Il monitoraggio nelle EMISSIONI. L Esperienza del Laboratorio Hera nell applicazione della nuova norma UNI EN ISO :2013

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1 Il monitoraggio nelle EMISSIONI L Esperienza del Laboratorio Hera nell applicazione della nuova norma UNI EN ISO :2013 P.I. Michele Marcosignori Responsabile Settore Emissioni in Atmosfera Laboratorio Hera spa di Forlì Seminiario Kosmosnet 19 Marzo 2014 Padova 1

2 Il sistema sul territorio: Il sistema laboratori del Gruppo Hera: Sinergia specializzazione alta affidabilità Lab di Bologna Lab di Forli Laboratori Logistica UNITA di Campionamento territoriali Il sistema Laboratori unisce le forze,razionalizza strumenti e saperi distribuiti sul territorio. Garantisce pertanto piu controllo,piu sicurezza, piu qualita REPERIBILITA h 24 2

3 Il sistema laboratori del Gruppo Hera: i nostri numeri 3

4 Laboratorio di Forlì Aree di attività 1 Rifiuti solidi e Fanghi 2 Microinquinanti organici (PCDD/DF,IPA, PCB) 3 Emissioni (convogliate e diffuse) 4 Monitoraggi ambientali e dei luoghi di lavoro Laboratorio FORLI Settore RIFIUTI Settore EMISSIONI Settore MICROINQUINANTI Laboratorio Mobile Formazione e specializzazione tecnici Accreditamento EN

5 Profili analisi PORTATA, TEMPERATURA, VELOCITA, PRESSIONE EMISSIONI CONVOGLIATE WTE CENTRALI TERMICHE DISCARICHE OSSIGENO BIOSSIDO DI CARBONIO METANO OSSIDI DI AZOTO, OSSIDI DI ZOLFO METALLI + HG ACIDI POLVERI MICROINQUINANTI ORGANICI (PCDD/DF- PCB-IPA) ARIA AMBIENTE EMISSIONI DIFFUSE QUALITA DELL ARIA METANO SOLFURO DI IDROGENO AMMONIACA METALLI COMPOSTI ORGANICI VOLATILI POLVERI PCDD/PCDF PCB IPA FIALA AMESA MICROINQUINANTI ORGANICI (PCDD/DF-PCB-IPA) 5

6 7 TERMOVALORIZZATORI del Gruppo HERA Tecnologie di forno proposte per RSU > Griglia mobile > Tamburo rotante > Letto fluido > Griglia fissa > Piani multipli > Semi-pirolitico Impianti di: > Pirolisi > Trattamenti all arco-plasma Modena Impianto di: Ravenna 1 linea Capacità di smaltimento: 144 t/d Bologna Ferrara Forlì Rimini 1 linea 2 linee 2 linee Capacità di smaltimento: 538 t/d Capacità di smaltimento: t/d Capacità di smaltimento: 480 t/d 1 linea Capacità di smaltimento: 2 linee 384 t/d Capacità di smaltimento: 384 t/d 6

7 SCHEMATIZZAZIONE DEL PROCESSO Produzione di Energia Recupero Energetico Energia elettrica e termica Rifiuti urbani Energia Il calore sviluppato dalla combustione dei rifiuti viene utilizzato per produrre vapore surriscaldato che viene utilizzato per produrre energia distribuibile sia elettrica che termica. Combustione Fumi Depurazione Fumi Analisi Fumi Emissioni Scorie di combustione Il sistema di depurazione fumi ha lo scopo di rimuovere le sostanze inquinanti contenute nei fumi prodotti durante la combustione dei rifiuti. L analisi dei fumi in precisi punti del processo consente di ottimizzare il dosaggio dei reagenti e di far fronte alle fluttuazioni di concentrazione degli inquinanti presenti nei fumi stessi. Residui solidi della depurazione fumi 7

8 Monitoraggio alle Emissioni : MICROINQUINANTI organici Campionamenti manuali in DISCONTINUO Campionamenti automatici in CONTINUO 8

9 Il sistema laboratori del Gruppo Hera: la qualità UNI EN ISO 9001:2008 UNI EN ISO UNI EN ISO 14001:2004 OHSAS A garanzia della correttezza e affidabilità del dato il Laboratorio HERA Unità di Forlì per l analisi dei microinquinanti è accreditato per la parte di campionamento UNI EN :2006 per PCDD/DF e PCB è accreditato per la parte analitica UNI EN :2006 per PCDD/DF è accreditato per la parte di analisi UNI CEN :2010 per DL-PCB è accreditato per la parte di campionamento e analisi DM 25/08/2000 GU SO n /09/200 All.3 per IPA 9

