Il punto sulla direttiva IPPCPalazzo Medici Riccardi 

Firenze ‐ 27 novembre 2013

Monitoraggio in continuo delle emissioni.

Normative: applicazioni e criticità

Mauro Rotatori

Direttiva IED (2010/75/CE)La IED costituisce la revisione in un’unica direttiva di sette direttive

concernenti le emissioni industriali

Dir. 2008/1/UE (IPPC)Dir. 2001/80/CE (LCP)Dir. 2000/76/CE (incenerimento rifiuti)Dir. 1999/13/CE (emissione di solventi organici)Dir. 92/112/CEEDir. 82/883/CEEDir. 78/176/CEE (industria produzione TiO2)

Il recepimento avverrà mediante l’inserimento nel D. Lgs. 152/06 e s.m.i.

FUNZIONE DELLO SMEStabilire la funzione dello SME: se è uno strumento fiscale o se deve

essere considerato gestionale

SMEGESTIONALE

FISCALE

(controllo dei parametri operativi dell’impianto)

(verifica della conformità con i limiti di legge)

UNI EN 14181:2005 1) definire un processo per la caratterizzazione dello SME in termini di linearità,

stabilità, incertezza di misura attraverso il ricorso ad una serie di misure in parallelo realizzate tramite un ‘metodo di riferimento’

2) definire le attività necessarie a garantire che lo SME rimanga in uno stato di ‘calibrazione’ al fine di poter garantire la qualità dei dati misurati (control chart)

3) definire le attività necessarie ad effettuare i controlli periodici annuali

QAL 1 ‘Certificazione’ - Valutazione dell’adeguatezza del sistema di monitoraggio e delle relative procedure di esercizio agli scopi che ci si è prefissi a montedell’installazione, mediante la determinazione dell’incertezza di misura.

QAL 2 Quality assurance dello SME - Verifica della corretta installazione, determinazione delle funzioni di taratura e dei relativi range di validità, determinazione della variabilità e confronto con i requisiti di legge

QAL3 ‘Ongoing quality assurance during operation’ - Controllo periodico, durante l’esercizio, di deriva e precisione, mediante prove di zero e span (stesse procedure utilizzate in QAL1) e seguente valutazione mediante carte di controllo, allo scopo di verificare che il sistema mantenga i requisiti di qualità determinati dai test di QAL1.

AST Annual surveillance test - La procedura definisce la modalità dei controlli periodici annuali. E’ basata su misure in parallelo con metodi di riferimento

UNI EN 14181:2005  

APPLICAZIONE DEI TEST PREVISTI DALLA UNI EN 14181:2005 PER TUTTI I PARAMETRI PER CUI E’ PRESCRITTO IL MONITORAGGIO IN CONTINUO

DELLE EMISSIONI

ELVMETODO

STANDARD DIRIFERIMENTO

(SRM)

PREVIA DEFINIZIONE DI

Ic al 95%

UNI EN 14181:2005 – campo di applicazione  

ACCIAIERIE IMPIANTI CHIMICIetc…

ALTRE TIPOLOGIE DI IMPIANTO

Verifica di linearità I.A.R.

TaraturaAnalizzatori

a misura indiretta

Verifiche SME eseguite ai sensi dell’All. VI alla parte V del D.Lgs 152/06 e s.m.i.

Definizione a livello legislativo nazionale delle norme tecnichedi riferimento (SRM europei, ove applicabili, o nazionali)

per tutti i parametri oggetto di test QAL2.

UNI EN 14181:2005 dispone verifica SMEmediante SRM europei (norme tecniche EN) ove applicabile.

PROBLEMATICHE GENERALI

METODO STANDARD DI RIFERIMENTO (SRM)

Il metodo standard di riferimento (SRM) si applica per il controlloperiodico e per la calibrazione o il controllo di sistemi automatici dimisura (SME) installati in modo permanente su un impianto, a finiregolamentari.

La CEN valuta l'SRM effettuando prove di campo sugli impianti soggettial monitoraggio in continuo delle emissioni

Metodi di misura differenti di uno stesso parametro non sempreproducono risultati comparabili. Per rendere le analisi il più possibilecomparabili tra di loro bisogna ricorrere all’uso di metodi standardizzati,riconosciuti da esperti e presi come riferimento per convenzione, chedanno, o si presume dare, il valore di riferimento accettato dellaconcentrazione del parametro da misurare in termini di precisione eaccuratezza.

