Strumenti di misura delle emissioni:
Misurare, monitorare e documentare le emissioni in modo sicuro

Prima di selezionare strumenti di misura specifici o progettare concetti di misura, è fondamentale una comprensione comune delle basi tecniche. Ciò include la differenza tra emissioni (rilascio di sostanze nell'ambiente) e immissioni (inquinamento in un determinato luogo), le grandezze di misura tipiche nella misura dei gas di combustione e l'andamento temporale dei compiti di misura lungo l'intero ciclo di vita dell'impianto – dalla messa in servizio, attraverso le verifiche periodiche, fino al monitoraggio continuo.

Le grandezze di misura centrali comprendono, ad esempio:

• Ossigeno (O₂) in % vol. come grandezza di riferimento per la regolazione del processo di combustione,

• Monossido di carbonio (CO) e anidride carbonica (CO₂) in mg/m³ o % vol.,

• Ossidi di azoto (NO, NO₂, indicati complessivamente come NO_x) e anidride solforosa (SO₂) in mg/m³,

• Concentrazioni di polveri e particolato in mg/m³

Gli strumenti di misura delle emissioni vengono impiegati in una moltitudine di applicazioni industriali. Tra queste figurano, tra l'altro, caldaie e impianti di combustione nella produzione di energia, forni per vetro e cemento, processi nell'industria dei metalli e dell'acciaio, impianti nell'industria dell'alluminio e mineraria, nonché impianti di cogenerazione (CHP) e altri aggregati di produzione combinata di calore ed energia. La composizione dei gas di combustione, gli intervalli di temperatura, il contenuto di polveri e l'umidità variano notevolmente a seconda del settore e richiedono ciascuno concetti di misura adattati.

In caldaie e bruciatori, l'attenzione è spesso rivolta al monitoraggio continuo di O₂, CO e NO_x per garantire sia l'efficienza energetica che il rispetto dei valori limite. Nell'industria del cemento o del vetro, le elevate temperature di processo, le polveri abrasive e i lunghi percorsi di misura sono sfide tipiche per le sonde di misura e il condizionamento del gas. Nelle applicazioni CHP, i metodi di misura pratici permettono sia di effettuare rilievi sul campo sia di eseguire controlli regolari sui diversi componenti.

Dietro ogni valore di misura delle emissioni si trovano principi di misura fisici e una configurazione del dispositivo adeguata. Le tecnologie tipiche negli strumenti di misura delle emissioni comprendono:

• Celle di misura NDIR (misura a infrarossi non dispersiva) per gas come CO, CO₂ o NO,

• Sensori elettrochimici per O₂, NO₂, SO₂ e altri componenti,

• Sensori paramagnetici per misurazioni precise di O₂,

• Sistemi di campionamento e condizionamento del gas con sonde di estrazione riscaldate, tubi flessibili riscaldati e moduli di condizionamento.

La scelta della tecnologia appropriata dipende da diversi fattori: quali componenti devono essere rilevati, in quali intervalli di concentrazione e in quali condizioni (temperatura dei gas di combustione, contenuto di polveri, umidità)? Si deve misurare in punti specifici – ad esempio nell'ambito di misurazioni di servizio – o in modo continuo per una misurazione permanente? E quali requisiti esistono per l'incertezza di misura, i limiti di rilevamento e i tempi di risposta?

Quale strumento di misura delle emissioni sia adatto a un compito specifico dipende dal tipo di misurazione, dai componenti di misura richiesti e dal grado di automazione richiesto. In linea di principio, si possono distinguere tre categorie:

• Strumenti di misura delle emissioni mobili per servizio, messa in servizio e misurazioni in campo,

• Sistemi di misura delle emissioni stazionari per compiti di monitoraggio continuo,

• Sonde, sistemi di campionamento, moduli di condizionamento del gas e accessori come supplemento.

Gli strumenti di misura delle emissioni mobili vengono tipicamente impiegati per ispezioni ricorrenti di caldaie e impianti di combustione, per la regolazione dei bruciatori o per misure specifiche su determinati impianti. Devono essere robusti, pronti all'uso rapidamente e facili da utilizzare, fornendo al contempo valori di misura che possono essere documentati in modo tracciabile su report professionali.

I sistemi di misura delle emissioni stazionari vengono impiegati dove i valori limite devono essere monitorati in modo permanente e i risultati di misura devono essere registrati per lunghi periodi – ad esempio presso grandi impianti di combustione o nell'industria ad alta intensità energetica. Qui, temi come i controlli automatici di zero e calibrazione, la stabilità a lungo termine e l'archiviazione dei dati conforme alle norme svolgono un ruolo centrale.

I rapporti pratici, i progetti di riferimento e i documenti tecnici aiutano a valutare meglio i concetti di misura delle emissioni e a supportare le decisioni di investimento. In questa sezione del mondo tematico, vengono raggruppati riferimenti e download selezionati. Mostrano come gli strumenti di misura delle emissioni vengono utilizzati in progetti reali, quali sfide si presentano tipicamente nella pratica e quali approcci di soluzione si sono dimostrati efficaci.

Gli esempi includono white paper sulla misura delle emissioni negli impianti di cogenerazione, descrizioni di applicazioni per compiti di misura specifici e rapporti di progetti industriali e di produzione di energia. Gli utenti ricevono così sia informazioni tecniche di base che esperienze sul campo – un elemento importante per rafforzare i segnali di esperienza e fiducia e per supportare le decisioni su base tecnica.