Quali sono cause ed effetti della durezza dell'acqua e come migliorarla grazie ad un addolcitore

Durezza dell’acqua: cos’è, perché è importante e come migliorarla

Bere acqua è una delle azioni quotidiane più comuni che facciamo e che in realtà presenta una serie di criticità che spesso sottovalutiamo o ignoriamo del tutto. Una di queste riguarda la durezza dell’acqua.

Propriamente si tratta della concentrazione di ioni di calcio (Ca²⁺) e magnesio (Mg²⁺) disciolti nell’acqua. L’attenzione verso la durezza dell’acqua è dovuta essenzialmente alla capacità degli ioni di calcio di formare incrostazioni o depositi nelle tubature e negli impianti che utilizzano l’acqua così come avere effetti sulla salute dell’uomo.

Dal punto di vista prettamente scientifico la durezza dell’acqua viene definita come la somma delle concentrazioni di calcio e magnesio e viene espressa in equivalenti di carbonio di calcio (CaCO3).

È un fattore che può essere classificato in durezza temporanea e durezza permanente. La durezza temporanea è quella dovuta essenzialmente agli ioni di calcio e magnesio che sono legati a bicarbonati (HCO3^-) e che possono essere rimossi tramite appositi trattamenti o anche la semplice bollitura.

La durezza permanente, invece, è dovuta agli ioni di calcio e magnesio che si legano a cloruri (CI^-) e solfati (SO4^2-) e che la bollitura non riesce a rimuovere.

Vediamo più da vicino cosa comporta una maggiore o minore durezza dell’acqua che beviamo e cosa fare per migliorarla.

• Indice contenuti
• Misurazione della durezza dell'acqua
• Fonti e cause della durezza dell'acqua
• Effetti della durezza dell'acqua
• Addolcitori per il trattamento dell’acqua
• Impatti ambientali della durezza dell'acqua
• Normative nazionali e internazionali e standard sulla durezza dell'acqua
• Risposte alle domande più comuni sul tema (FAQ)
• Conclusioni

 

Misurazione della durezza dell'acqua

Per identificare la durezza dell’acqua è possibile ricorrere a diversi metodi di analisi e differenti unità di misura. La differenza dipende anche se la misurazione viene condotta a livello domestico o in maniera più professionale all’interno di un laboratorio.

Le unità di misura impiegate per la durezza dell’acqua sono i gradi francesi (°f), i gradi tedeschi (°dH) e le parti per milione di carbonato di calcio (ppm). Il grado francese equivale a 10 mg/L di carbonato di calcio (CaCO3) nell’acqua.

Un grado tedesco, invece, corrisponde a 17.8 mg/L di carbonato di calcio (CaCO3) nell’acqua, mentre il ppm fa riferimento a un’unità che misura la concentrazione di calcio e magnesio nell’acqua e viene espressa come la quantità di CaCO3 in milligrammi per litro (mg/L).

Questo significa che una durezza di 10°f indica la presenza di 100 mg/L di CaCO3, mentre una durezza di 10°dH una presenza di circa 178 mg/L di CaCO3.

I metodi per testare la durezza dell’acqua si distinguono in: domestici e professionali. A livello domestico è possibile fare riferimento a dei kit che utilizzano particolari reagenti chimici che cambiano di colore proprio in base alla durezza dell’acqua.

La prova viene eseguita inserendo un campione di acqua in una provetta e dal colore ottenuto, facendo riferimento alla scala utilizzata, si ottiene il valore della durezza dell’acqua. È un metodo pratico, economico e rapido.

Per una valutazione più professionale si fa riferimento, invece, alle analisi di laboratorio che utilizzano la spettrofotometria o la titolazione per quantificare la concentrazione esatta degli ioni di calcio e del magnesio. Si ricorre a questo tipo di analisi prevalentemente per scopi industriali e professionali.

Esistono anche strumenti di monitoraggio continuo per i quali, tramite appositi strumenti, si ha una lettura in tempo reale della durezza dell’acqua. Si tratta di un tipo di approccio impiegato soprattutto negli impianti di trattamento dell’acqua potabile o in quelli industriali nei quali è necessaria un rigoroso rispetto di alcuni parametri di qualità dell’acqua.

 

Fonti e cause della durezza dell'acqua

Da cosa dipende la durezza dell’acqua? I sali più comuni che influenzano questo parametro sono i solfati, i cloruri, i carbonati e i bicarbonati.

La loro differente concentrazione può dipendere innanzitutto da questioni geologiche e quindi geografiche in quanto l’acqua assorbe calcio e magnesio durante il suo passaggio attraverso rocce e suolo. Possono quindi esserci fonti e sorgenti che, per le loro caratteristiche, possono restituire un’acqua più o meno dura.

Molto dipende anche dal tipo di sorgente; le sorgenti sotterranee, infatti, tendono ad avere una maggiore durezza in quanto, durante il loro passaggio attraverso il terreno, l’acqua assorbe maggiori quantità di sali di calcio e magnesio.

