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 i biofilm meglio del cloro tradizionale ed evita la formazione dei sottoprodotti alogenati (come trialometani e acidi aloacetici) potenzialmente cancerogeni associati alla clorazione classica. Ma c’è una domanda a cui finora la letteratura scientifica non aveva risposto in modo sistematico: tutti i metodi di produzione del ClO₂ hanno lo stesso impatto ambientale? Oppure scegliere una via di sintesi piuttosto che 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 del 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 di acqua, acidificazione ed eutrofizzazione.
I risultati mostrano che la scelta del processo conta, e parecchio. L’impronta di carbonio varia del 35% tra il metodo migliore e il 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 risultano i più impattanti sotto il profilo 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.
Un dato interessante emerge dall’analisi dei contributi: 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. Significa che la leva ambientale più efficace non sta 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: sotto questo valore, tipico di Paesi come Norvegia, Francia o Svizzera, l’elettrochimica è la scelta migliore; sopra (ad esempio in reti dominate dal carbone) i suoi vantaggi climatici svaniscono. L’elettrochimica consuma inoltre più acqua delle 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, mix energetico locale, disponibilità d’acqua, vincoli normativi sui sottoprodotti inorganici (clorito e clorato), tipo di patogeni da trattare. Per microrganismi resistenti al cloro come Giardia e Cryptosporidium, ad esempio, il ClO₂ resta una scelta funzionalmente eccellente anche a fronte di impatti produttivi leggermente superiori.
Questo lavoro fornisce ai gestori dei servizi 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 presto leggere 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” More 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
