Dimensione dei pori delle membrane RO: cosa significa 0,0001 micron (e cosa no)

Nella pagina prodotto della membrana di stadio 2 Hydrion RO600, la dimensione dei pori è indicata come 0,0001 micron. La maggior parte delle cartucce per sedimenti, compresa quella di stadio 1 dello stesso sistema, ha una classificazione espressa in micron interi, per esempio 1 micron o 5 micron: è proprio il salto di quattro cifre decimali a rendere difficile immaginare il valore della membrana. Può essere utile mettere 0,0001 micron su una scala e confrontarlo con cose di cui si ha già un’idea, per poi chiarire con precisione che cosa descrive davvero questo dato: in genere, lo strato attivo di una membrana a osmosi inversa viene descritto come sostanzialmente solido, non come una superficie piena di fori numerabili; qui, quindi, «dimensione dei pori» è un valore di confronto, non la misura di una fessura individuata con un righello.

• Capello umano: circa 20-200 micron di diametro, abbastanza grande da poterlo vedere e percepire tra le dita.
• Batterio: circa 1-10 micron di lunghezza, già troppo piccolo per essere visto senza microscopio.
• Virus: circa 0,02-0,3 micron di diametro, ancora più piccolo della maggior parte dei batteri.
• Classificazione della membrana di stadio 2: 0,0001 micron, un valore inferiore persino all’intervallo dei virus, che corrisponde alla scala alla quale si descrive l’azione dello strato di reiezione della membrana.

Che cosa descrive davvero «0,0001 micron» in una scheda tecnica

Il dato compare nella tabella delle specifiche della membrana di stadio 2 Hydrion RO600, alla voce «dimensione dei pori». Le cartucce vicine della stessa categoria, comprese le comuni cartucce per sedimenti e i filtri a carbone, sono solitamente classificate come 1 micron o 5 micron: valori già abbastanza piccoli da trattenere graniglia e torbidità, ma ben lontani da quello della membrana. È proprio questa differenza a confondere chi è abituato a leggere specifiche dei filtri espresse in micron interi: non si tratta di una versione appena più fine della stessa classificazione, ma di una differenza di diversi ordini di grandezza. Il resto dell’articolo colloca questo dato su una scala familiare al lettore, poi spiega con chiarezza che cosa fa una membrana a osmosi inversa a questa scala e che cosa la classificazione dimostra, e non dimostra, riguardo all’acqua che produce.

Collocare 0,0001 micron su una scala di dimensioni

Da un capello a un virus, fino alla classificazione della membrana

Un capello umano ha un diametro di circa 20-200 micron (fonte: Micrometro – Wikipedia), ed è per questo uno dei pochi elementi di questo elenco che si possono valutare a occhio. Un batterio tipico misura circa 1-10 micron di lunghezza (fonte: Micrometro – Wikipedia), una dimensione già ben oltre il limite della vista senza ausili. Molti virus sferici hanno dimensioni ancora inferiori: circa 0,02-0,3 micron di diametro (fonte: Virus – Wikipedia). Ogni passaggio lungo questa scala corrisponde approssimativamente a un ordine di grandezza, e il valore dichiarato di 0,0001 micron della membrana si colloca al di sotto dell’intervallo dei virus, alla scala alla quale si descrive l’azione del suo strato di reiezione. Ecco perché ci si affida all’osmosi inversa quando una cartuccia per sedimenti da sola non basta: la classificazione descrive un tipo diverso di barriera, non semplicemente una versione più rigorosa della stessa.

Perché le membrane RO non sono davvero setacci pieni di fori

Il modello soluzione-diffusione, spiegato in parole semplici

Le classificazioni dei filtri a membrana vengono spesso confrontate usando valori indicativi delle dimensioni: pori delle membrane in generale da circa 0,1 a 5.000 nanometri, microfiltrazione da circa 50 nanometri in su, ultrafiltrazione da circa 3 nanometri in su e nanofiltrazione da circa 1 nanometro in su; l’osmosi inversa trattiene particelle superiori a circa 0,2 nanometri, ovvero circa 0,0002 micron, un valore dello stesso ordine di grandezza della classificazione di 0,0001 micron della membrana (fonte: Osmosi inversa – Wikipedia). Questi valori sono utili per confrontare le categorie, ma le membrane a osmosi inversa vengono solitamente descritte in modo diverso rispetto alle fasi precedenti dell’elenco: il loro strato attivo è generalmente considerato non poroso e respinge le sostanze disciolte attraverso solubilità e diffusione, anziché tramite fori distinti che una particella può attraversare oppure no (fonte: Osmosi inversa – Wikipedia). Secondo il modello accettato, da un lato le molecole d’acqua si dissolvono nello strato denso di polimero e diffondono attraverso di esso fino all’altro lato, proprio come un gas può attraversare un foglio di gomma senza che vi sia un foro visibile, anziché scorrere in canali aperti come l’acqua attraverso un filtro da caffè. In quest’ottica, «0,0001 micron» è un valore utile per confrontare la reiezione delle diverse fasi del filtro, non la misura di un foro rilevato e contato al microscopio.

