Un impianto industriale autorizzato alle emissioni in atmosfera deve dimostrare periodicamente che i valori rilasciati al camino restano entro i limiti prescritti. Il dato che finisce nel rapporto di prova non nasce da una lettura istantanea: nasce da una campagna di prelievo pianificata, eseguita in condizioni di esercizio dichiarate e riferita a condizioni di calcolo definite. Sapere come misurare emissioni e fumi industriali significa governare l’intera catena, dalla scelta della sezione di misura alla normalizzazione finale del risultato.
Il principio è semplice nell’enunciato e severo nell’esecuzione. Il flusso dei fumi che attraversa il condotto non è uniforme: velocità, temperatura e carico di polveri variano lungo la sezione. Per ottenere un campione rappresentativo occorre prima descrivere il campo di moto, poi estrarre una frazione di quel flusso senza alterarlo. Per il materiale particellare questo impone il prelievo isocinetico, cioè con velocità di aspirazione nella sonda pari a quella locale dei fumi; per i gas impone linee termostatate o soluzioni assorbenti scelte in funzione del parametro.
Attorno a questo nucleo si costruisce la procedura: verifica preliminare della sezione e dei tratti rettilinei, determinazione di velocità e portata, campionamento con controllo delle tenute e dei bianchi, calcolo della concentrazione alle condizioni normali con gas secco e tenore di ossigeno di riferimento, emissione del rapporto di prova con incertezza dichiarata. Ogni passaggio ha un riferimento normativo preciso, e saltarne uno rende il confronto con il limite autorizzativo semplicemente non difendibile.
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La preparazione della sezione di misura al camino
La prima verifica non riguarda lo strumento ma il punto di prelievo. La sezione di misura deve trovarsi in un tratto di condotto che garantisca i tratti rettilinei richiesti a monte e a valle di ogni perturbazione — curve, variazioni di sezione, immissioni — perché solo così il profilo di velocità risulta sufficientemente sviluppato. La norma EN 15259 definisce i criteri di scelta della sezione, il numero e la posizione dei punti di misura. Vanno poi verificate le condizioni pratiche: piattaforma stabile e accessibile in sicurezza, bocchette di prelievo di diametro e filettatura conformi, spazio utile per la manovra della sonda, alimentazione elettrica disponibile. Infine si controlla che l’impianto stia effettivamente lavorando nelle condizioni di esercizio dichiarate in autorizzazione: un campionamento eseguito a carico ridotto o durante un transitorio non è rappresentativo e non può essere confrontato con il limite.
Come misurare emissioni e fumi industriali: velocità e portata
Prima del prelievo vero e proprio si esegue la determinazione preliminare del campo di moto. Con un tubo di Pitot si rileva la pressione differenziale in una griglia di punti distribuiti sulla sezione, secondo lo schema previsto dalla norma, ricavando la velocità locale dei fumi e, per integrazione, la portata volumetrica. La misura va accompagnata dalla temperatura dei fumi, dalla pressione statica nel condotto e dalla pressione atmosferica, oltre che dall’umidità e dalla composizione del gas, perché tutti questi parametri concorrono al calcolo della densità. Il risultato non ha solo valore descrittivo: serve a dimensionare il campionamento, cioè a scegliere il diametro dell’ugello e a impostare la portata di aspirazione punto per punto. Senza questa fase preliminare l’isocinetismo non è governabile e il campione perde rappresentatività.
Il prelievo isocinetico del particolato e il campionamento dei gas
Il campionamento del materiale particellare si esegue in condizioni isocinetiche: la velocità con cui il gas entra nell’ugello della sonda deve eguagliare quella locale dei fumi. Se l’aspirazione è troppo lenta le particelle più grossolane, per inerzia, entrano comunque e la concentrazione risulta sovrastimata; se è troppo rapida vengono aspirati volumi di gas privi della quota inerziale corrispondente e il dato viene sottostimato. Il riferimento operativo è dato da ISO 9096 e da EN 13284 per le basse concentrazioni. I gas si prelevano invece su linea riscaldata verso un analizzatore, oppure su soluzione assorbente quando il parametro lo richiede. In entrambi i casi la sequenza prevede controllo delle tenute e dei bianchi prima e dopo la prova, per escludere infiltrazioni d’aria e contaminazioni della catena di prelievo.
Il calcolo: condizioni normali, gas secco e ossigeno di riferimento
Il valore grezzo misurato non è confrontabile con il limite. La concentrazione va riportata alle condizioni normali di temperatura e pressione, riferita a gas secco eliminando il contributo del vapore acqueo, e corretta al tenore di ossigeno di riferimento previsto dall’atto autorizzativo. Quest’ultima normalizzazione impedisce che una diluizione con aria falsa riduca artificiosamente la concentrazione letta. Per acquisire i dati necessari si applicano EN 14789 per l’ossigeno ed EN 14790 per il vapore acqueo. Accanto alla concentrazione si calcola il flusso di massa, prodotto della concentrazione normalizzata per la portata, che rappresenta la quantità effettivamente rilasciata nell’unità di tempo. Senza queste conversioni il confronto con il valore limite non ha validità tecnica né amministrativa.
Rapporto di prova, incertezza e riferibilità
La campagna si chiude con un rapporto di prova che deve rendere il risultato verificabile da terzi. Vi compaiono il metodo applicato, la sezione e i punti di misura, le condizioni di esercizio dell’impianto durante il prelievo, i dati di velocità, temperatura, umidità e ossigeno, i tempi di campionamento, i valori normalizzati e l’incertezza di misura dichiarata. La riferibilità degli strumenti a campioni riconosciuti e la conformità del laboratorio a ISO/IEC 17025 completano il quadro. Rispetto a valutazioni indirette o a stime basate sui soli parametri di processo, questa procedura fornisce un dato tracciabile e difendibile, con un margine di incertezza quantificato invece che presunto.
Per un quadro esteso delle grandezze, dei metodi e delle applicazioni collegate, si veda la pagina dedicata a Emissioni e fumi industriali.
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