Il display segna 118 e non si muove. Il valore è stabile da dieci minuti, si ripete su tre letture consecutive, non oscilla di più di un’unità. Sembra un dato buono, e in effetti ha tutte le caratteristiche formali di un dato buono: stabile, ripetibile, plausibile per quel tipo di impianto. Non descrive però ciò che esce dal camino. Due metri a monte del sensore, dentro il tubo di prelievo, si è formata una pellicola d’acqua che trattiene una parte del gas solubile prima che arrivi alla cella. L’assorbimento è costante, quindi anche l’errore è costante: nulla nella lettura lo segnala.
È la condizione che rende insidiosa la misura al camino. Qui lo strumento non tocca ciò che misura: il gas viene prelevato in un punto scelto, condotto in una linea, raffreddato, essiccato, filtrato, e solo alla fine letto. In ognuno di quei passaggi il campione cambia. Il numero finale non descrive l’effluente, descrive il campione che è arrivato al sensore dopo un percorso che l’operatore ha progettato, spesso senza accorgersene.
I cinque errori nei sistemi per misura di emissioni e fumi industriali descritti qui sotto non riguardano la cella elettrochimica o l’analizzatore ottico: riguardano ciò che succede al gas prima di essere letto e ciò che succede al numero dopo essere stato letto. Sono errori sistematici, cioè non si vedono ripetendo la misura. Si vedono soltanto ricostruendo la catena.
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La sezione di prelievo non è un punto qualsiasi del condotto
Il primo errore si commette prima di accendere lo strumento, scegliendo dove praticare il foro. Un prelievo subito a valle di una curva, di una serranda o dell’immissione di un secondo flusso lavora in una zona dove il profilo di velocità non è sviluppato e la concentrazione non è omogenea sulla sezione. In quelle condizioni un punto singolo non rappresenta la sezione: rappresenta sé stesso. Il dato risulta stabile, perché la disomogeneità è stazionaria, ma può discostarsi in modo rilevante dal valore medio reale. La UNI EN 15259 stabilisce i requisiti dei siti e delle sezioni di misura proprio per questo motivo, indicando tratti rettilinei a monte e a valle e criteri per verificare l’omogeneità del flusso. Prima di misurare si verifica la sezione; se non è conforme, lo si scrive nel rapporto invece di sanare il problema con una media di comodo.
Condensa in linea: gli errori dei sistemi di prelievo per la misura di emissioni e fumi industriali
I fumi escono caldi e umidi. Se il tubo di prelievo, il raccordo o il filtro scendono sotto il punto di rugiada, dentro la linea si forma acqua liquida, e l’acqua liquida non è inerte: scioglie i composti solubili. Le specie acide e i gas polari vengono trattenuti lungo il percorso e arrivano alla cella in concentrazione ridotta. L’analizzatore non ha modo di accorgersene, perché legge correttamente il gas che gli viene consegnato. La contromisura non è una correzione a posteriori ma una linea riscaldata mantenuta sopra il punto di rugiada fino al condizionamento, un essiccatore che porti il campione a temperatura controllata in modo riproducibile, e la verifica periodica di tenuta e di tempo di risposta dell’intera linea, non del solo strumento. La UNI EN 14181 imposta i controlli di qualità su tutto il sistema di misura, linea compresa.
Il riferimento all’ossigeno cambia il numero, non l’effluente
La concentrazione letta dipende da quanta aria è entrata nel processo. Una infiltrazione a valle della combustione diluisce i fumi: la concentrazione misurata scende senza che la massa emessa sia cambiata di un grammo. Per questo il dato grezzo, da solo, non è confrontabile con nulla, e va normalizzato a un tenore di ossigeno di riferimento coerente con il tipo di impianto. Gli errori qui sono due, opposti e ugualmente frequenti: applicare la correzione a un valore che era già normalizzato, oppure riportare il valore grezzo come se fosse normalizzato. Il secondo è il più difficile da scoprire, perché il numero resta plausibile. La regola operativa è che ogni valore registrato porti accanto, sempre, l’ossigeno misurato e l’ossigeno di riferimento usato per la correzione.
Base secca e base umida: due dati che non si confrontano
Quasi tutti gli analizzatori estrattivi leggono il gas dopo averlo essiccato: il risultato è espresso su base secca. Molte misure in situ, invece, leggono i fumi tal quali, con il loro vapore acqueo, e restituiscono un valore su base umida. La differenza non è una sfumatura: il vapore occupa una frazione del volume, e quella frazione può essere consistente sui processi di combustione. Confrontare una serie storica su base secca con un rilievo su base umida, o sommare i due nello stesso prospetto, produce uno scostamento che verrà attribuito all’impianto invece che al metodo. Il tenore di umidità va determinato e registrato, e ogni valore va etichettato con la base a cui si riferisce. La UNI EN ISO 16911 tratta velocità e portata negli effluenti gassosi, dove la stessa distinzione ritorna nel calcolo dei flussi di massa.
Isocinetismo: quando l’ugello sceglie le particelle al posto tuo
Il quinto errore riguarda la polvere. Il prelievo del particolato è corretto solo se la velocità del gas all’ingresso dell’ugello uguaglia quella del flusso nel condotto. Se l’aspirazione è troppo debole, il gas devia attorno all’ugello ma le particelle più grandi, per inerzia, ci entrano lo stesso e vengono sovracampionate. Se è troppo forte, accade il contrario e la frazione grossolana viene persa. In entrambi i casi il filtro pesa qualcosa di reale, e proprio per questo l’errore non si manifesta come anomalia. La UNI EN 13284 definisce il metodo per la determinazione della polvere e richiede la verifica dell’isocinetismo entro una tolleranza dichiarata.
Il filo comune dei cinque errori è che nessuno di essi rende il dato instabile: lo rendono falso e coerente. Per questo la registrazione deve conservare la catena e non il solo risultato: sezione, linea, condizionamento, ossigeno, base, isocinetismo. Se un controllo non passa, va dichiarato, perché una dichiarazione di conformità non è una prova e lo scostamento non si motiva come variante accettabile. Una panoramica degli strumenti impiegati lungo questa catena è raccolta nella pagina dedicata ai sistemi per misura emissioni e fumi industriali.
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