Bere l’acqua piovana: raccolta, stoccaggio e potabilizzazione

Tutta l’acqua che esce dai rubinetti di casa viene dal cielo. La pioggia cade sul tetto, scorre in una cisterna interrata, poi attraversa una serie di filtri e una lampada ultravioletta prima di arrivare in cucina, nella doccia o nel WC. La rete comunale serve solo da riserva, per riempire la cisterna se dovesse svuotarsi. Questo articolo spiega quanta acqua può raccogliere il nostro tetto, quanta ne consumiamo e perché l’acqua trattata si può bere senza rischi.

Elemento	Scelta
Superficie di raccolta	Tetto della casa Ovest, ≈ 101 m² in proiezione orizzontale
Pioggia media	≈ 850 mm all’anno (MeteoSvizzera, Payerne, 1991–2020)
Acqua raccolta	≈ 69 m³ all’anno in media, cioè ≈ 190 L al giorno
Stoccaggio	Cisterna cilindrica in calcestruzzo da 10 m³, interrata
Pressurizzazione	Pompa DAB e.sybox mini³
Filtrazione	Prefiltro 50 µm, filtro 5 µm, carbone attivo
Disinfezione	Lampada UV-C da 55 W con limitatore di portata e allarme
Apparecchi a basso consumo	Doccia Gjosa, WC Eco Flush con separazione dell’urina
Integrazione	Rete comunale, solo per riempire la cisterna

Panoramica

L’impianto segue il percorso dell’acqua. La pioggia viene prima raccolta sul tetto, poi immagazzinata in una cisterna in calcestruzzo dove riposa. Una pompa la mette poi in pressione e la invia attraverso tre filtri sempre più fini, poi davanti a una lampada ultravioletta che la disinfetta. Tutta la casa è alimentata con quest’acqua, compreso lo scaldacqua.

Quanta acqua cade sul nostro tetto?

La superficie di raccolta

Per calcolare l’acqua raccolta non si prende la superficie reale delle falde del tetto, ma la loro proiezione orizzontale: la superficie che la pioggia «vede» cadendo. Il nostro tetto misura 14,25 m di lunghezza per 7,12 m di larghezza, sporgenze comprese, cioè ≈ 101 m². Entrambe le falde sono collegate alla cisterna: la falda sud, coperta di lamiere d’acciaio e di pannelli fotovoltaici in vetro, e la falda nord, coperta di tegole.

La pioggia nella regione

La stazione di MeteoSvizzera più vicina con lunghe serie di misure è quella di Payerne. Le sue misure giornaliere sono disponibili come dati aperti dal 1964.

Periodo	Pioggia a Payerne
Media annua 1991–2020 (norma climatologica)	852 mm
Anno più secco dal 2000 (2011)	581 mm
Anno più piovoso dal 2000 (2001)	1132 mm

Un millimetro di pioggia corrisponde a un litro d’acqua per metro quadrato. Su 101 m², un anno medio porta quindi 101 × 852 ≈ 86 m³ d’acqua. Una parte però non arriva mai nella cisterna: l’acqua che evapora su un tetto caldo dopo un breve acquazzone, quella che bagna soltanto le tegole, quella che trabocca dalle grondaie durante i forti temporali o che viene scartata dal filtro d’ingresso. Applichiamo quindi un coefficiente di raccolta dell’80 %, un valore comune per un tetto in lamiera e tegole.

Anno	Pioggia	Acqua raccolta (80 %)	Al giorno
Medio	852 mm	≈ 69 m³	≈ 190 L
Secco (2011)	581 mm	≈ 47 m³	≈ 130 L
Piovoso (2001)	1132 mm	≈ 92 m³	≈ 250 L

La pioggia è distribuita abbastanza bene durante l’anno. Da gennaio a marzo sono i mesi più secchi, soprattutto febbraio, ma anche allora il nostro tetto raccoglie in media da 3,5 a 4,3 m³ al mese.

Quanta acqua consumiamo?

