Camini

Iniziamo la pubblicazione di un interessante lavoro realizzato a Treviso per la standardizzazione delle metodologie operative per il controllo delle emissioni in atmosfera

A CURA DI:
Direttore del Dipartimento ARPAV di Treviso, Ing.Loris Tomiato Responsabile Servizio territoriale DAP Treviso, Dr.Giuseppe Daniel
U.O. Vigilanza Ambientale, TT.P.A.Paolo Ronchin – Stefano Simionato

INTRODUZIONE

I controlli delle emissioni in atmosfera provenienti dagli insediamenti industriali sono attualmente regolamentati dal D.Lgs. 3 aprile 2006 n.152 che, per quanto riguarda la parte V (Norme in materia di tutela dell’aria e di riduzione delle emissioni in atmosfera), recepisce gran parte di quanto già stabilito dal D.P.R. 203/88 e dalle linee guida contenute nel D.M. 12 luglio 1990. Le norme tecniche collegate a tale tipo di attività sono, per altro, in continua evoluzione, come testimoniato dai continui aggiornamenti di quanto già in vigore. Si assiste poi a un progressivo abbandono di norme derivanti da esperienze a carattere “nazionale” e su grandi impianti industriali, a favore di normative condivise a livello europeo ed elaborate dal CEN (Comitato Europeo di Normazione) con il contributo tecnico di esperti di vari paesi membri. Per quanto riguarda l’Italia, le norme UNICHIM, che costituivano il riferimento normativo per il controllo delle emissioni in atmosfera, sono state in parte soppiantate dalle norme emanate da UNI, Ente Nazionale Italiano di Unificazione, Organismo che rappresenta l’Italia nelle attività di normazione a livello mondiale (ISO) ed europeo (CEN), e dalle norme EN. Tuttavia, le norme europee, sviluppate generalmente per i grandi impianti industriali e ispirate da modelli di realtà urbanistiche diverse, sono spesso di difficile attuabilità in un territorio come quello della Provincia di Treviso, in cui si riscontra la presenza di insediamenti produttivi basati sul modello della piccola e media industria. Tali norme, relative alla determinazione di inquinanti a camino, fanno sempre più riferimento non solo al mero campionamento e/o alla successiva analisi (sia essa strumentale o meno), ma anche alle varie condizioni al contorno che accompagnano tale tipo di attività, dettando disposizioni o fornendo raccomandazioni sulla realizzazione dei tronchetti di prelievo piuttosto che sulle piattaforme di lavoro o la dotazione di attrezzatura minima richiesta per un efficace campionamento. Anche l’evolversi della strumentazione è andato di pari passo con l’emanazione delle norme in oggetto, raggiungendo un livello di affidabilità piuttosto elevato a fronte però di un ingombro volumetrico e di un peso che, in alcuni casi, risulta limitativo. Per contro, la situazione impiantistica non ha evidenziato la stessa evoluzione rimanendo, in molti casi, insufficiente e carente, sia sotto l’aspetto della sicurezza che quello delle dotazioni. Nell’ambito delle innumerevoli soluzioni impiantistiche adottate in Provincia di Treviso il problema dell’accessibilità ai punti di campionamento è stato spesso sottovalutato, anzi, a volte la conformazione dei punti di prelievo è tale da rendere impossibile il campionamento (poco attendibili appaiono i referti analitici relativi a misure di autocontrollo effettuate su questi punti di emissione). I fattori che hanno concorso a tali deficienze sono molteplici tra i quali si possono citare sicuramente l’aspetto economico ma anche quello della scarsa sensibilità (sia ambientale che di sicurezza di lavoro). Per quanto riguarda il fattore economico, la spesa per l’installazione di scale, passerelle, piattaforme è vista come una cosa sostanzialmente inutile per l’azienda così come l’esecuzione delle analisi di autocontrollo viene sentita più come una perdita di tempo piuttosto che una reale opportunità di verifica di parte del ciclo produttivo. Le analisi di autocontrollo alle emissioni