alcuni casi la pompa a stantuffo può essere eliminata e l'acqua viene fatta attraversare “succhiando”, come se fosse una cannuccia, schiacciando una vescica (o borraccia) di raccolta dell'acqua inquinata o sfruttando la gravità (ad esempio con un secchio posto in posizione elevata rispetto a tutto il circuito)
  • corpo filtrante, ovvero, il setto poroso (il “cuore” del sistema) che può essere, ad esempio, di ceramica o di tessuto carta; indicativamente un filtro di ceramica (che può essere trattato superficialmente con un sale d'argento) può essere pulito e riutilizzato per molti litri mentre uno in tessuto carta è, sempre indicativamente, del tipo usa e getta ed hanno una autonomia operativa (litri filtrati) inferiore
  • carboni attivi, ovvero uno strato di carboni che per la loro natura sono in grado di adsorbire, ovvero trattenere, alcuni ioni di metalli e composti chimici oltre che sapori sgradevoli; non sono sempre presenti ed hanno una vita operativa inferiore al setto filtrante, inoltre, non possono essere rigenerati ma vanno sostituiti con frequenza onde evitare che gli elementi trattenuti vengano ceduti trasformando l'acqua da potabile in fortemente inquinata.

Acqua da trattare → Prefiltro → Aspirazione → Filtrazione → Carboni attivi → Acqua da bere​

La marca più conosciuta, e probabilmente quella con maggior esperienza nel settore dei filtri da 0.2/0.3 micron, è la svizzera Katadyn ma molte altre società realizzano prodotti di elevata qualità ed altrettanto funzionali e pratici come quelli svizzeri. A titolo puramente informativo, in considerazione della bassa diffusione al momento di produttori di filtri da 0.01/0.02 micron, la società Sawyer produce un filtro con questo grado di filtrazione.



Filtro visto in sezione (il setto filtrante in ceramica è il cilindro bianco da cui uscirà l'acqua trattata), vista nella realtà e cartuccia filtrante



Bottiglia con filtro inserito all'interno della medesima (il filtro è quel cilindro a destra)



Filtro marca Delios, si avvita ad una normale bottiglia di plastica che conterrà l'acqua da trattare



Analogo al Delios ma prodotto dalla Sawyer con un grado di filtrazione pari a 0.1 micron



Filtro in linea, il secchio viene posto in posizione più elevata del filtro (nella foto è il cilindro nero) e per gravità, l'acqua, verrà filtrata. Il filtro è della Sawyer pari a 0.02 micron.



Filtro che può essere collegato ad una vescica o usata come cannuccia succhiando direttamente l'acqua da trattare

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