Un’economia domestica svizzera consuma in media circa 140 litri per persona al giorno. Doccia e WC ne rappresentano una gran parte: una doccia tradizionale eroga da 10 a 15 litri al minuto, e uno sciacquone normale usa 6 litri o più ogni volta.

Abbiamo scelto apparecchi che riducono fortemente queste due voci:

• La doccia Gjosa suddivide il getto in goccioline fini e accelerate. Si mantiene la sensazione di una vera doccia con circa 4 litri al minuto, tre volte meno di una doccia tradizionale.
• I WC Eco Flush (Wostman) separano urina e feci. La vaschetta anteriore, per l’urina, viene risciacquata con circa 0,3 litri; lo scarico grande, per le feci, usa circa 2,5–3 litri. Poiché la maggior parte delle visite al WC riguarda l’urina, il consumo medio scende a circa un litro per scarico.
• La lavastoviglie Miele usa circa 6–9 litri per ciclo, meno di quanto serva per lavare i piatti a mano.

Ecco una stima del nostro consumo con questi apparecchi:

Uso	Ipotesi	Per persona al giorno
Doccia	Gjosa, 5 minuti a 4 L/min	≈ 20 L
WC	Eco Flush, 4 scarichi piccoli e 1 grande	≈ 4 L
Lavabo	Mani, denti, viso	≈ 6 L
Cucina e bevande	Cucinare, piatti a mano, bere	≈ 5 L
Totale per persona		≈ 35 L

A questo si aggiungono gli apparecchi condivisi da tutta la famiglia: circa 8 litri al giorno per la lavastoviglie (un ciclo al giorno) e circa 20 litri al giorno per la lavatrice (tre bucati da 45 litri a settimana). Il risultato è:

Famiglia	Consumo stimato
2 persone	≈ 100 L al giorno (≈ 50 L a persona)
3 persone	≈ 130 L al giorno
4 persone	≈ 170 L al giorno

Queste cifre restano stime. I contatori installati sul circuito ci permetteranno di verificarle in condizioni reali.

La cisterna da 10 m³ basta?

Confrontare la pioggia annua con il consumo annuo non basta. Può piovere molto in autunno e quasi nulla per sei settimane in primavera: è la cisterna che fa da tampone tra i due. Per sapere se è abbastanza grande, abbiamo simulato la cisterna giorno per giorno dal 2000 al 2025, con la pioggia realmente misurata ogni giorno a Payerne. Ogni giorno la pioggia riempie la cisterna (l’eccedenza va al troppopieno), poi la famiglia vi preleva il suo consumo.

Risultati medi su questi 26 anni:

Consumo della famiglia	Quota coperta dalla pioggia	Giorni all’anno con cisterna vuota (media)	Integrazione dalla rete (media)
100 L al giorno	100 %	0	0
120 L al giorno	100 %	0	0
150 L al giorno	98 %	8	≈ 1 m³ all’anno
180 L al giorno	92 %	36	≈ 5,6 m³ all’anno
280 L al giorno (2 persone nella media svizzera)	67 %	140	≈ 34 m³ all’anno

Fino a circa 120 litri al giorno, la cisterna da 10 m³ non sarebbe mai stata vuota nemmeno un giorno in 26 anni. È però il limite: a 120 litri al giorno, nel punto più basso, a maggio 2011, sarebbero rimasti solo circa 200 litri. Oltre, bisogna ricorrere di tanto in tanto alla rete, soprattutto negli anni secchi. Senza gli apparecchi a basso consumo, due persone che consumassero come la media svizzera dipenderebbero dalla rete per un terzo del tempo.

2011: la primavera senza pioggia

Il 2011 è l’anno più secco della serie dal 2000, con una primavera quasi senza pioggia da febbraio a inizio maggio. È la prova più dura per la cisterna. Per confrontare le famiglie partendo dallo stesso punto, il grafico parte da una cisterna piena il 1° gennaio:

Un altro modo di vedere le cose: una cisterna piena contiene 100 giorni di consumo a 100 litri al giorno. E il periodo più lungo senza pioggia significativa (meno di 1 mm al giorno) misurato a Payerne dal 2000 è durato 46 giorni, da fine novembre 2016 a inizio gennaio 2017.

