Il biossido di cloro (ClO₂) è uno dei disinfettanti più utilizzati nel trattamento delle acque potabili: agisce su un’ampia gamma di microrganismi, mantiene la sua efficacia anche a pH elevati, penetra nei biofilm meglio del cloro tradizionale ed evita la formazione dei sottoprodotti alogenati potenzialmente cancerogeni (come trialomitani e acidi aloacetici) associati alla clorazione classica. Ma c’è una domanda a cui finora la letteratura scientifica non aveva risposto sistematicamente: tutti i metodi di produzione di ClO₂ hanno lo stesso impatto ambientale? O scegliere una via di sintesi rispetto a un’altra fa davvero la differenza?

Per rispondere a questa domanda, abbiamo condotto la prima Life Cycle Assessment (LCA) comparativa di dieci processi industriali di produzione di ClO₂, seguendo gli standard internazionali ISO 14040 e 14044 e utilizzando il database ecoinvent v3.8. L’unità di riferimento è 1 kg di ClO₂ prodotto e abbiamo valutato sei categorie di impatto: cambiamento climatico, ecotossicità delle acque dolci, tossicità umana, consumo idrico, acidificazione ed eutrofizzazione.

I risultati mostrano che la scelta del processo conta, e molto. L’impronta di carbonio varia del 35% tra il metodo migliore e quello peggiore (da 3,86 a 5,20 kg di CO₂ equivalente per kg di ClO₂), mentre la tossicità umana può variare fino a 6,6 volte. I processi basati sull’acido cloridrico sono quelli con il maggiore impatto tossicologico, mentre la via elettrochimica e quella basata su cloro e clorito di sodio (Cl₂ + NaClO₂) sono le più favorevoli in termini di emissioni climatiche.

Dall’analisi dei contributi emerge un dato interessante: nella maggior parte dei casi, non è la sintesi vera e propria del ClO₂ a pesare di più sull’ambiente, ma la produzione a monte dei reagenti precursori (clorato e clorito di sodio), che da sola spiega l’85-97% dell’impronta climatica complessiva. Ciò significa che la leva ambientale più efficace non risiede tanto nell’ottimizzazione del reattore, quanto nella decarbonizzazione delle filiere chimiche a monte.

C’è poi un risultato particolarmente rilevante dal punto di vista applicativo: la via elettrochimica, pur essendo la più “pulita” sulla carta, dipende fortemente dal mix energetico della rete elettrica. Abbiamo individuato una soglia critica di circa 0,35 kg di CO₂ per kWh: al di sotto di questo valore, tipico di paesi come Norvegia, Francia o Svizzera, l’elettrochimica è la scelta migliore; al di sopra (ad esempio, in reti dominate dal carbone) i suoi vantaggi climatici svaniscono. L’elettrochimica consuma inoltre più acqua rispetto alle alternative, un aspetto da non trascurare in contesti di scarsità idrica.

In sintesi: non esiste un metodo “vincitore assoluto”. La scelta migliore dipende dal contesto, dal mix energetico locale, dalla disponibilità idrica, dai vincoli normativi sui sottoprodotti inorganici (clorito e clorato), dal tipo di patogeni da trattare. Per microrganismi resistenti al cloro come Giardia e Cryptosporidium, ad esempio, il ClO₂ rimane una scelta funzionalmente eccellente anche a fronte di impatti di produzione leggermente superiori.

Questo lavoro fornisce ai gestori idrici e ai regolatori uno strumento quantitativo concreto per orientare le scelte tecnologiche secondo criteri di sostenibilità, e conferma quanto sia centrale, per un’azienda come la nostra impegnata nello sviluppo di strumentazione e sistemi di dosaggio, ragionare sul ciclo di vita complessivo delle tecnologie che proponiamo al mercato.

Chi volesse approfondire potrà leggere presto l’articolo completo sul Journal of Ecological Engineering, a firma di Andrea Macchia, Angelino Ermini, Irene Angela Colasanti, Mauro Francesco La Russa e Silvestro Antonio Ruffolo – frutto di una collaborazione tra EMEC S.r.l., YOCOCU APS, Università della Calabria e Università di Roma Tor Vergata, dal titolo “Environmental performance of industrial chlorine dioxide production methods: A life cycle assessment”. Maggiori info: https://www.jeeng.net/Environmental-performance-of-industrial-chlorine-dioxide-production-methods-A-life,220575,0,2.html

Andrea Macchia
, R&D Special Project