Cavitazione idrodinamica: studio sperimentale di una ruota cavitante per la disinfezione dell'acqua = Hydrodynamic cavitation: an experimental analysis of a cavitating wheel for water disinfection

Le condizioni generate dalla cavitazione idrodinamica hanno dato risultati interessanti nel campo della disinfezione per la potabilizzazione dell’acqua. In particolare, tale fenomeno risulta efficace nella distruzione di microorganismi come gli Escherichia Coli. Si è pensato di applicare questo fenomeno per la creazione di un dispositivo a basso costo per la disinfezione dell’acqua, che possa essere sfruttato in quei paesi dove le scarse risorse economiche impediscono l’utilizzo dei classici metodi di disinfezione attualmente utilizzati. I due obiettivi del presente elaborato sono: in primo luogo, accertare la corretta progettazione del dispositivo Ruota Cavitante, verificando che al suo interno si generi cavitazione idrodinamica; successivamente provare che un campione di acqua contaminata, fatto cavitare all’interno del dispositivo, subisca una diminuzione di concentrazione della carica batterica a fine trattamento, rispetto al valore pretrattamento. Sono stati eseguiti i primi esperimenti su campioni di acqua non contaminata al fine di individuare i valori dei parametri di progetto che garantissero l’ottimizzazione della cavitazione; in particolare il volume d’acqua trattabile, la velocità di rotazione della ruota ed il tempo di trattamento. A seguire sono state svolte le prove di disinfezione, utilizzando campioni d’acqua contaminata da Escherichia coli, variando i tre parametri di progetto, sopra citati, al fine di individuare le migliori condizioni di abbattimento. I risultati ottenuti dall’analisi dei campioni, prelevati dalle singole prove svolte, hanno mostrato un’efficacia di abbattimento, del dispositivo di disinfezione, del 70-80% della concentrazione iniziale di E. coli. Comparando i valori di concentrazione finali di tutti gli esperimenti, si è trovata una stretta correlazione tra capacità di disinfezione e tempo di trattamento, maggiore è il tempo di prova, più basse sono le concentrazioni finali. Al variare della velocità di rotazione e del volume di riempimento, non si sono ottenuti valori di concentrazione nettamente differenti. I risultati ottenuti sono notevoli ma non sono sufficienti per una completa disinfezione dell’acqua, in quanto un’acqua per essere definita potabile deve essere caratterizzata da una concentrazione nulla di E. coli. La ruota cavitante è una tecnologia di disinfezione che, da sola, non può essere definita completamente efficiente in termini di abbattimento di carica batterica, ma in combinazione con altre metodologie purificazione può dare risultati ottimali.