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Legionella e tubazioni: una ricerca sui materiali

La Legionella negli impianti

idricosanitari continua ad essere

un problema per i progettisti,

i responsabili delle strutture e,

ovviamente, gli utenti finali. I risultati di

una recente ricerca che ha investigato

l’influenza dei diversi tipi di materiali

delle tubazioni sulla proliferazione

batterica.

Una migliore conoscenza delle condizioni

ideali per la proliferazione del batterio del-

la Legionella negli impianti idricosanitari

può aiutare i tecnici ad affrontare il pro-

blema, minimizzando i danni alla salute

umana e individuando il migliore approc-

cio per eventuali interventi di bonifica.

A tale scopo, il KIWA Water Research, un

prestigioso istituto di ricerca e certifica-

zione olandese specializzato in temi am-

bientali e relativi alle acque, ha condotto

recentemente una ricerca sul ruolo gioca-

to dai materiali delle tubazioni. L’istituto

aveva già condotto uno studio sul tema

nel 2003 e la necessità nuova ricerca

(pubblicata nel luglio 2007) si è originata

dal fatto che attualmente gli impianti so-

ing. Marco Crespi

progettazione

idronicaRTS

no progettati diversamente e che risultava

opportuno investigare meglio il ruolo della

temperatura.

La ricerca è stata finanziata da tre en-

ti aventi finalità ed interessi differenti:

UnetoVNI, una federazione di installatori

olandesi, Arnomij, rappresentanti del-

le Plastiche e Copper Benelux (il corri-

spondente locale dell’Istituto Italiano del

Rame), per conto dell’European Copper

Institute.

La ricerca del 2003

La ricerca KIWA pubblicata nel 2003 ha

messo in risalto la quantità di batteri che

si possono trovare nell’impianto in diffe-

renti condizioni: a ricircolo, a circuito aper-

to, dopo uno shock termico, con fasi di

stagnazione, secondo le modalità e tem-

pistiche dettate da una norma olandese

che stabilisce come simulare il consumo di

acqua potabile per una famiglia comune.

La temperatura di 37 °C per l’acqua fu

scelta perché quella del corpo umano,

quella media dell’acqua di una doccia e,

sfortunatamente, quella ottimale per la

proliferazione della Legionella. I batte-

ri si sviluppano nel biofilm, che fornisce

nutrimento e protezione. Il KIWA Water

Research ha misurato indirettamente la

quantità di biofilm sviluppata sulle pareti

interne delle tubazioni attraverso il livello

di ATP (l’adenosin-trifosfato), una moleco-

la presente in tutti gli organismi viventi.

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Uno dei dati più significativi per valutare

l’influenza del materiale è la velocità di svi-

luppo del biofilm: la velocità media è stata

di 3,4 pg di ATP per cm2 al giorno nel tu-

bo di rame, 3,8 nel tubo d’acciaio e 14,8

nel tubo di PeX (cioè 4,3 volte maggiore

rispetto al rame).

Un altro parametro importantissimo è la

quantità di Legionella all’interno del bio-

film, che conferma l’influenza del materia-

le delle tubazioni: tenendo conto di tutte

le misure effettuate, il massimo valore tro-

vato per il tubo di rame è di 600 cfu/cm2,

contro gli 8.000 cfu/cm2 dell’acciaio e i

20.000 cfu/cm2 del PeX (cfu è acronimo

inglese di unità formanti colonie, para-

metro che indica approssimativamente la

quantità di batteri).

I nuovi parametri

Approfondiamo ora le differenze tra

il 2003 e il 2007, ricordando che alcuni

parametri della ricerca (come i valori del-

la temperatura stessa) sono stati fissati in

base alla legislazione e alla normativa in

vigore nei Paesi Bassi.

Nella vecchia ricerca era simulata la con-

duzione di un impianto domestico fami-

liare, tenendo la temperatura a 37 °C (la

temperatura di massima proliferazione

della legionella), intervallati da shock ter-

mici. In realtà, i 37 °C vengono raggiunti

solo miscelando acqua fredda e calda; ma

nella maggior parte del percorso lungo le

tubazioni l’acqua non scorre a questa tem-

peratura. Per questo motivo nella nuova

ricerca la proliferazione della Legionella è

stata studiata a 25 °C (massima tempera-

tura che può raggiungere l’acqua fredda),

a 55 °C (minima temperatura dell’acqua

calda negli edifici) e a 60 °C (minima tem-

peratura dell’acqua calda nelle installazio-

ni pubbliche).