Che cosa dimostra, e che cosa non dimostra, questa classificazione

La pagina prodotto della membrana di stadio 2 dichiara che riduce i solidi disciolti, i metalli pesanti, il fluoro e i PFAS, e che scarica l’acqua respinta con un rapporto di 2:1, producendo fino a circa 600 galloni, ovvero 2.270 litri, di acqua filtrata al giorno. Sono i dati dichiarati dal produttore per questo prodotto, non i risultati di un test di laboratorio indipendente; il modo corretto di leggere una scheda tecnica del genere è tenere presente questa distinzione, anziché dedurre che un dato implichi una certificazione che la pagina non dichiara. Poiché la reiezione nell’osmosi inversa dipende da fattori che vanno oltre le sole dimensioni, compresa la solubilità di una sostanza disciolta e la facilità con cui diffonde attraverso la membrana, lo stesso meccanismo che trattiene i contaminanti trattiene anche la maggior parte dei minerali disciolti. È uno dei motivi per cui la linea RO600 abbina questa membrana a una fase successiva che aggiunge minerali, invece di lasciare l’acqua completamente priva di sostanze disciolte; se questo compromesso ti interessa, vale la pena leggere a parte quanto l’osmosi inversa rimuove i minerali e perché esiste la remineralizzazione.

Il ruolo della membrana rispetto alle fasi precedenti

La cartuccia combinata per sedimenti e carbone, più grossolana e collocata allo stadio 1, trattiene per prima le particelle di sporco e riduce il sapore di cloro. In questo modo, la membrana molto più fine di stadio 2 non è la prima linea di difesa del sistema contro ciò che una cartuccia di base è già in grado di trattenere: interviene quando l’acqua è già relativamente pulita. Una membrana che lavora a questa scala comporta anche che una parte dell’acqua in ingresso venga deviata allo scarico anziché arrivare al rubinetto; questo è il compromesso pratico alla base del rapporto dichiarato di 2:1 tra acqua purificata e acqua di scarico del RO600. Che cosa fa davvero ogni fase di un sistema a osmosi inversa a 3, 5 o 7 stadi approfondisce l’intera sequenza più di quanto sia possibile fare qui; se invece vuoi conoscere l’intero processo, e non solo questo singolo dato, il punto di partenza migliore è la spiegazione completa del funzionamento dell’osmosi inversa, dall’inizio alla fine.

Quando il dato è utile per sostituire la membrana

Nulla di tutto questo cambia la manutenzione quotidiana della membrana, ma spiega perché la pagina prodotto lega la sua sostituzione alle prestazioni, anziché indicare soltanto una data fissa. La pagina prodotto Hydrion indica di sostituirla circa ogni 24 mesi o dopo circa 6.800-7.600 litri, anticipando la sostituzione se il valore TDS sul display sale ben oltre il livello abituale o se l’indicatore RO diventa rosso. Un aumento del valore TDS dopo mesi di letture stabili è il segnale pratico che le prestazioni di reiezione della membrana stanno peggiorando, anche se il dato di 0,0001 micron non cambia; che cosa misura davvero il valore TDS sul display spiega perché, tra una sostituzione e l’altra, è questo il dato da tenere d’occhio, non la specifica sulla dimensione dei pori. Per il programma completo di sostituzione di tutti e tre i filtri RO600, la tabella completa degli intervalli di sostituzione delle fasi PPC, membrana e TC presenta le scadenze fase per fase. Se la tua membrana si sta avvicinando a quel momento, nella pagina prodotto della membrana di stadio 2 trovi le indicazioni sull’installazione e sull’intervallo di sostituzione, accanto al sistema Hydrion Purity RO600 a cui è destinata.