in atmosfera sono espressamente richieste dal decreto di autorizzazione; troppo spesso però, pur essendo condotte con le dovute cadenze temporali, il criterio di scelta del laboratorio che esegue tali indagini si basa solamente su questioni economiche. Con tali premesse è possibile che il laboratorio incaricato dell’esecuzione degli autocontrolli, a sua volta soggetto alle leggi di mercato, tenda a economizzare sulle prestazioni fornite non applicando in maniera rigorosa le norme vigenti relative alle tecniche di campionamento e alla sicurezza degli operatori (in alcuni casi si arriva all’uso di muletti non idonei al sollevamento di persone in mancanza di cale fisse). A questo atteggiamento è da collegare poi la scarsa sensibilità ambientale ancora presente, specialmenteper le piccole e medie imprese, in cui l’autorizzazione (alle emissioni in atmosfera), è vista come un semplice documento cartaceo, necessario per lavorare ma sconosciuto nelsuo contenuto; molto spesso il titolare d’azienda non visiona mai l’autorizzazione rilasciata dalla Provincia venendo a conoscenza di prescrizioni e sanzioni solo al momento di un sopralluogo dell’Entepreposto. I controlli a camino, in considerazione del numero dei punti di emissione presenti, dell’ubicazione degli stessi e dei parametri da monitorare, hanno tempistiche realizzative più lunghe rispetto ad altri tipi di attività di controllo, fatto che si ripercuote negativamente sulla frequenza degli interventi. Inoltre, come richiamato anche da molte norme europe e recepite da UNI, è essenziale ispezionare il sito di campionamento prima dell’inizio delle operazioni per assumere informazioni sul ciclo produttivo dell’azienda, sulle materie prime utilizzate e, non ultimo, sulle situazioni di potenziale rischio per gli operatori durante le fasi del prelievo. A tale scopo è da rimarcare che, in mancanza di regole precise, si sono viste le soluzioni impiantistiche più svariate, relativamente all’accessibilità ai punti di prelievo, passando da condizioni ideali a veri e propri “percorsi di guerra”. Se si considera poi che i controlli a camino presuppongono l’uso di numerosa attrezzatura, molte volte pesante e ingombrante, si capisce bene come la situazione impiantistica sia di fondamentale importanza. Vi è pertanto la necessità di fornire a tutte le realtà produttive interessate delle linee guida maggiormente esplicative sulle procedure da attuare per consentire un corretto controllo delle emissioni convogliate derivanti dagli insediamenti industriali, partendo dalla progettazione dei camini e dei relativi tronchetti di prelievo, con dimensioni e caratteristiche fissate univocamente, fino ad arrivare alle caratteristiche delle piattaforme di lavoro.
Il presente studio nasce dall’esigenza di uniformare il più possibile le condizioni di lavoro evitando malintesi, ritardi e complicazioni nell’esecuzione dei campionamenti e, quindi, una maggiore efficienza, e frequenza, dei controlli.
Nel concreto l’obiettivo è quello di:
fornire in maniera univoca indicazioni per le caratteristiche minime, basilari, di un’emissione convogliata (camino), per consentire l’esecuzione di misure e campionamenti degli inquinanti previsti dall’autorizzazione provinciale;
definire i presupposti minimi per una corretta misura di velocità nei condotti e delle altre misure necessarie al calcolo della portata al momento del prelievo.
Per semplificare schematicamente, gli argomenti sono stati suddivisi nei seguenti temi:
Il tronchetto di prelievo
Argomenti trattati: la posizione delpunto di prelievo (diametri monte/valle, curve, spirazioni, ecc); le dimensioni del punto di prelievo (per passaggio sonde a norma dei controlli richiesti); il problema del fissaggio delle sonde (controflangia, filettatura); il numero di punti di prelievo e la corretta angolazione; le specifiche per camini rettangolari o quadrati.
