Che cos’è uno strumento di misura delle emissioni?

Uno strumento di misura delle emissioni è un sistema di misura con cui è possibile rilevare, valutare e documentare in modo affidabile inquinanti gassosi e particelle nei gas di combustione – ad esempio O₂ in % vol., CO, CO₂, NO_x o SO₂ in mg/m³ – affinché i gestori possano dimostrare il rispetto dei limiti di emissione, impostare gli impianti in modo efficiente e soddisfare i requisiti ambientali. Costituisce quindi la base tecnica di qualsiasi misurazione delle emissioni conforme alle norme.

Definizione e compito principale

Gli strumenti di misura delle emissioni vengono impiegati ovunque vengano rilasciati gas di combustione in processi di combustione o procedimenti industriali. Il loro compito principale è

rilevare i componenti di gas rilevanti e, se necessario, i contenuti di polveri nel flusso dei gas di combustione,
fornire valori di misura in unità conformi alle norme (ad es. mg/m³ a condizioni di riferimento definite),
verificare il rispetto dei valori limite di legge e degli obiettivi interni,
documentare i dati di misura in modo a prova di revisione.

A differenza di semplici misure dei gas di combustione o dell’aria ambiente, per gli strumenti di misura delle emissioni sono in primo piano i requisiti di tutela ambientale e delle emissioni. I valori misurati devono quindi essere non solo tecnicamente corretti, ma anche interpretabili dal punto di vista legale. Ciò include condizioni di riferimento definite (ad es. contenuto di ossigeno di riferimento), punti di misura chiaramente assegnati e procedure di misura tracciabili.

Compito degli strumenti di misura delle emissioni

Struttura di uno strumento di misura delle emissioni

Uno strumento di misura delle emissioni è generalmente composto da diverse unità funzionali che insieme formano una catena di misura:

Campionamento: prelievo dei gas di combustione dal flusso dei fumi, di solito tramite una sonda riscaldata in un punto di misura definito.
Trattamento del gas: condizionamento dei gas di combustione, ad es. essiccazione, separazione delle polveri e adeguamento della temperatura, affinché i sensori possano lavorare in modo affidabile.
Analizzatore: sensori o celle di misura per determinare la concentrazione di gas mediante metodi NDIR, elettrochimici o paramagnetici.
Valutazione & documentazione: visualizzazione, memorizzazione e output dei valori misurati, inclusa la media e le funzioni di report.

Sensoristica, campionamento e condizionamento del gas

In un sistema tipico, i gas di combustione caldi vengono prelevati tramite una sonda riscaldata e convogliati attraverso una linea riscaldata in un’unità di trattamento del gas. Qui condensa e polveri vengono separate prima che il gas condizionato entri nelle camere di misura. Sensori come celle di misura NDIR per CO e CO₂ o celle elettrochimiche per O₂, NO, NO₂ e SO₂ trasformano la composizione chimica del gas in segnali elettrici dai quali vengono calcolate le concentrazioni.

A seconda dell’applicazione, vengono combinati componenti diversi. Nei dispositivi compatti e mobili, campionamento, trattamento del gas e analizzatore sono integrati in un alloggiamento portatile. I sistemi stazionari, invece, sono costituiti da sonde installate in modo permanente, un’unità/locale di analisi e un collegamento dati ai sistemi di controllo.

Strumenti di misura delle emissioni di Testo

Tipici ambiti di impiego nella pratica

Gli strumenti di misura delle emissioni trovano impiego in molti settori, tra cui:

nelle caldaie e negli impianti di combustione per monitorare O₂, CO, NO_x e polveri,
in vetrerie, cementifici e acciaierie per controllare i gas di processo rilevanti per le emissioni,
negli impianti di cogenerazione per verificare i valori limite di NO_x e CO,
negli impianti di incenerimento rifiuti e nelle combustioni industriali per la sorveglianza continua delle emissioni.

Dalle caldaie agli impianti di cogenerazione

In una caldaia alimentata a gas, uno strumento di misura delle emissioni rileva tipicamente valori di O₂, CO e NO_x nei gas di combustione per valutare sia l’efficienza sia il rispetto dei valori limite. In un impianto di cogenerazione vengono misurati componenti simili, ma spesso in condizioni di carico variabili e con diverse qualità del combustibile. Nei forni per cemento o vetro entrano inoltre in gioco elevate sollecitazioni di polvere e temperatura, che richiedono requisiti particolari per il campionamento e il trattamento del gas.

Confronto tra strumenti di misura delle emissioni mobili e stazionari

Gli strumenti mobili di misura delle emissioni sono progettati per un impiego flessibile su punti di misura variabili. Vengono utilizzati soprattutto per

messe in servizio e interventi di manutenzione,
controlli periodici e misure a campione,
misure comparative su diversi impianti

Integrano più sensori in un dispositivo compatto e consentono di valutare e documentare i valori misurati direttamente in loco.

I sistemi stazionari di misura delle emissioni, invece, sono installati in modo permanente in un punto di misura e sono progettati per misure continue. Si impiegano soprattutto quando le normative prescrivono un monitoraggio continuo e una documentazione automatica – ad esempio in grandi impianti di combustione o in settori ad alta intensità energetica. Tali sistemi dispongono in genere di controlli automatici di zero e calibrazione, di un condizionamento del gas a prova di guasto e di un collegamento diretto ai sistemi di controllo.

Per molti operatori, le tecnologie mobili e stazionarie si completano a vicenda: i sistemi stazionari forniscono valori continui in esercizio, mentre gli strumenti mobili vengono utilizzati per controlli aggiuntivi, misure comparative o attività di misura temporanee.

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