E in caso di penuria?

Prendiamo una famiglia di tre persone che consuma abitualmente 150 litri al giorno: i ≈ 130 litri stimati sopra, più una quindicina di litri per le pulizie e le piante. Negli anni secchi, la sua cisterna si svuoterebbe di tanto in tanto. Ma niente obbliga a consumare sempre altrettanto: quando la cisterna scende, si può fare attenzione per un po’. La nostra regola è semplice: appena la cisterna scende sotto i 5 m³, passiamo a 100 litri al giorno, finché non risale.

Non si tratta di vivere in modalità sopravvivenza. Gli apparecchi a basso consumo hanno già eliminato lo spreco, restano quindi soprattutto abitudini di comfort da ridurre:

Uso	Abituale	In modalità risparmio	Come
Docce	≈ 60 L	≈ 40 L	Docce più brevi, circa 3 minuti
WC	≈ 12 L	≈ 12 L	Niente da cambiare, l’Eco Flush è già molto sobrio
Lavabo	≈ 18 L	≈ 12 L	Rubinetto chiuso mentre ci si lava i denti, bicchiere
Cucina e bevande	≈ 15 L	≈ 15 L	Niente da cambiare
Lavastoviglie	≈ 8 L	≈ 5 L	Solo quando è piena
Lavatrice	≈ 20 L	≈ 10 L	Bucati raggruppati, uno o due a settimana
Varie (pulizie, piante)	≈ 15 L	≈ 6 L	Pulizie con il secchio, niente annaffiature
Totale	≈ 150 L	≈ 100 L	Un terzo in meno

Con questa regola, la simulazione dal 2000 al 2025 dà:

• La cisterna non sarebbe mai stata vuota, senza alcuna integrazione dalla rete. Nel punto più basso, a metà maggio 2011, sarebbero rimasti circa 500 litri: negli anni peggiori il margine è esiguo.
• La modalità risparmio dura in media due mesi all’anno, ma raramente in un unico blocco: la metà degli episodi dura meno di otto giorni, il tempo che la pioggia successiva faccia risalire la cisterna. Negli anni secchi (2010, 2011, 2017, 2022) dura da quattro a sei mesi in totale, e fino a quattro mesi e mezzo di fila, da fine gennaio a inizio giugno 2022. Solo tre anni su ventisei non ne hanno avuto bisogno.
• Cade soprattutto a fine inverno e in primavera, da febbraio ad aprile, e molto più raramente in estate. Gennaio, febbraio e marzo sono i mesi meno piovosi dell’anno, e spesso ad aprile la cisterna non si è ancora ripresa. In estate, invece, i temporali la riempiono in fretta.

Per applicare questa regola bisogna conoscere il livello della cisterna: un indicatore di livello è quindi indispensabile. E la rete comunale resta lì come ultima risorsa.

Se la cisterna si svuota comunque, un allacciamento alla rete comunale permette di riempirla. È fisicamente separato dall’acqua della cisterna: il tubo termina sopra il livello del troppopieno, e l’acqua di rete cade liberamente nella cisterna. Anche se la pressione della rete calasse, l’acqua piovana non potrebbe mai essere aspirata verso la rete pubblica. La norma europea EN 1717 richiede una caduta libera di almeno 20 mm, o il doppio del diametro interno del tubo se è maggiore. I rubinetti di casa non sono mai collegati direttamente alla rete: ricevono sempre acqua passata dalla cisterna e da tutta la catena di trattamento.

Il trattamento, passo dopo passo

1. Il tetto e il filtro d’ingresso

L’acqua piovana si forma per condensazione del vapore acqueo nelle nuvole: all’inizio è quasi acqua distillata. Poi si carica di ciò che incontra cadendo e sul tetto: polvere, pollini, sabbia del Sahara, foglie, muschi e soprattutto escrementi di uccelli, la principale fonte di batteri.