Nella vecchia ricerca, ogni materiale era

costituito da un proprio impianto, con una

coppia di tubazioni lunga 5,9 metri, con

segmenti rimovibili per permettere le ana-

lisi.

Nella nuova ricerca il percorso è salito a

15 metri: la maggiore lunghezza (e quin-

di una più ampia superficie di contatto

acqua-tubo ) permette di avere dati più

affidabili e aderenti alla realtà. L’impianto

ha simulato il consumo di acqua potabile

secondo quanto dettato dalla norma olan-

dese NEN 5128, cioè uno schema base

con un’utenza doccia.

Nel 2003 i materiali delle tubazioni erano

rame, acciaio inox e polietilene reticolato

PE-Xa; nel 2007 si è aggiunto un quarto

impianto, in PVC-C.

I risultati della ricerca

Per far partire l’esperimento è stato ne-

cessario inoculare i batteri di Legionella

nel circuito, ma la loro crescita non è stata

facile: per l’impianto in rame, che ha con-

fermato fin da subito le sue qualità bat-

teriostatiche, sono stati necessari 5 ino-

culazioni extra, contro “solo” una degli

altri materiali. Nel resto dell’esperimento,

anche qui con l’eccezione del rame, so-

no state rilevate poche differenze tra i vari

materiali: a tutte le temperature il tubo di

rame ha mostrato la più bassa colonizza-

zione sia nell’acqua che nel biofilm.

Alla temperatura di 25 °C, mantenuta per

circa 100 giorni, è stato osservato che la

Legionella poteva sopravvivere nell’acqua e

nel biofilm negli impianti in PeXa, PVC-C e

acciaio inox, ma non era rilevabile in quel-

lo con i tubi di rame.

Un trend analogo è stato osservato alle

temperature più alte: a 55 °C la Legionella

subiva pochissime “perdite”, o addirittura

nessuna, nell’acqua dei tubi in PeXa, PVC-C

e acciaio, mentre in quelli rame scompari-

va completamente.

Bisogna giungere a fino a 60 °C per os-

servare la completa disinfezione anche ne-

gli altri materiali. La velocità di riduzione

del numero di legionelle alla temperatura

di 55 °C e 60 °C ha permesso di preve-

dere che i batteri possono parzialmente

“riprendersi” negli intervalli in cui normal-

mente non scorre l’acqua calda: infatti du-

rante ogni giornata l’acqua ha fluito per

36 minuti complessivi, con un massimo di

13 minuti consecutivi (caso della doccia)

e una pausa massima di 7 ore (periodo

notturno).

Sulla base di questi riscontri, le conclusio-

ni che il KIWA Water Research ha tratto

sono le seguenti. Dal punto di vista della

proliferazione, la scelta del materiale non

conta quando si sta al di sotto dei 25 °C

per l’acqua fredda o si tiene quella calda

ad un minimo di 60 °C, dal momento

che la Legionella presente nell’impianto è

sottoposta al controllo termico. Quando

invece si è nel range delimitato da que-

1 Policlinico del Campus Biomedico di Roma-Trigoria: dettaglio di raccordi a pressare in rame a “T”, con o-ring interno in materiale adatto per acqua adibita al consumo umano (Istituto Italiano del Rame).

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qua negli edifici in pubblicazione da parte

dell’Uni, raccomandino di tenere distanti i

tubi del riscaldamento e quelli dell’acqua

potabile, e/o di isolarli con opportune coi-

bentazioni, per evitare le temperature “a

rischio”.

Per quanto riguarda le alte temperature

la differenza di tra 55 °C (nessuna legio-

nella nei tubi di rame) e 60 °C (nessuna

legionella negli altri materiali) non è di

poco conto: 5 °C in meno da fornire nei

trattamenti termici anti-legionella pos-

sono significare un risparmio energetico

non indifferente. Non solo: se le norme

impongono temperature più alte per la

bonifica, per il rame non ci sono problemi,

dal momento che l’acqua molto calda e le

escursioni termiche non riducono la sua

vita utile contrariamente a quanto avviene

con certi materiali plastici.