La piattaforma di lavoro
Argomenti trattati: le dimensioni minime; i parapetti; copertura, prese di corrente e di illuminazione.
L’accessibilità ai punti di prelievo
Argomenti trattati: accessibilità di persone e materiali; accessibilità dei tetti calpestabili e non; mezzi di accesso.
Operare in sicurezza
Argomenti trattati: la conoscenza preventiva dei rischi presenti nell’impianto e nelle zone attraversate; la verifica preliminare dei DPI; il trasporto dei materiali alla postazione prelievo.
L’ efficacia di captazione e di conduzione
Argomenti trattati: il concetto di miglior tecnologia disponibile; i requisiti minimi; i registri di manutenzione; l’impiego razionale dei camini.
Grande importanza riveste l’identificazione univoca dei punti di aspirazione e dei camini a cui afferiscono e che va posta in relazione con la planimetria cui fa riferimento il decreto di autorizzazione.
Il tronchetto di prelievo
Mentre i primi esempi di normativa sugli accessi al punto di prelievo risalgono al D.P.R.1391/1970, riguardante le norme sulle emissioni di impianti termici, dopo l’entrata in vigore del D.P.R.203/1988 e delle linee guida contenute nel D.M.12luglio1990, che facevano esplicito riferimento alle norme UNICHIM, l’accesso al flusso emissivo è stato regolamentato dal Metodo UNICHIM n.422. Il documento in questione fa riferimento a un tronchetto di tipo “A” (il più semplice) e ad altri tre tronchetti (di tipo B, C e D, tutti flangiati) uguali per forma ma non per dimensioni.
In tale documento si forniscono le quote dimensionali di tali tronchetti senza far cenno al tipo di filettatura, anche se risulta dal disegno come la stessa debba essere esterna. La Regione Veneto, nelle disposizioni della CRIAV, la commissione tecnica regionale che si esprimeva nell’ambito della normativa degli anni ’70, indicava la necessità di dotare i camini sottoposti a ispezione da parte degli organi di controllo di un tronchetto di diametro 2”1/2, che si trova comunemente in commercio con la “filettaturagas” sia esterna che interna. Dimensionalmente il tronchetto da 2”1/2 coincideva con il tronchetto di tipo “A” del Manuale UNICHIM. In base a ciò gli addetti ai controlli, tra cui il Dipartimento Provinciale ARPAV di Treviso, a suo tempo Laboratorio Provinciale di Treviso e poi PMP dell’Unità Sanitaria Locale di Treviso, si dotarono di porta sonde per raccordi da 2”1/2, con filettatura sia interna che esterna. Successivamente, l’installazione di tronchetti di tipo “A” con filettatura UNI anziché “gas” impedì, di fatto, l’utilizzo dei portasonda. Ulteriori difficoltà sono sorte allorché si è presentato il problema del campionamento di microinquinanti (PCDD, PCDF, IPA ecc.) la cui complessità della sonda di prelievo ha reso inadeguato il foro da 2”1/2. Alcuni laboratori, primo tra tutti quello dell’Agenzia Provinciale per la Protezione dell’Ambiente e la tutela del Lavoro della Provincia Autonoma di Bolzano, richiese ai conduttori degli impianti soggetti a controllo un tronchetto da 3”. Tale raccordo, oltre a permettere l’utilizzo di sonde complesse, è richiesto dalle Norme Tecniche in vigore in Germania.
Attualmente la norma UNIEN 132841(2003) – Misure alle emissioni – Determinazione della concentrazione in massa di polveri in basse concentrazioni – Metodo manuale gravimetrico – Appendice D. Esempi di porte di accesso idonee per l’apparecchiatura di campionamento fa riferimento addirittura a porte vere e proprie di dimensioni 400 mm x 100 mm e a un tronchetto con diametro di 125 mm (vedi figure seguenti); entrambi appaiono, in generale, sovradimensionati considerando i diametri medi dei punti di emissione presenti nelle aziende della Provincia di Treviso, in particolare, e Venete, in generale; peraltro, nel caso del campionamento di particolato con diametro aerodinamico inferiore a 2,5 m (pm2,5), tali fori di prelievo possono risultare adeguati.


