Come funziona la filtrazione della doccia: portata, contatto e calore

Far passare l’acqua attraverso strati di materiali reattivi o adsorbenti prima che raggiunga l’erogatore è ciò che fa realmente una cartuccia filtrante per doccia: offre al cloro o alla cloramina presenti nell’acqua la possibilità di reagire con quei materiali o di aderirvi, invece di arrivare sulla pelle e sui capelli alla stessa concentrazione con cui è uscita dalle tubature. In pratica, il risultato dipende meno dal numero di «stadi» pubblicizzato sulla confezione e più da due variabili che agiscono in direzioni opposte: la velocità con cui l’acqua attraversa la cartuccia e la sua temperatura quando vi arriva. Le sezioni seguenti esaminano ciascuna di queste variabili e poi le applicano a un esempio concreto, il Soffione doccia con filtro Hydrion, così saprai cosa controllare nella pagina di ogni singolo prodotto prima di acquistarlo.

• È il tempo di contatto, non il numero di stadi, a determinare quanta filtrazione può avvenire. Anche una cartuccia con più strati deve lasciare l’acqua a contatto con essi abbastanza a lungo perché avvenga una reazione o un adsorbimento.
• Portata e tempo di contatto sono direttamente in competizione. La stessa cartuccia filtra in modo diverso con un flusso a filo rispetto a quando l’acqua scorre alla massima pressione, semplicemente perché l’acqua vi rimane per meno tempo.
• L’acqua calda modifica la chimica, non la interrompe. Le reazioni di disinfezione e l’adsorbimento sul carbone si comportano diversamente a temperature più elevate, ma il processo di base continua.
• «20 stadi» descrive un progetto, non un tasso di rimozione certificato. La pagina di un prodotto indica ciò che ha realizzato il produttore, non ciò che ha misurato un laboratorio indipendente.

Cosa fa realmente all’acqua una cartuccia filtrante per doccia

La maggior parte dei sistemi idrici municipali statunitensi mantiene nell’acqua un residuo di disinfettante, di solito cloro o cloramina, così che resti protetta dalla proliferazione batterica mentre percorre chilometri di condutture prima di raggiungere un’abitazione. La cloramina viene usata a questo scopo dagli anni ’30 proprio perché mantiene il suo potere disinfettante più a lungo nelle tubature rispetto al solo cloro; attualmente, più di un americano su cinque beve e si lava con acqua trattata con cloramina, che secondo l’EPA è sicura ai livelli utilizzati per il trattamento (fonte: Cloramine nell’acqua potabile). Avvertire odore o sapore di cloro nell’acqua del rubinetto è quindi un segno che il sistema funziona come previsto, non la prova che ci sia qualcosa che non va in casa.

L’acqua trattata passa attraverso una cartuccia filtrante per doccia prima di raggiungere l’erogatore e viene convogliata attraverso materiali che reagiscono chimicamente con il disinfettante oppure lo adsorbono su una superficie interna mentre l’acqua li attraversa. Quale dei due processi avvenga, e in che misura, dipende dai materiali specifici all’interno della cartuccia: un aspetto descritto nella scheda del prodotto, che di solito però non specifica ogni stadio nel dettaglio. È importante essere chiari sui limiti di qualsiasi filtro per doccia: è un dispositivo per il trattamento al punto d’uso, non un sostituto del trattamento dell’acqua per tutta la casa, e non è progettato per ridurre in modo significativo i minerali disciolti responsabili della durezza o il totale dei solidi disciolti, una distinzione approfondita in questa guida a cosa misura davvero il TDS.

Perché «stadi» descrive il progetto, non una certificazione di laboratorio

Quando una scheda indica, per esempio, che una cartuccia ha 20 stadi, descrive il numero di strati o passaggi previsti dal produttore, non una percentuale verificata di rimozione di uno specifico contaminante. Un progetto può davvero includere così tanti strati fisici senza essere mai stato testato da un laboratorio esterno secondo uno standard pubblicato: le due affermazioni non sono equivalenti. Prima di prendere per buono un numero, chi legge con attenzione controlla se la scheda descrive la struttura del prodotto o cita un test indipendente.

Portata e tempo di contatto: il compromesso che ogni filtro per doccia deve affrontare

Negli Stati Uniti, la normativa federale limita a 2,5 galloni statunitensi al minuto la portata di un soffione doccia residenziale standard; i soffioni doccia commercializzati come a basso flusso hanno in genere una portata nominale di 2,0 galloni al minuto o inferiore. La doccia media di un americano dura circa 8,2 minuti, con una portata di circa 2,1 galloni al minuto: ciò significa che durante una singola doccia passano attraverso il soffione circa 17 galloni d’acqua (fonte: Soffione doccia). Ognuno di quei galloni deve attraversare la stessa cartuccia e, più velocemente scorre, meno tempo passa a contatto con i materiali al suo interno.

È questo tempo di permanenza, più del numero di strati, a determinare il limite massimo della quantità di reazione o adsorbimento che può avvenire prima che l’acqua esca verso la pelle. Un piatto con un ampio getto o un elevato numero di ugelli modifica la sensazione del flusso quando esce dal soffione, ma non prolunga il tempo trascorso dall’acqua nella cartuccia: la pressione all’ugello e il tempo di contatto all’interno del filtro sono due aspetti diversi, regolati da parti diverse del progetto. Per questo motivo, la durata della cartuccia viene in genere indicata in mesi di utilizzo tipico anziché soltanto in volume d’acqua: una famiglia che fa docce più lunghe o più frequenti sottopone la stessa quantità di materiale filtrante a un numero complessivo maggiore di galloni in meno tempo, riducendone realisticamente la durata residua.