Un filtro all’ingresso della cisterna trattiene le foglie e i detriti grossolani prima che arrivino nell’acqua immagazzinata.

2. La cisterna in calcestruzzo: il riposo dell’acqua

La cisterna è un cilindro in calcestruzzo interrato di 2,55 m di diametro e 2,40 m di altezza. Fa molto più che immagazzinare l’acqua:

• Buio: senza luce, nessuna alga può crescere.
• Freschezza: sotto terra, l’acqua resta fresca tutto l’anno, lontana dai 37 °C ai quali si sviluppano i batteri di origine intestinale. Praticamente non vi si moltiplicano.
• Decantazione: nell’acqua ferma, la sabbia e le particelle pesanti cadono sul fondo, mentre i pollini e le particelle leggere galleggiano in superficie. L’acqua più limpida si trova in mezzo.
• Neutralizzazione: l’acqua piovana è leggermente acida (pH ≈ 5,6), perché scioglie l’anidride carbonica dell’aria. A contatto con il calcestruzzo, scioglie un po’ di calcare: il suo pH risale verso la neutralità e si arricchisce leggermente di calcio. Una cisterna nuova fa prima il contrario: nelle prime settimane, o anche nei primi mesi, il calcestruzzo fresco può far salire il pH oltre 9. Per questo si misura il pH prima di bere l’acqua di una cisterna nuova.
• Vita microbica utile: sulle pareti si forma una sottile pellicola di batteri innocui. Consuma la sostanza organica disciolta nell’acqua.

Perché questi batteri utili restino attivi, l’acqua deve contenere ossigeno. Senza ossigeno, altri batteri prendono il sopravvento e producono odore di uova marce. Installiamo quindi un’aerazione: un diffusore posto a 20–30 cm dal fondo immette aria nella cisterna per 20 minuti ogni 6 ore.

3. Il prefiltro da 50 µm e la pompa

Subito prima della pompa, un prefiltro da 50 micrometri (0,05 mm) ferma i granelli di sabbia e le particelle che potrebbero danneggiare la pompa.

La pompa DAB e.sybox mini³ mette l’acqua in pressione. Si avvia appena si apre un rubinetto e regola la sua velocità per mantenere una pressione costante, sia che si riempia un bicchiere, sia che doccia e lavatrice funzionino contemporaneamente. Il rubinetto esterno, per annaffiare, è collegato subito dopo la pompa: non ha bisogno del resto del trattamento.

4. Il filtro da 5 µm

Questo filtro trattiene le particelle fini fino a 5 micrometri, circa un decimo dello spessore di un capello. Rende l’acqua perfettamente limpida, cosa indispensabile per la fase UV: un batterio nascosto dietro una particella sarebbe all’ombra dei raggi. Trattiene anche una parte dei parassiti più grandi, come le cisti di Giardia (da 8 a 14 µm).

5. Il carbone attivo

Il carbone attivo è un carbone vegetale trattato per essere crivellato di pori microscopici: un solo grammo offre una superficie interna di diverse centinaia di metri quadrati. Le molecole organiche disciolte vi si attaccano: è l’adsorbimento. Il carbone elimina così sapori, odori, colore e una parte degli inquinanti chimici, come alcuni pesticidi o idrocarburi.

Eliminando la sostanza organica, rende anche l’acqua più trasparente agli ultravioletti. In compenso, nel carbone stesso possono svilupparsi batteri. Per questo è posto prima della lampada UV, mai dopo.

6. La lampada UV-C: la disinfezione

L’ultima fase è una stazione Eureka dotata di una lampada ultravioletta da 55 W. L’acqua circola intorno alla lampada, protetta da una guaina di quarzo. La lampada emette raggi UV-C a 254 nanometri, una lunghezza d’onda che il DNA e l’RNA dei microrganismi assorbono molto fortemente. I raggi danneggiano questo materiale genetico: batteri, virus e parassiti non possono più riprodursi. Incapaci di moltiplicarsi, non possono più causare malattie.