Esempi di porte di accesso secondo la norma UNI EN 132841

Il requisito fondamentale per l’inizio di qualunque campagna di campionamento di emissioni in atmosfera è la corretta caratterizzazione fisica del flusso gassoso; assume così primari a importanza la determinazione della portata secondo quanto riportato nella norma UNI10169 (2001)
– Misure alle emissioni – Determinazione della velocità e della portata di flussi gassosi convogliati per mezzo del tubo di Pitot.
Tale norma, oltre a descrivere la procedura per una esatta misura della portata, detta una serie di regole di posizionamento dei punti di misura e quindi, per estensione, del o dei tronchetti di prelievo. Sempre all’interno della norma suddetta vengono richiamate alcune misure preliminari (determinazione del contenuto percentuale di umidità, ossigeno, anidride carbonica ecc.) da effettuare a seconda del tipo di processo interessato.
Partendo dalle regole fondamentali presenti nella norma UNI 10169 (2001) per la determinazione della portata di campionamento si è ritenuto opportuno, in questa sede, differenziare le caratteristiche che devono avere i tronchetti di prelievo in base alle dimensioni del condotto e alla tipologia degli inquinanti da ricercare nello stesso. Questo perché taluni parametri da monitorare richiedono sonde di campionamento che, sia per ingombro che per caratteristiche costruttive (come il fatto di essere riscaldate o di avere accoppiato un tubo di Pitot per il controllo delle condizioni isocinetiche), sono diverse da quelle usate per taluni altri (controllo degli ossidi di combustione piuttosto che di solventi o di acidi inorganici). Ulteriori discriminanti nella scelta della sonda di campionamento possono essere ricondotte alla temperatura dell’effluente gassoso, alla sua composizione o altro. Infine è da ricordare che anche il tronchetto di prelievo, così come le altre parti del sistema di aspirazione e abbattimento degli inquinanti, deve essere oggetto di manutenzione, a maggior ragione se il foro di prelievo è posto all’esterno, come nella stragrande maggioranza dei casi, e quindi esposto agli agenti atmosferici. Il caso tipico è quello della formazione di ruggine nella filettatura del tronchetto (se di tipoUNICHIM “A”) o delle viti (per il tronchetto di prelievo flangiato) con impossibilità di accedere al foro di prelievo; in questo caso è sufficiente proteggere periodicamente la filettatura con del grasso.


Linea di prelievo per microinquinanti
–filtro esterno al camino–

REQUISITI DEI TRONCHETTI DI PRELIEVO PER CAMPIONAMENTI DI EMISSIONI CONVOGLIATE
NORME GENERALI

il tronchetto di prelievo può essere posizionato sia in un tratto verticale che orizzontale del condotto, con preferenza per la prima soluzione;
i tronchetti di prelievo devono essere facilmente raggiungibili in qualunque momento dal personale addetto al campionamento durante le funzioni di controllo senza che si renda necessario l’intervento di ulteriori dispositivi come ponteggi, ponti sviluppabili, piattaforme a pantografo, ecc.;
i tronchetti di prelievo devono essere liberi da ostacoli o impedimenti che ne limitino l’accesso.


Tronchetto di prelievo con accesso difficoltoso

CAMINI CIRCOLARI

i tronchetti di prelievo devono essere posti in un tratto rettilineo del camino pari a 5 diametri a valle e 5 diametri a monte di qualsiasi deformazione del condotto (curve, aspiratori, restringimenti, silenziatori ecc.) (vedi UNI10169:2001) o, quando questo non sia possibile per difficoltà costruttive o di accesso, nel punto centrale di un tratto rettilineo non inferiore ai 2 m;
i tronchetti di prelievo devono essere posizionati almeno 20 cm al di sopra del parapetto più alto della piattaforma di lavoro;
i tronchetti di prelievo devono essere ubicati tra 120 cm e 170 cm sopra la superficie della piattaforma di lavoro in modo tale da consentire al personale di operare in posizione ergonomica;
per camini in cui i parametri da determinare non richiedono il controllo dell’isocinetismo (vedi appendice), è consentita l’installazione del tronchetto di tipo


