La misura delle polveri in emissione con tecnologia triboelettrica

Questa differenza di carica elettrica sta alla base del principio triboelettrico, il quale misura lo scambio di carica elettrica fra la sonda di misurazione e la polvere che entra in contatto (attrito o impatto) con essa. L’entità di carica elettrica dipende però non solo dall’effettiva concentrazione di polvere nel gas, ma anche dalla velocità con cui le particelle di polvere si scontrano con l’asta della sonda.

La misura delle polveri in emissione basata sul principio triboelettrico consente quindi una valutazione di solo tipo qualitativo (semplificando: assenza di polvere, bassa presenza di polvere, alta presenza di polvere). Per ottenere una misura di tipo quantitativo è necessario prendere in considerazione l’influenza della velocità del gas sulla misura della concentrazione di polvere stessa.

Una misura quantitativa delle polveri con tecnologia triboelettrica

Gli elementi mancanti per una misura quantitativa delle concentrazioni di polveri in emissione sono i seguenti:

• Taratura gravimetrica: il metodo gravimetrico rappresenta lo standard per la determinazione della concentrazione in massa di polveri in basse concentrazioni convogliate in atmosfera (UNI EN 13284-1:2003). Il metodo gravimetrico prevede un campionamento con il supporto di un filtro di peso noto ed una successiva pesata del filtro stesso. La taratura gravimetrica consiste nel confronto fra i risultati di una misura triboelettrica e di una misura gravimetrica effettuati nello stesso lasso di tempo.
• Velocità e temperatura: in molti processi velocità e temperatura del gas in cui si effettua la misura triboelettrica delle polveri sono variabili. Come riportato in precedenza, la velocità con cui le particelle di polvere entrano in contatto con l’asta della sonda triboelettrica influisce in modo rilevante sull’intensità della carica elettrica generata e misurata dalla sonda.

Al fine di ottenere una misura quantitativa – in mg/m3 – occorre quindi tener presente le condizioni specifiche del camino su cui la misura viene effettuata e le caratteristiche della polvere presente. Semplificando possiamo prevedere due scenari tipici:

• Camino con velocità e temperatura costanti: nel caso in cui i parametri di portata e temperatura nel camino siano costanti sarà sufficiente correggere la taratura della sonda triboelettrica secondo i risultati di una prova gravimetrica. Nello specifico: vengono registrati i dati provenienti dalla sonda triboelettrica nell’arco della durata del campionamento effettuato secondo il metodo gravimetrico, il confronto fra i dati provenienti dalla sonda e l’effettiva quantità di polvere campionata con metodo gravimetrico, consente di correggere la lettura della sonda triboelettrica.
• Camino con velocità e temperatura variabili: Nel caso in cui la portata a camino sia variabile nel tempo (normalmente si considera una variabilità superiore al 10%) si dovrà invece procedere, oltra che alla taratura gravimetrica, ad una misura in continuo di velocità e temperatura del gas in emissione che permetterà di correggere gli effetti di una diversa portata sulla lettura della sonda triboelettrica. La misura di portata e temperatura viene normalmente effettuata tramite un sensore di pressione differenziale con sonda di temperatura integrata. Alcune sonde triboelettriche permettono l’integrazione dei dati provenienti da un misuratore di portata ed un’immediata correzione della misura delle polveri a seconda dei valori di portata e temperatura registrati.