Conclusioni

Da questi studi viene confermato come

la scelta del tubo di rame per le tubazio-

ni di acqua potabile fornisca una misura

di prevenzione supplementare contro la

Legionella, soprattutto nei primi anni do-

po l’installazione; questo aspetto deve es-

sere considerato soprattutto nei progetti

di strutture molto grandi e con impianti

ramificati, dove la proliferazione è più pro-

babile e le operazioni di bonifica e pulizia

risultano più difficili: scuole, hotel, carceri,

edifici pubblici, centri commerciali e so-

prattutto strutture ospedaliere.

In quest’ultimo caso, la scelta del tubo di

rame in funzione anti-legionella da parte

dei progettisti e delle direzioni tecniche sa-

nitarie avviene già: a conoscenza di chi scri-

ve, gli esempi più recenti in ordine di tempo

sono il Policlinico del Campus Biomedico di

Roma -Trigoria e il nuovo monoblocco del-

l’Ospedale Mellini di Chiari (BS).

Si ringraziano Angela Vessey (CDA-UK) e

Paul Bequevort (Copper Benelux) per la

collaborazione.

BibliografiaKWR 06.110 July 2007 F.I.H.M. Oesterholt, H. R. Veenendaal and Prof. Dr. D. van der Kooij: “Influence of the water temperature on the growth of Legionella in a test piping installation with different piping materials” KWR 02.090 February 2003 D. van der Kooij, J. S. Vrouwenvelder, H.R. Veenendaal: “Invloed van leidingmaterialen op biofilmvorming en groei van Legionella-bacteriën in een proeflei-dinginstallatie” (“Influence of pipematerial in biofilm formation and growth of Legionella bacteria in a test pipe installation.” EN 806-2 : “Specification for installations inside buildings conveying water for human con-sumption - Part 2: Design”M. Crespi: “Batteriostaticità. Il rame in ospeda-le”, Tecnica Ospedaliera, n. 8-2007M. Crespi: “Il tubo di rame contro la legionel-la”, GT-Il Giornale del Termoidraulico, n. 3-2004

Il rame per glI ospedalILe proprietà batteriostatiche del rame

e delle sue leghe non sono ristrette solo

alle tubazioni di acqua potabile, ma

sono “trasferibili” alle superfici con cui

una persona viene spesso a contatto,

come per esempio maniglie, corrimano,

rubinetti ed altro ancora.

Alcuni recenti studi condotti dalla

Università di Southampton (GB) hanno

misurato la sopravvivenza di batteri

(Escherichia Coli E0157:H7, Listeria

monocytogenes, e il temibile MRSA, che

ha sviluppato un particolare resistenza

alla maggior parte degli antibiotici) su

superfici di diversi materiali. I risultati

sono eloquenti: tutti i batteri a contatto

con il rame e le sue leghe (ottone in

particolare) si sono ridotti a zero nel

giro di una-due ore, mentre per le leghe

non rameose la sopravvivenza era

osservabile anche dopo giorni.

Una ricerca in corso nel Selly

Oak Hospital di Birmingham sta

misurando “sul campo” se e quanto

le proprietà batteriostatiche delle

superfici in rame possono contribuire

nella prevenzione delle infezioni

nosocomiali. Per l’occasione in una

corsia dell’ospedale corrimano,

maniglie, rubinetti, sbarre e sostegni

per bagni, cestini per la spazzatura,

sciacquoni, dispenser e altre superfici

di contatto, tradizionalmente in acciaio

inossidabile, sono state sostituite da

altre in rame. Perfino le penne usate

dallo staff medico sono in lega di rame.

ste due temperature, il rame è il materiale

migliore. Anche nel caso di acqua fredda

è bene tuttavia tenere nella dovuta con-

siderazione il problema: una temperatura

di 25 °C può essere raggiunta e perfino

superata non solo in estate, ma anche per

la vicinanza di tubi dell’acqua calda non

sufficientemente coibentati.

Infatti, contrariamente all’acqua calda, la

cui temperatura può essere in qualche mo-

do controllata agendo per esempio sui co-

mandi del boiler, con l’acqua fredda si deve

solo “sperare” che l’ambiente intorno al

tubo non sia caldo. Non è un caso che al-

cuni documenti tecnici, tra cui la EN 806-2,

la norma europea sugli impianti per l’ac-

2 Policlinico del Campus Biomedico di Roma-Trigoria: dettaglio degli anelli principali del circuito di distribuzione in rame dell’acqua calda e fredda sanitaria (Istituto Italiano del Rame).

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