Sonda di campionamento isocinetica con box esterno riscaldato – La distanza tra corpo della sonda e parapetto superiore è maggiore di 20 cm

A come riportato dal Metodo UNICHIM n.422 (in pratica il tronchetto con diametro interno da 2”1/2 con filettatura gas);
per camini in cui i parametri da determinare richiedono il controllo dell’isocinetismo (vedi appendice), il tronchetto di prelievo dovrà avere un diametro interno di 4” per consentire l’ingresso delle sonde di campionamento e dovrà essere munito di controflangia per consentire di fissare la sonda al corpo del camino, secondo le quote riportate nel disegno (N.B. il disegno è solo indicativo per quanto riguarda la forma);per camini in cui sono da ricercare microinquinanti (IPA, PCB, PCDD, PCD Femetalli) è richiesta la presenza di entrambi i tipi di tronchetto (da 2”1/2 con filettatura gas e da 4” flangiato). Nel caso siano posizionati sulla stessa sezione di condotto devono essere posti a 90° l’uno con l’altro, mentre se posizionati in verticale uno sopra l’altro la distanza minima deve essere di 50 cm;


Tronchetti di prelievo in posizione non ergonomica e difficilmente raggiungibili


Esempio di tronchetto di prelievo UNICHIM di tipo “A” da 2 ”1/2

 


A=18mm –> B=180÷240mm –> Gli interassi (B) devono essere a 45° rispetto all’orizzontale

 

numero di tronchetti
per camini con diametro 50 cm è sufficiente la presenza di un solo tronchetto di prelievo;
Per camini con diametro >50 cm ma <150 cm è richiesta la presenza di due tronchetti di prelievo sulla stessa sezione posti a 90° l’uno con l’altro;
per camini aventi diametro ≥150 cm si fa riferimento
a quanto previsto dalla norma UNI10169 (2001) per la determinazione della velocità e portata dei flussi gassosi convogliati.

CAMINI RETTANGOLARI

Peri camini rettangolari le dimensioni non dipendono da un’unica misura (il diametro), ma da due grandezze tra loro indipendenti (entro certi limiti per quanto riguarda i punti di emissione) che sono il lato maggiore e il lato minore.
In generale i tronchetti di prelievo vanno posti, per ragioni pratiche, lungo il lato minore della sezione di misura ma nulla vieta il loro posizionamento sul lato maggiore; è importante però che, detta L la lunghezza del lato su cui installare il/i tronchetto/i, siano rispettate le seguenti regole:
per L  25 cm viene prevista la presenza di un solo tronchetto posto a L/2;
per 25 cm  L  50 cm sono richiesti due tronchetti posti a L/4 e 3 L/4;
per 50 cm  L  75 cm sono richiesti tre tronchetti posti rispettivamente a L/6, L/2 e 5L/6, e così via ogni 25 cm per misure superiori.
se la distanza tra il lato del condotto scelto per l’installazione dei tronchetti e il lato opposto è > 1,5 m è prevista l’installazione dei tronchetti di prelievo su ambedue i lati secondo le regole precedentemente enunciate.


Fonte DAP Padova
Esempio di suddivisione di una sezione rettangolare in dodici sub aree equivalenti

Per il tipo di tronchetto da installare vale quanto già detto per i condotti circolari. E’ da tenere presente che le sottosezioni di misura previste dalle norme UNI 10169 (2001) e UNI EN 132841 (2003) per il calcolo della portata e per il campionamento delle polveri differiscono leggermente; nel primo caso, devono essere il più possibile quadrate con un rapporto tra lato maggiore e lato minore non superiore a 1,5 mentre, nel secondo caso, tale rapporto non deve superare il valore di 2. Al fine di uniformare tale tipo di requisiti si ritiene opportuno attenersi a un rapporto tra lato maggiore e lato minore delle sottosezioni di misura non superiore a 1,5.