Parametro MetodoMonossido di carbonio (CO) UNI EN 15058:2006Biossido di zolfo (SO2) UNI EN 14791:2005Ossidi di azoto (NOx) espressi come NO2 UNI EN 14792 :2006Polveri UNI EN 13284-1:2003TOC espresso come C UNI EN 12619 :2013

UNI EN 13256:2005Acido cloridrico (HCl) UNI EN 1911:2010Acido fluoridrico (HF) ISO 15713:2006

UNI EN 14181: 2005 ‐ QAL2 – metodi di riferimento

Parametro MetodoAmmoniaca (NH3) EPA CTM-027:1997Mercurio (Hg) UNI EN 13211:2001Protossido di azoto (N2O) UNI EN ISO 21258:2010

UNI EN 14181:2005 – campo di applicazione 

Altri parametri monitorati in continuo:

ammoniaca, mercurio, protossido di azoto, ENB ……..

(impianti di incenerimento e coincenerimento )

(Grandi impianti di combustione)

E per strumenti con poche applicazioni (poco conosciuti)

l’incertezza deve essere la massima applicabile

Inquinanti per i quali la normativa non fissa uno specifico intervallo di confidenza

Problematiche applicazione UNI EN 14181

QAL2

N

1iiD

N1D

N

1i

2iD )DD(

1N1S

s,is,ii yyD

Dove:

yi,s = misure dello SRM

ŷi,s = dati SME TARATI

SD = VARIABILITÀ

VERIFICA DELLA GARANZIA QA e QC DELLE MISURAZIONID.Lgs 133/05  e 152/06 EN 14181: 2005

YIcXIAR 1100IAR

Dove:

X = media degli N valori Xi

Y = media degli N valori yi (misure del SRM)

Xi = yi – Zi

NtIc n

N

iNS XXi

1

2)1(

yi = misure dello SRM

Zi = misure dello SMEIc = valore assoluto dell'intervallo di confidenza

calcolato per la media degli N valori Xi; tn = t di Student per un livello di fiducia al

95% e per N- 1 gradi di libertà

L’accordo tra SRM e SME si basa sugli scarti dei valori da questi misurati.

L’accordo è positivo se

IAR > 80%

L’accordo tra SRM e SME si basa su una correlazione dei due sistemi che modifica i dati del sistema installato

(dati SME tarati).L’accordo è positivo se

SD < σ° Kv

Valutazione dell’omogeneità della distribuzione dei gas nella sezione di prelievo ai sensi della UNI EN 15259:2008.

RAPPRESENTATIVITA’ DEL PUNTO DI CAMPIONAMENTO

UNI EN 14181:2005 – FUNZIONE DI TARATURA

Elaborazione di tipo A

È possibile variare i livelli emissivi (ys,max-ys,min) >15%ELV

Il Gestore deve verificare la possibilità di variare la marciadell’impianto al fine di simulare diversi livelli diconcentrazione in emissione

intervallo delle concentrazioni (misurato con l’SRM)

Non è possibile variare i livelli emissivi

(ys,max-ys,min) <15% ELV

dove

Z è la differenza tra lo “zero” dello SME e lo zero

Elaborazione di tipo B

intervallo delle concentrazioni (misurato con l’SRM)

UNI EN 14181:2005 – FUNZIONE DI TARATURA

Qualora non sia possibile modificare sensibilmente le condizioni dimarcia, e se le concentrazioni misurate sono molto al di sotto di ELV

Estrapolazione al limite della funzione di taratura utilizzando opportuni materiali di riferimento (bombole a titolo noto e certificato)

UNI EN 14181:2005RANGE DI VALIDITÀ DELLA FUNZIONE DI TARATURA

RANGE DI VALIDITA’ DELLA FUNZIONE DI TARATURA

Compreso tra ’’0’’e il massimo valore riscontrato in campo dallo SME, tarato ed espresso in condizioni

standard incrementato del 10% (UNI EN 14181:2005)

Range di validità della funzione di taratura inferiore al limite in emissione

Il punto trovato con la bombola serve a verificare al limite la retta

di taratura?

Il punto trovato con la bombola deve far parte della

retta di taratura ?

