La sicurezza nella progettazione degli impianti idrici: conoscenza e prevenzione

(Tratto da “Hospital & Public Health” n.2, Maggio-Agosto 2009)

Uno dei problemi principali che si devono affondare durante la fase di progettazione e manutenzione degli impianti idrici è quello della riduzione della proliferazione batterica; in particolare è necessario prestare attenzione al potenziale rischio biologico derivante dall’esposizione al batterio Legionella.

Legionella è un batterio ubiquitario presente in concentrazioni non rilevabili analiticamente in serbatoi acquatici naturali. Si ritiene che solo recentemente, grazie al progresso tecnologico che le ha fornito i mezzi per proliferare e trasmettersi all’uomo, Legionella abbia potuto esprimere la sua patogenicità. A questo proposito va citata la sintesi di P. Grimont dell’Istituto Pasteur di Parigi: “abbiamo dovuto attendere l’era della climatizzazione per constatare il potere patogeno di Legionella”.

Le condizioni che, in particolare, consentono a Legionella di proliferare e di portarsi a concentrazioni pericolose per la salute umana sono le seguenti:

• presenza di biofilm,
• presenza di amebe, alghe ed altri batteri (protozoi),
• temperatura dell’acqua compresa tra 20°C e 50°C,
• condizioni di stagnazione dell’acqua,
• valori di umidità prossimi al 60%,
• valori di pH compresi tra 5,4 e 8,1.

In riferimento alla concentrazione di Legionella ritenuta pericolosa per l’uomo, si precisa che, al momento, è difficile stabilire quale sia la dose infettante per l’uomo e, conseguentemente, non si ritiene utile, a fini epidemiologici, definire concentrazioni infettanti di Legionella in termini assoluti. E’ tuttavia opinione comune che concentrazioni di Legionella comprese tra 10²CFU/L e 10⁴CFU/L siano idonee a provocare un caso di infezione l’anno, mentre cariche comprese tra 10⁴CFU/L e 10⁶CFU/L possono provocare più di un caso.

Tabella n.1:   valori limite di concentrazioni di Legionella ammissibili (Linee Guida recanti indicazioni sulla legionellosi per i gestori di strutture turistico-recettive e termali, del 13/01/2005)

L’infezione da Legionella può dar luogo ad un insieme di forme cliniche che attualmente ci si limita a ricondurre a due condizioni fondamentali: la Malattia dei Legionari e la Febbre di Pontiac. La Malattia dei Legionari è caratterizzata da interessamento polmonare a carattere lobare con o senza manifestazioni extra-polmonari. La Febbre di Pontiac è una malattia ad andamento benigno, simil-influenzale, senza interessamento polmonare. L’infezione può, inoltre, manifestarsi anche in forma subclinica.

La legionellosi si acquisisce per inalazione di micro-goccioline di acqua infetta. Il rischio di contrarre la legionellosi dipende da diversi fattori, in particolare: la concentrazione di Legionella presente nell’acqua e lo stato fisico della persona.

Tutto ciò premesso appare evidente quanto sia importante seguire alcuni piccoli accorgimenti sia a livello progettuale che, successivamente, a livello manutentivo per ridurre la proliferazione di Legionella. Attualmente, le tecniche di bonifica maggiormente in uso, in base alla nostra esperienza, sono le seguenti:

• trattamenti termici: lo shock termico consiste nell’elevare la temperatura dell’acqua a valori superiori ai 70°C~80°C continuativamente per tre giorni e nel far scorrere acqua da rubinetti/docce quotidianamente per 30 minuti (è importante che la temperatura dell’acqua nei punti più distanti ecceda i 60°C). La disinfezione termica è caratterizzata dal mantenimento della temperatura, all’interno della rete e a monte della miscelazione con l’acqua fredda, a valori compresi tra 55°C e 60°C;
• clorazione: essa si distingue in continua e shock. Nel primo caso la quantità di disinfettante residuo deve essere compresa tra 1mg/L e 3mg/L; nel secondo, la quantità di cloro nell’impianto idrico raggiunge picchi fino a 50 mg/L.

La concentrazione di cloro necessaria per inattivare Legionella pn. è di almeno 3mg/L;

• ioni positivi di rame ed argento: tali metalli sono noti agenti battericidi; la concentrazione proposta di rame ed argento per la prevenzione della legionellosi nosocomiale è pari, rispettivamente, a 0,2mg/L~0,8mg/L e a 0,02mg/L~0,08mg/L.

Tali metodi vengono, però, spesso utilizzati in maniera indiscriminata senza tener conto delle caratteristiche tecniche dell’impianto idrico e con risultati che possono essere differenti da quelli che ci si aspettava.

Si considerino, per esempio, le tubazioni degli impianti idrici costruite in ferro zincato (la maggior parte degli impianti idrici delle strutture sanitarie esistenti sul territorio nazionale è costruito in tale materiale, soprattutto nel caso di strutture datate ): in questo caso lo shock termico e/o la disinfezione termica notturna non sono adatte poiché a temperature maggiori di 60°C si hanno fenomeni di dezincatura dei tubi. La norma UNI 9182 “Progettazione, collaudo e gestione degli impianti sanitari d’acqua fredda e calda”, appendice U, indica esplicitamente che “le tubazioni di acciaio zincato non devono essere impiegate per convogliare acqua con temperatura superiore a 60°C ”.