L’efficacia dipende dalla dose ricevuta dall’acqua, cioè dall’intensità della lampada moltiplicata per il tempo di esposizione. Per l’acqua potabile il riferimento è di 40 mJ/cm². A questa dose, oltre il 99,99 % dei batteri patogeni viene inattivato, come E. coli, le salmonelle, Campylobacter o le legionelle. I parassiti Giardia e Cryptosporidium, che resistono al cloro, sono invece molto sensibili agli UV. Anche la maggior parte dei virus viene inattivata a questa dose. Gli adenovirus fanno eccezione: a 40 mJ/cm² vengono ridotti solo del 90 % circa. Si tratta però di virus umani, che hanno poche ragioni di trovarsi su un tetto (vedi più avanti).

Per garantire questa dose, l’impianto ha due protezioni:

• Un limitatore di portata da 2,28 m³/h, inferiore alla portata massima della stazione (2,66 m³/h). Anche con tutti i rubinetti aperti, l’acqua passa abbastanza lentamente davanti alla lampada.
• Una cella di controllo che sorveglia la lampada e attiva una spia e un allarme acustico in caso di guasto.

Gli UV non aggiungono nulla all’acqua: né prodotti chimici, né sapore. La lampada funziona in continuo e consuma circa 1,3 kWh al giorno, energia fornita in gran parte dal nostro impianto fotovoltaico.

Perché si può bere quest’acqua?

Più barriere invece di una sola

Nessuna fase è perfetta da sola. La sicurezza viene dalla loro successione: ogni barriera riduce un rischio, e la successiva recupera ciò che la precedente ha lasciato passare. È lo stesso principio degli impianti comunali di trattamento dell’acqua potabile.

Rischio	Origine	Barriere
Foglie, detriti, insetti	Tetto	Filtro d’ingresso, decantazione
Sabbia, pollini, polvere	Atmosfera	Decantazione, filtri da 50 µm e 5 µm
Batteri (E. coli, salmonelle…)	Escrementi di uccelli	Cisterna fresca e buia, UV-C
Parassiti (Giardia, Cryptosporidium)	Animali	Filtro da 5 µm (in parte), UV-C
Virus	Rari nell’acqua del tetto	UV-C (in parte per gli adenovirus)
Sapori, odori, sostanza organica	Foglie, cisterna	Aerazione, carbone attivo
Acidità	Anidride carbonica dell’aria	Calcestruzzo della cisterna
Inquinanti chimici (PFAS…), metalli	Atmosfera, materiali del tetto	Scelta dei materiali, carbone attivo (in parte), analisi

I virus che fanno ammalare gli esseri umani provengono soprattutto da escrementi umani, che non hanno alcun motivo di trovarsi su un tetto. Il rischio microbico dell’acqua del tetto viene quindi soprattutto dai batteri e dai parassiti portati dagli animali, proprio quelli che gli UV trattano meglio.

Cosa il trattamento non fa

Gli UV disinfettano, ma non eliminano alcuna sostanza chimica. Contro gli inquinanti disciolti, le protezioni sono la scelta di materiali di copertura inerti e il carbone attivo, che ne trattiene solo una parte. L’acqua piovana ha però un vantaggio rispetto all’acqua sotterranea: non attraversa il suolo, e quindi non si carica di nitrati né di residui agricoli infiltrati.

Questo non la rende pura: cadendo, cattura ciò che contiene l’aria, in particolare i PFAS, gli «inquinanti eterni». Uno studio dell’Università di Stoccolma ha mostrato nel 2022 che la pioggia ne contiene ovunque nel mondo, a volte oltre i limiti più severi fissati per l’acqua potabile. La Svizzera sta inoltre preparando valori massimi più bassi, allineati a quelli dell’Unione europea (0,1 µg/l per la somma di 20 PFAS). Il carbone attivo ne trattiene una parte, soprattutto le molecole a catena lunga, ma non tutte: solo un’analisi permette di sapere come stanno le cose.