Bisogna considerare anche la tipologia di rocce: quelle carbonatiche (come il gesso e il calcare) contengono concentrazioni di carbonato di calcio e altri minerali più elevate e, quindi, possono condizionare la durezza dell’acqua.

Infine svolgono un ruolo importante anche diverse attività umane. L’utilizzo di fertilizzanti agricoli a base di sali di calcio e magnesio, per esempio, può alterare la concentrazione degli ioni di calcio nelle acque (sia superficiali che sotterranee) ma anche gli scarichi industriali e le acque reflue possono avere concentrazioni elevate di sali minerali tali da aumentare significativamente la durezza dell’acqua.

 

Effetti della durezza dell'acqua

Come anticipato la durezza dell’acqua è un parametro da non sottovalutare viste le sue enormi implicazioni sia a livello domestico che, soprattutto, di salute.

Partiamo proprio d queste ricordando come l’assunzione di acqua con un eccesso di calcio e magnesio, per quanto non costituisce un danno diretto per la salute, può andare incontro a un eccesso di minerali che in alcuni soggetti può non avere conseguenze salutari.

I principali problemi sono invece da individuare nella salute della pelle e in quella del cuoio capelluto. L’acqua dura può lasciare sulla pelle dei residui minerali rendendola secca e maggiormente irritabile esponendola a condizioni dermatologiche specifiche come l’eczema.

Anche il cuoio capelluto può andare incontro a irritazioni con la formazione di forfora (e prurito) e la comparsa di capelli secchi e opachi.

L’acqua dura è inoltre responsabile di incrostazioni calcaree che si accumulano all’interno delle tubazioni dell’impianto idrico andando incontro a una riduzione del flusso d’acqua con il rischio di intasamenti e rotture.

Parallelamente il calcare può danneggiare i componenti di diversi elettrodomestici (specialmente la lavastoviglie e la lavatrice), ridurne l’efficienza (aumentando i costi delle bollette) e influenzarne negativamente la durata.

Senza sottovalutare l’impatto alimentare della durezza dell’acqua. Un’acqua di questo tipo, infatti, può condizionare il sapore e la consistenza degli alimenti durante le fasi di cottura. La durezza dell’acqua inoltre può incidere sull’efficacia di saponi e detergenti richiedendo per ottenere un risultato soddisfacente di aumentare la quantità di prodotto da utilizzare.

Con l’effetto di uno spreco e un inquinamento maggiori e il rischio di ritrovarsi con le superfici con la presenza di residui di sapone e calcare. Anche l’asciugatura dei panni lavati con un’acqua eccessivamente dura può essere più complessa (i tessuti diventano più rigidi) viene condizionata dalla durezza dell’acqua.

 

Addolcitori per il trattamento dell’acqua

Per ridurre la durezza dell’acqua esistono diverse soluzioni (detti addolcitori) che hanno lo scopo di eliminare la quantità di ioni di calcio e magnesio o il loro scambio. Tra le principali tecniche di addolcimento dell’acqua troviamo gli addolcitori a resina (scambiatori ionici) che, tramite la resina, catturano gli ioni di calcio e magnesio per sostituirli con lo iodio di sodio.

Il vantaggio è quello di avere uno strumento efficiente e capace di rigenerare grandi volumi d’acqua. Di contro, però, l’aumento di sodio può non essere allo stesso tempo del tutto sano.

L’altra grande tecnologia al servizio della riduzione della durezza dell’acqua è quella dell’osmosi inversa. È un processo di filtrazione che, tramite una membrana semipermeabile, è in grado di rimuovere diverse impurità, tra cui proprio il magnesio e gli ioni di calcio.

L’osmosi inversa ha il vantaggio di rimuovere numerosi contaminanti e produrre acqua di qualità anche da bere ma richiede l’utilizzo di grandi quantità di acqua e di costi di gestione per mantenere un’efficienza elevata.

Infine esistono gli addolcitori elettronici o magnetici che tramite campi elettrici o magnetici influenzano la struttura dei cristalli di calcio e magnesio impedendo che si formino le incrostazioni sulle superfici.

Il vantaggio di queste tecnologie è che hanno una bassa manutenzione e non richiedono l’utilizzo di sali o prodotti chimici, ma non rimuove del tutto la presenza degli ioni di calcio e del magnesio e la loro efficacia è molto variabile.

Oltre agli addolcitori ci sono anche i depuratori, che possono essere adatti a tutte le case perchè ne esistono di diversi tipi, anche poco visibili e che occupano poco spazio: Ne sono alcuni esempi i depuratori sottolavello e i depuratori sottozoccolo.