10 Valutazione impatto ambientale dei termovalorizzatori La dispersione atmosferica degli inquinanti : destino ambientale una volta immessi nell ambiente si distribuiscono nelle diverse matrici ( ARIA, SUOLO, ACQUE, SEDIMENTI ) Calcolo della ricaduta al suolo: Formule e modelli matematici Misure al suolo dalle centraline di monitoraggio della qualità dell aria Deposimetri LABORATORI HERA Analisi terreni 10

11 Lo stato attuale delle autorizzazioni per i principali impianti del Gruppo in relazione alla determinazione della portata Termovalorizzatore di Modena UNI Determina di Aia n 408 rilasciata dalla Provincia di Modena in data 07/10/2011 Termovalorizzatore di Forlì UNI Autorizzazione Integrata Ambientale Determina n 154 del 16 aprile 2013 rilasciate dalla Provincia di Forlì Cesena Termovalorizzatore di Ferrara Termovalorizzatore di Ravenna UNI > Passaggio a UNI EN UNI > Passaggio a UNI EN Metodi normati e/o ufficiali; Metodi UNI EN /UNI/ UNICHIM; Metodi sviluppati da centri di ricerca riconosciuti a livello internazionale (ISTISAN, CNR, EPA, NIOSH, OSHA ); Vedi Ferrara Termovalorizzatore di Coriano (RN) UNI l AIA Determina n 13/2009 del 28/01/2009 Il metodo UNI è ancora richiesto per gli impianti principali. E ipotizzabile la sostituzione nelle prossime revisioni di AIA. 11

12 Difficoltà interpretative.incongruenze della norma? Par.8 Performance Requirements: UNI EN ISO :2013 Tab.3 a) Sr lab < 1% in galleria del vento. Ok Chiaro ma un po sfidante. Rivedere layout condotto di riferimento; b) Lack of fit <2% in galleria del vento. Ok abbastanza chiaro. Ma la realizzazione della grandezza per mezzo di galleria+pitot può essere critica. Necessario LDA (Laser Doppler Anemometry con accuratezza <1%?) c) Uncertainty due to calibration < 2% of full scale. from calibration certificate (per quale grandezza/strumento)? Tab.4 d) Uncertainty in flow measurement device calibration (è la K!) <1% del valore e) Uncertainty in differential pressure reading device calibration (sicuramente il micromanometro) <1%.sarebbe quasi chiaro se, in APP.A Normative non comparisse la Tab. A.1 che sentenzia: f) Calibration uncertainty of differential pressure sensor used for the measurement of dynamic pressure and of the static pressure: <1% (OK coerente) or 20 Pa Whichever in GREATER? Maybe SMALLER? 12

13 Problema iniziali :1 e 2. Realizzare le grandezze 1. Non sono in grado di calibrare un K con un incertezza inferiore all 1%. Cerco sul sito Accredia un laboratorio di taratura LAT che abbia la K fra le proprie grandezze. Trovo qualcosa ma con incertezza intorno al 2%. Non è sufficiente; 2. Non sono in grado di calibrare un dp se non con un tubo ad U. Elegante, ma commetterei errori enormi poiche 1 mmh2o = 10 Pa. Cerco un LAT che tari il dp. Non lo trovo. 3. Un uccellino mi dice di andare oltralpe. La patria di Pascal. Ho trovato qualcosa con U<1%. 13

14 Controllare periodicamente le grandezze In attesa di inviare le apparecchiature in taratura posso attuare alcune verifiche significative Usando un tubo ad U per generare il dp connetto in serie tutti i miei micromanometri. Inclusi quelli delle pompe isocinetiche: Ottengo buoni risultati. Alcuni valori mmh2o Strum 1 Strum 2.. Strum Pa 257 Pa Pa Pa 154 Pa Pa Pa 494 Pa 486 Pa 14

15 Controllare le grandezze in campo Il tubo ad U è funzionale ma non mi permette di generare +/- 1 Pa. Investo su un generatore/misuratore di dp con certificazione LAT In laboratorio In campo Micromanometro di lavoro Micromanometro presente sulle pompe isocinetiche 15

16 Il problema tarature esterne è risolto. Intanto mi cimento con le verifiche. Prova di tenuta In laboratorio: 1. Allestisco una linea completa 2. Serro le connessioni con la stessa forza di quanto farei in campo 3. Genero un dp con tubo ad U 4. Osservo. La pressione differenziale rimane stabile attorno al dp generato. Si osservano però variazioni consistenti se si tengono i tubi in mano (riscaldamento) > aumento di pressione. e in campo? 16

17 E ora di andare in stazione di campionamento. In camino. 17

18 Il camino del termovalorizzatore di Forlì di Herambiente SpA Diametro 1700 mm Quota 36 m In area completamente coperta 4 Prese campione 90/90/45/90 La distanza presa-parete è < diametro m ma in compenso L anticamera ha L ARIA CONDIZIONATA! 18