LA PIATTAFORMA DI LAVORO

Il problema relativo alla piattaforma di lavoro presente presso il punto di campionamento si differenzia da quanto detto per il tronchetto di prelievo; infatti mentre l’installazione o la sostituzione di quest’ultimo risulta cosa di per sé facilmente attuabile, per quanto riguarda la piattaforma di lavoro si devono tenere in considerazione sia fattori di pura progettualità, sia fattori prettamente pratici relativi alla sua installazione. E’ però di fondamentale importanza che gli operatori che si trovano a condurre i controlli a camino abbiano a disposizione lo spazio sufficiente per poter svolgere in sicurezza e, nei limiti del possibile, comodità, tutte le mansioni loro affidate. Le norme UNICHIM usate in Italia per il controllo delle emissioni in atmosfera non facevano riferimento a regole precise lasciando la sola indicazione che le piattaforme di lavoro dovevano essere “idonee”; questo ha generato tutta una serie di costruzioni che, pur essendo buone dal punto di vista strutturale, erano del tipo più disparato e, nella maggioranza dei casi, con superficie di lavoro inadeguata. Solo recentemente, dal 2000 in poi, sono state emanate delle norme europee, aventi a oggetto metodi per la determinazione di inquinanti in emissioni convogliate che, al loro interno, forniscono anche delle indicazioni sulle caratteristiche delle piattaforme di lavoro.

E’ il caso di citare le norme:
UNI EN 19111 (2000) – Emissioni da fonte fissa – Metodo manuale per la determinazione dell’HCl – Campionamento dei gas Appendice A. Condizioni di lavoro e piattaforma di lavoro.
UNI 10169 (2001) – Misure alle emissioni – Determinazione della velocità e della portata di flussi gassosi convogliati per mezzo del tubo di Pitot – punto 6. Azioni preliminari al campionamento, §
UNI ISO 10397 (2002) – Emissioni da sorgente fissa
Determinazione delle emissioni da opere di amianto
Metodo di misura mediante conteggio delle fibre – punto 8.1 Generalità,
UNI EN 132841 (2003) – Misure alle emissioni – Determinazione della concentrazione in massa di polveri in basse concentrazioni – Metodo manuale gravimetrico – Appendice A. Requisiti relativi alla piattaforma di lavoro. In esse vengono fornite una serie di considerazioni generali, da una parte, e dimensionali, dall’altra, anche sulla realizzazione delle piattaforme di lavoro. Ultimamente, nel 2003, è stata emanata una norma europea divisa in quattro parti e recepita anche in Italia dall’UNI che, pur essendo specifica nel campo della sicurezza dei macchinari, può essere facilmente estesa anche al settore emissioni:
UNI EN ISO 141221 (2003) – Sicurezza del macchinario – Mezzi di accesso permanenti al macchinario Scelta di un mezzo di accesso fisso tra due livelli;
UNI EN ISO 141222 (2003) – Sicurezza del macchinario – Mezzi di accesso permanenti al macchinario Piattaforme di lavoro e corridoi di passaggio;
UNI EN ISO 141223 (2003) – Sicurezza del macchinario – Mezzi di accesso permanenti al macchinario Scale, scale a castello e parapetti;
UNI EN ISO 141224 (2004) – Safety of machinery
Permanent means of access to machinery – Part 4: Fixed ladders (quest’ultima non ancora tradotta in italiano. )

Prossimamente:

La piattaforma di lavoro
L’accessibilità ai punti di prelievo
Operare in sicurezza
L’efficacia di captazione e di conduzione
Appendice: metodi manuali per la determinazione di inquinanti in flussi gassosi convogliati
Bibliografia

(continua)…

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