- 15 punti ottenuti con prove in parallelo;- il 16° viene ottenuto mediante utilizzo di standard gassosi con concentrazioni prossime al limite di emissione

UTILIZZO STANDARD GASSOSO

UNI EN 14181:2005RANGE DI VALIDITÀ DELLA FUNZIONE DI TARATURA

Limite SO2 = 40 mg/Nm3

Range di validità 6,49 mg/Nm3

Limite SO2 = 40 mg/Nm3

Range di validità 43,87 mg/Nm3

Livello emissivo ottenuto tramite bombola di gas standard a titolo noto

)max(0 *1,0*96.1 campoC

“Se le misure QAL2 < 50% ELV e la retta di taraturacalcolata ha un errore attorno al limite superioreall’incertezza specificata in legislazione, la curva può essereintegrata con valori desunti dalle prove di linearità”

UNI EN 14181:2005RANGE DI VALIDITÀ DELLA FUNZIONE DI TARATURA

)max(*1,1 campoC

Limite SO2 = 40 mg/Nm3

Range di validità 13,89 mg/Nm3Livello emissivo ottenuto tramite bombola 

di gas standard a titolo noto

UNI EN 14181:2005  La validità della retta significa che si deve ripetere QAL2 se:

Impone di fatto al Gestore dell’impiantoripetizioni dei test QAL2 con frequenza

superiore a quella prescritta

1) Oltre il 5% dei valori misurati dall’AMS calcolati su tale periodo settimanale (basato sui valori tarati e normalizzati) non rientra nell’intervallo di taratura valido per più di 5 settimane nel periodo tra due AST

2) Oltre il 40% dei valori misurati dall’AMS calcolati su tale periodo settimanale (basato sui valori tarati e normalizzati) non rientra nell’intervallo di taratura valido per una o più settimane

UNI EN 14181:2005 – APPLICABILITA’ ALLE RAFFINERIE  

VALORI LIMITE IN EMISSIONE ED INCERTEZZE

Limite di Bolla: limite unico valido per tutti i punti diraffineria che tiene conto di tutti i contributi alle emissioniderivanti dai camini censiti.

Rapporto ponderato tra la sommatoria delle masseinquinanti emesse e la sommatoria dei volumi degli effluentigassosi dell’intera raffineria.

Copre l’intera gamma delle emissioni prodotte dallaraffineria

poco rappresentativo delle reali condizioni emissive del singolo impianto

Limiti di “bolla”Unità di combustione + unità si processo

SD ≤ σ0 · Kv

95° percentile dati storici impianto (es.

ultimi 2 anni)?

Quale valore limite considerare?

QAL 2 sul singolo camino

Valore medio dei dati rilevati durante prova di rilevabilità

QAL2 o AST moltiplicato per un fattore da definire (es. 1,5 o 2)?

UNI EN 14181:2005 – APPLICABILITA’ ALLE RAFFINERIE  Problematiche

Difficoltà ad estendere ilil range di validità della retta

al limite di bolla

L’applicabilità della UNI EN 14181:2005 alle raffinerieÈ condizionata dalla natura stessa del Limite di Bolla

Livelli emissivi medisuperiori al limite di bolla

(SO2 Clauss)

UNI EN 14181:2005 – APPLICABILITA’ ALLE RAFFINERIE  

D.Lgs 11/05/2005n° 133

Allegato 1 - C

D.Lgs 03/04/2006n°152

Parte V – Allegato II

NESSUN RIFERIMENTO DIRETTO ALLA NORMA

UNI EN 14181:2005

Nella bozza del recepimento della direttiva IED si fa esplicito riferimento alla UNI EN 14181:2005

INTRODUZIONE DEL CONCETTO DI INTERVALLO DI CONFIDENZA

Quale valore di incertezza va sottratto alla misura?

UNI EN 14181:2005 – Interpretazione e decisione

Il valore di incertezza che emerge dalle prove sul

campo QAL2?

Il valore di incertezza che emerge in fase di taratura

dello strumento QAL1?

La semilunghezza dell’intervallo di confidenza del

95% (σ0, ovvero incertezza associata all’ AMS)

CONCLUSIONI

- Nel recepimento della Direttiva IED è auspicabile che vengano

chiarite alcune questioni che generano interpretazioni

- Il Ministero dell’Ambiente dovrebbe emanare il decreto di

aggiornamento e modifica dell’Allegato VI alla Parte V del D.Lgs.

152/06 e s.m.i. sui criteri e metodi per il monitoraggio delle

emissioni industriali

GRAZIE PER L’ATTENZIONE