19 L andamento delle concentrazioni: l andamento della composizione Ossigeno An.Carbonica /06/ /06/ /06/ /06/

20 Verifica dei misuratori in campo Dopo la verifica di tenuta, con lo stesso dp generato dal camino, verifico il misuratore di dp da lavoro con quello utilizzato come standard (campione di trasferimento) 20

21 Prova di tenuta in campo In campo un tubo ad U non è utilizzabile in tutte le situazioni. Se tentassi di usare il camino stesso come generatore di dp? La prova di tenuta con il condotto è meno stabile che con un sistema idrostatico come eseguito in laboratorio. 21

22 Ok. Cominciamo a fare delle repliche. Regolazione degli affondamenti secondo la regola TANGENZIALE Usiamo una bandella metrica (U.F. 1 mm) tarata per confronto con una di riferimento. Le misure dei diametri sono condotte con un asta avente la sola funzione di supporto. Le temperature dei fumi non ci permettono di usare marcature grafiche. Usiamo delle fascette stringitubo. 22

23 Pianificazione dell esperimento di ripetibilità Eseguo n. ripetizioni parallele di velocità e verifico la ripetibilità della determinazione La ISO 5725:2 contiene le indicazioni su come calcolare la ripetibilità di un metodo con prove parallele. La parte 6 presenta la tecnica dell escursione media comuni alle elaborazioni di (Statistical Process Control) Userò comunque gli algoritmi classici: ISO 5725:2, UNI EN ISO 20988, e UNI CEN TS che prevedono : Data una coppia di misure parallele yi,1 e yi,2: La varianza è: ( y 1 var( ) i y y = 2, i,2 ) 2 23

24 Misure di dp e Velocità. Densità Kg/m3 EM47 EM38 K=0.835 K=0.844 Modello 1 Modello 2 Modello 1 Modello 2 Pa Pa m/s m/s SYS 1 SYS 2 d d 2 SYS 1 SYS 2 d d 2 19/12/ :41: /12/ :43: /12/ :45: /12/ :47: /12/ :51: /12/ :53: /12/ :56: /12/ :57: /12/ :58: /12/ :59: /12/ :01: /12/ :03: Numero di dati Media n 24 Somma d Sr <5% Media Generale CV Sr 3.8% 1.5% 24

25 Ripeto..ripeto ripeto-1 CONTROLLO QUALITA' METODO: TIPO A6, CLAUSE B10, ESEMPIO C.8 UNI EN ISO 20988:2007 DATA TIPO IMPIANTO RUN Misura 1 Misura 2 SCARTO m/s SQ MEDIA m/s m/s m/s 19/12/2013 WTE /01/2014 WTE /01/2014 WTE /01/2014 WTE /01/2014 WTE /01/2014 WTE /01/2014 WTE /01/2014 WTE /01/2014 WTE /01/2014 WTE

26 Ripeto.ripeto.ripeto-2 u B 0.44 var(y) y min = 21.4 m/s Valore minimo delle serie y max = 25.0 m/s valore massimo delle serie N = 10 Coppie di misure k = t, 95% u B2 /var(y) = Contributo del bias alla varianza u(y) = 0.5 m/s incertezza combinata U 0,95 = k u(y) = 1.1 m/s incertezza estesa Media Generale m/s Urel% 4.8% incertezza estesa relativa Dopo 10 repliche ho un incertezza inferiore al 5% Tuttavia la componente del bias >0.5. I sistemi non sono identici. Siamo in condizioni intermedie di ripetibilità. 26

27 Conclusioni 1. La verifica dei requisiti richiesti dalla nuova norma comporta oneri aggiuntivi in termini di tarature esterne. Tuttavia il parametro velocità è frequentemente richiesto (e altamente significativo) pertanto i costi fissi di taratura sono ampiamente ammortabili; 2. Diversi criteri di stabilità (dal 10% rispetto alle media come singola osservazione al 5% del CV Sr) 3. Le verifiche di tenuta delle linee e corretta lettura dei micromanometri sono ora regolamentate e devono essere registrate; 4. I condotto di taratura costruito per la UNI deve essere riveduto. 5. Possibilità di utilizzare dati di composizione forniti dagli AMS ma, se determinati in proprio, c è un vincolo sull uso della tecnica paramagnetica UNI EN per O 2 6. Necessario sviluppare sul territorio nazionale prove specifiche in condizioni reali in impianto con T fino a 200 C. Le prove in condotto a T=amb non permettono di testare tutte le variabili presenti in campo. 27

28 GRAZIE PER L ATTENZIONE 28