Non è applicabile nemmeno il metodo di bonifica a ioni di rame ed argento perché lo zinco disattiva gli ioni argento e, nel lungo termine, si ha un “effetto pila” con conseguente rilascio di zinco in acqua. A tale proposito, si riporta il caso di due strutture ospedaliere che si indicheranno con le lettere A e B (complessivamente circa 900 posti letto). L’impianto idrico della struttura A è costruito in parte in ferro zincato e in parte con tubi multistrato; le tubazioni della rete idrica della struttura B sono in ferro zincato nella parte più vecchia non ristrutturata e in tubazione multistrato e acciaio inox nella parte nuova ristrutturata. In entrambi i casi  la rete idrica viene trattata con un impianto a base di ioni di rame ed argento. Su richiesta del committente sono stati eseguiti una quarantina di campioni finalizzati alla ricerca di Legionella pn. e di rame, zinco ed argento al fine di verificare l’efficacia del metodo applicato e il possibile superamento dei limiti di potabilità dei parametri chimici sopra indicati.

Si ricorda che le concentrazioni massimi ammissibili (CMA) di rame, zinco, e argento, sono le seguenti:

• rame:             CMA = 1 mg/L (D. Lgs. 31/2001)
• zinco:             CMA = 3 mg/L (DPR 236/1998)
• argento:         CMA = 0,01 mg/L (DPR 236/1998)

Si precisa che il DPR 236/1998 è stato abrogato dal D.Lgs. 31/2001 ma restano ancora valide alcune specifiche ove non previste dal nuovo decreto legislativo.

Nel caso dello zinco è fissato dal DPR 236/1998 anche un valore guida (consigliato) pari a 0,1 mg/L.

Complessivamente si sono ottenuti i seguenti risultati:

Tabella n.2: risultati di analisi eseguite presso due strutture ospedaliere.

Nel caso di reti idriche nuove, bisogna prestare maggiore attenzione perché la rete stessa non è protetta dai depositi di calcare/biofilm. Si corre pertanto il rischio di micro-forare la tubazione.

Oggi si hanno molteplici possibilità circa il/i materiale/i con cui costruire la rete idrica. Le tubazioni possono essere costruite con:

• materiali plastici (es. PVC),
• acciaio inox,
• rame,
• multistrato.

Ognuno di questi materiali presenta caratteristiche differenti che lo rendono adeguato ad un metodo di bonifica piuttosto che ad un altro: i materiali plastici, per esempio, secondo le caratteristiche tecniche indicate dai fornitori, sono in grado di resistere a temperature compatibili con quelle previste per lo shock termico e/o la disinfezione termica. Tuttavia il binomio materiali plastici/shock termico non risulta essere completamente adeguato per quanto riguarda il contenimento batterico: infatti i materiali polimerici, per loro natura, favoriscono la proliferazione batterica. Inoltre l’acqua calda deposita una maggiore quantità di calcare con la conseguenza che, se da un lato si ha una momentanea riduzione della concentrazione di Legionella, dall’altro si fornisce al batterio il nutrimento necessario alla sua proliferazione.

Il rame è il materiale che, oggi, sembra andare per la maggiore perché caratterizzato da elevate capacità batteriostatiche (in passato veniva utilizzato in ambito nautico nelle vernici per evitare la formazione di alghe sulle chiglie delle navi). Già nel 1985, Schofield e, successivamente nel 1990, Versteegh avevano osservato che il rame non viene colonizzato in modo significativo né da Legionella né da altri batteri. In particolare Versteegh aveva riscontrato che concentrazioni di rame inferiori a 10 mg/L erano sufficienti per ridurre la vitalità dell’Aeromonas hydrophila (batterio che provoca infezioni di vario tipo).

Tali risultati sono stati confermati dal KIWA, autorevole istituto olandese di ricerca e certificazione, che, nel 2003, ha pubblicato i risultati di una ricerca “Biofilm formation and growth of legionella on pipe material in a experimental hot tap water installation” condotta da W. Scheffer, D. Van der Kooij e H. Veenendaal riguardante l’influenza del materiale (rame, acciaio inox e polietilene reticolato) sulla proliferazione di Legionella. Ogni materiale era rappresentato da un proprio impianto e l’esperimento simulava il consumo di acqua potabile negli impianti domestici. I risultati ottenuti sono riassunti nella seguente tabella:

Tabella n.3: risultati Rapporto KIWA 2003

Nel 2007, il KIWA ha pubblicato i risultati di una nuova ricerca riguardante la proliferazione di Legionella in impianti di rame, acciao inox, polietilene reticolato e PVC-C alle temperature di 25°C (massima temperatura che può raggiungere l’acqua fredda), 55°C (minima temperatura dell’acqua calda negli edifici) e 60°C (minima temperatura dell’acqua calda nelle installazioni pubbliche).

Si precisa che i parametri della ricerca (come i valori della temperatura stessa) sono stati fissati in base alla legislazione e alla normativa in vigore nei Paesi Bassi e gli impianti hanno simulato il consumo di acqua potabile secondo quanto dettato dalla norma olandese NEN 5128 (schema base con un’utenza doccia).