Gli UV non hanno nemmeno un effetto residuo. A differenza del cloro, non proteggono l’acqua dopo il suo passaggio. Per questo la lampada è posta per ultima, subito prima della distribuzione, e per questo è indispensabile una manutenzione regolare. Per lo stesso motivo, lo scaldacqua deve essere regolato abbastanza caldo, a 60 °C, come in ogni casa, per impedire alle legionelle di svilupparsi.

L’acqua piovana è anche molto poco mineralizzata. Non è un problema per la salute, perché la maggior parte del calcio e del magnesio di cui abbiamo bisogno viene dall’alimentazione. Ed è un vantaggio per la casa: niente calcare nello scaldacqua, nella doccia o nella lavatrice.

Verificare con le analisi

La teoria non basta: solo un’analisi di laboratorio prova che l’acqua è potabile. In Svizzera i requisiti sono fissati dall’ordinanza sull’acqua potabile e sull’acqua per piscine e docce accessibili al pubblico (OPPD). Per i criteri microbiologici, l’acqua potabile non deve contenere nessun batterio E. coli né alcun enterococco in 100 ml; questi batteri segnalano una contaminazione fecale. Il numero di germi aerobi mesofili, un indicatore generale della qualità, non deve superare 300 per ml nella rete di distribuzione.

Facciamo analizzare l’acqua al rubinetto da un laboratorio, sia per i criteri microbiologici sia per quelli chimici (pH, durezza, torbidità, metalli, PFAS), e pubblicheremo i risultati su questa pagina.

Manutenzione

Un impianto di potabilizzazione funziona solo se viene mantenuto. Ecco il nostro programma, con frequenze indicative da adattare con l’esperienza:

Elemento	Manutenzione	Frequenza indicativa
Grondaie e filtro d’ingresso	Togliere foglie e detriti	Primavera e autunno
Prefiltro 50 µm	Sciacquare o sostituire	Ogni 3–6 mesi
Filtro 5 µm	Sostituire la cartuccia	Ogni 3–6 mesi
Carbone attivo	Sostituire il carbone del contenitore	Ogni 6–12 mesi
Lampada UV-C	Sostituire la lampada	Ogni anno
Guaina di quarzo	Pulire	A ogni cambio di lampada
Compressore dell’aerazione	Spurgare il serbatoio	Ogni settimana
Cisterna	Controllare i sedimenti, pulire se necessario	Ogni 5–10 anni
Qualità dell’acqua	Analisi di laboratorio	Ogni anno

Una lampada UV perde potenza con il tempo, anche se continua a illuminare: per questo la si cambia a data fissa, senza aspettare che si guasti. Una cartuccia filtrante intasata si riconosce dal calo di pressione ai rubinetti.

In sintesi

Fase	Ruolo
Tetto di 101 m²	Raccogliere in media ≈ 69 m³ all’anno
Filtro d’ingresso	Fermare foglie e detriti
Cisterna in calcestruzzo da 10 m³	Immagazzinare, decantare, mantenere l’acqua fresca e al riparo dalla luce
Aerazione	Mantenere l’acqua ossigenata e senza odori
Prefiltro 50 µm	Proteggere la pompa
Pompa e.sybox mini³	Mettere l’acqua in pressione
Filtro 5 µm	Rendere l’acqua limpida
Carbone attivo	Eliminare sapori, odori e sostanza organica
Lampada UV-C 55 W	Disinfettare
Rete comunale	Riempire la cisterna in caso di siccità prolungata

Con apparecchi a basso consumo, il nostro tetto fornisce ampiamente l’acqua di cui abbiamo bisogno: a 100 litri al giorno, la cisterna da 10 m³ avrebbe sempre conservato quasi 3 m³ di riserva dal 2000, e fino a circa 120 litri al giorno non si sarebbe mai svuotata. Il trattamento a più barriere rende quest’acqua potabile, e analisi regolari permettono di verificarlo.