 

Impatti ambientali della durezza dell'acqua

Non meno importanti di quelli fino a questo momento analizzati sono le conseguenze della durezza dell’acqua in termini di sostenibilità. L’eccessiva durezza dell’acqua, infatti, può portare alla deposizione di incrostazioni calcaree sul letto dei fiumi, nei corsi d’acqua e all’interno delle zone umide.

La presenza di queste incrostazioni può alterare gli habitat naturali acquatici con importanti ripercussioni sulla biodiversità.

L’attenzione sulla durezza dell’acqua è estremamente importante nella prospettiva del rispetto dell’ambiente e della sostenibilità anche considerando l’impatto nel consumo di risorse di alcuni addolcitori (come quelli a resina), il consumo di energia (come i depuratori a osmosi inversa) e la produzione di rifiuti e residui (come le tecnologie che utilizzano il cloruro di sodio).

Va quindi promosso un uso responsabile delle risorse idriche investendo in tecnologie e soluzioni più efficienti favorendo l’adozione di politiche e regolamenti ambientali che consentano di favorire i sistemi acquatici.

 

Normative nazionali e internazionali e standard sulla durezza dell'acqua

Dal punto di vista normativo in Italia le leggi e le direttive di riferimento sono il DPR 236/1988 (che stabilisce i parametri per la qualità delle acque destinate al consumo umano) e il Decreto Ministeriale 443/1990 (che stabilisce quali sono i criteri per il controllo delle acque destinate al consumo umano prevedendo apposita sezione per i parametri sulla durezza dell’acqua).

A livello internazionale è utile richiamare le linee guida e le raccomandazioni dell’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) e le direttive dell’Unione Europea, soprattutto la Water Framework Directive (Direttiva Quadro sull’Acqua). Per approfondire, è possibile consultare le linee guida ufficiali dell'OMS sulla qualità dell'acqua potabile.

Gli standard internazionali sono quelli previsti dall’International Organization for Standardization (ISO), tra cui le norme tecniche sulla qualità dell’acqua UNI EN ISO 5667-3:2024 e UNI EN ISO 17294-1:2024.

In questo senso ci sono anche gli standard del National Sanitation Foundation (NFS) che sviluppa standard e certificazioni per i prodotti e i sistemi di trattamento dell’acqua.

 

Risposte alle domande più comuni sul tema (FAQ)

Cos'è la durezza dell'acqua?

La durezza dell'acqua si riferisce alla concentrazione di ioni di calcio (Ca^2+) e magnesio (Mg^2+) disciolti nell'acqua. Questi minerali contribuiscono alla formazione di incrostazioni e influenzano le sue proprietà.

Quali sono le unità di misura della durezza dell'acqua?

Le unità comuni sono i gradi francesi (°f), i gradi tedeschi (°dH) e le parti per milione (ppm) di carbonato di calcio (CaCO3), usati per esprimere la quantità di minerali nell'acqua.

Quali sono le cause della durezza dell'acqua?

La durezza dell'acqua è causata dalla dissoluzione di calcio e magnesio dalle rocce, dal suolo e dalle acque sotterranee durante il percolamento.

Come posso misurare la durezza dell'acqua a casa?

Puoi utilizzare kit test o strisce reattive per la durezza dell'acqua, disponibili per il monitoraggio rapido della durezza dell'acqua domestica.

Quali sono gli effetti sulla salute dell'acqua dura?

L'acqua dura può contribuire all'assunzione di calcio e magnesio nella dieta umana, beneficiando la salute delle ossa e dei denti.

Come influisce la durezza dell'acqua sugli elettrodomestici?

La durezza dell'acqua può causare la formazione di incrostazioni calcaree all'interno degli elettrodomestici come lavatrici e lavastoviglie, riducendone l'efficienza e la durata.

Cosa sono gli addolcitori d'acqua e come funzionano?

Gli addolcitori d'acqua sono dispositivi che rimuovono calcio e magnesio dall'acqua, sostituendoli con ioni di sodio tramite una resina scambiatrice di ioni, riducendo così la durezza.

Quali sono gli impatti ambientali della durezza dell'acqua?

La durezza dell'acqua può causare la deposizione di incrostazioni e alterare gli habitat acquatici, influenzando la vita acquatica e la biodiversità.

Ci sono normative e standard sulla durezza dell'acqua?

Sì, esistono normative nazionali e direttive europee che stabiliscono limiti e criteri di qualità per la durezza dell'acqua, garantendo la sicurezza e la salubrità dell'acqua potabile.

Qual è l'approccio sostenibile per trattare la durezza dell'acqua?

Un approccio sostenibile comprende l'uso di tecnologie efficienti dal punto di vista energetico, la gestione responsabile delle risorse idriche e la riduzione degli impatti ambientali dei trattamenti per l'addolcimento dell'acqua.

 

Conclusioni

Bere acqua è fondamentale per la vita (non solo quella umana, ma anche quella animale e vegetale) ed è importante prestare attenzione alle caratteristiche e alle proprietà dell’acqua che beviamo.