Perché l’acqua calda cambia il risultato

Il cloro aggiunto all’acqua è presente in parte sotto forma di acido ipocloroso e in parte come ione ipoclorito, a seconda del pH dell’acqua. Nei riferimenti sul trattamento dell’acqua, l’efficacia disinfettante di entrambe le forme dipende congiuntamente da concentrazione, tempo di contatto, pH, temperatura e quantità di materiale organico già presente nell’acqua, non da un singolo fattore isolato (fonte: Disinfezione con cloro). La temperatura è uno dei diversi fattori, non un interruttore che accende o spegne la chimica.

Il carbone attivo, il materiale su cui si basa la maggior parte dei filtri per doccia e rubinetto per rimuovere i composti a base di cloro, agisce soprattutto tramite adsorbimento fisico: le molecole aderiscono all’enorme superficie interna dei pori del carbone, anziché reagire chimicamente con esso. Questo processo è esotermico; per questo i produttori riattivano il carbone esausto riscaldandolo, in modo da far staccare dalla superficie il materiale adsorbito (fonte: Carbone attivo). Poiché l’adsorbimento libera calore, in genere è un po’ meno efficiente a temperature più elevate che a temperature più basse. L’acqua calda sottopone quindi lo stesso carbone a condizioni diverse e meno favorevoli rispetto all’acqua fredda (fonte: Adsorbimento).

Questo non significa che una doccia calda renda del tutto inefficace un filtro. Significa che la stessa cartuccia opera in condizioni misurabilmente diverse e che la direzione di questo cambiamento è una proprietà della chimica condivisa in generale dai materiali a base di carbone, non un difetto specifico di un marchio. Nessuno studio specifico sui filtri per doccia quantifica esattamente di quanto cambi il risultato per ogni variazione di temperatura; la spiegazione più corretta descrive quindi il meccanismo, senza promettere una percentuale misurata. Alcuni produttori di specifici materiali alternativi, come le leghe di rame e zinco commercializzate con il nome KDF, dichiarano che il loro prodotto continua a ridurre il cloro e i metalli pesanti solubili anche in acqua calda. Si tratta di un’affermazione del produttore relativa in generale a quel particolare tipo di materiale, riportata qui solo per spiegare come diverse tecnologie di filtrazione reagiscono al calore; non dice nulla sui materiali contenuti in una cartuccia specifica che non ne dichiari la composizione (fonte: Trattamento dei fluidi KDF).

Cosa controllare nella pagina di un filtro specifico

La scheda del Soffione doccia con filtro Hydrion indica una cartuccia a 20 stadi già installata, con una durata di circa tre mesi di utilizzo tipico, e un attacco con filettatura universale BSP da 1/2" pensato per adattarsi alla maggior parte dei bracci doccia esistenti senza bisogno di attrezzi aggiuntivi. La scheda non specifica i singoli materiali che compongono ciascuno dei 20 stadi; questo articolo considera quindi non dichiarata la composizione interna, anziché presumere una particolare tecnologia. È una lacuna ragionevole da aspettarsi in questa categoria, dato che la maggior parte dei filtri per doccia destinati ai consumatori descrive il progetto e l’intervallo di sostituzione senza specificare ogni strato.

Qualunque siano i materiali effettivi, il compromesso tra portata e tempo di contatto e l’effetto della temperatura descritti sopra valgono per qualsiasi filtro per doccia a cartuccia, compreso questo. In pratica, i due dati da controllare in questa scheda o in una scheda simile sono l’intervallo di sostituzione dichiarato per la cartuccia, che dà un’indicazione di quanto il produttore preveda che si consumino i materiali filtranti, e le specifiche della filettatura, perché un’incompatibilità è il motivo più comune per cui un filtro altrimenti adatto non si monta in un determinato bagno. Per approfondire la compatibilità degli attacchi, consulta l’articolo correlato sulla compatibilità di filettature e flessibili doccia.

Aspettative realistiche prima di acquistare un filtro per doccia

Limitato alla sola linea della doccia, un filtro per doccia è un dispositivo per il trattamento al punto d’uso, non un sostituto di un sistema di filtrazione per tutta la casa installato sulla tubazione principale dell’acqua: sono soluzioni che rispondono a problemi diversi e vengono messe a confronto diretto di solito in questa guida alla filtrazione al punto d’ingresso e per tutta la casa. Analogamente, non ci si aspetta che un filtro per doccia modifichi in modo significativo la quantità totale di solidi disciolti o il contenuto di minerali disciolti responsabili della durezza dell’acqua, perché né l’adsorbimento sul carbone né la maggior parte dei materiali reattivi sono stati progettati per rimuovere minerali disciolti.

Prima dell’acquisto, bastano due verifiche per coprire la maggior parte degli aspetti pratici: controllare che la misura della filettatura sia compatibile con il braccio doccia o il flessibile e annotare l’intervallo di sostituzione della cartuccia indicato dal produttore, così da sapere quale manutenzione periodica aspettarsi. Chi desidera un confronto più approfondito tra i tipi di materiali a base di carbone, o sta valutando in particolare la pressione dell’acqua rispetto alla filtrazione, può proseguire con l’approfondimento sui materiali a base di carbone e il tempo di contatto o l’articolo sulla bassa pressione dell’acqua e i filtri per doccia. Per chi vuole vedere le stesse domande su portata, tempo di contatto e intervallo di sostituzione della cartuccia applicate a un modello specifico, le specifiche riportate per il Soffione doccia con filtro Hydrion sono un buon punto di partenza per verificare se l’attacco e il programma di manutenzione sono adatti a un determinato bagno e alle proprie abitudini.