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Norma UNE-EN 14181
Jornadas CIEMAT - Soria 21, 22 y 23 de Diciembre de 2010
Ainhoa Abadía de la Cruz
Norma UNE-EN 14181
Jornadas CIEMAT - Soria 21, 22 y 23 de Diciembre de 2010
Ainhoa Abadía de la Cruz
NORMA UNE-EN 14181
¿Qué es la Norma UNE-EN 14181?
Es una NORMA que describe los procedimientos de garantía de calidad para asegurar que un Sistema Automático de Medida (SAM), sea capaz de cumplir los requisitos de incertidumbre de los valores medidos establecidos en la reglamentación.
3 niveles de garantía de calidad:
Equipos adecuados
QAL 1 / NGC 1
Instaladoscorrectamente
QAL 2 / NGC 2
Funcionandocorrectamente
AST / EASQAL 3 / NGC 3
NORMA UNE-EN 14181
¿Qué es la Norma UNE-EN 14181?
Nivel Aplicación Principales datos requeridos
QAL1 / NGC1
Idoneidad del equipo
(ISO 14956)
• Evaluación de la aptitud
– Ensayos de laboratorio
– Ensayos de campo
• Cálculos de incertidumbre
A realizar por laboratorios de ensayo acreditados
QAL2 / NGC2
Correcta instalación, calibración y funcionalidad
• Ensayo de funcionalidad
• Comparación con MRP (15 medidas)
• Función de calibración
• Ensayo de variabilidad
• Cálculos de incertidumbre
A realizar por laboratorios de ensayo acreditados
NORMA UNE-EN 14181
¿Qué es la Norma UNE-EN 14181?
Nivel Aplicación Principales datos requeridos
QAL3 / NGC3
Demostrar la calidad requerida en operación normal
• Deriva de cero y span
• Validez del rango obtenido
A realizar por operadores de planta
AST / EAS
Evaluar correcto funcionamiento y validez de la función de calibración y el ensayo de variabilidad
• “Mini” NGC 2
• 5 medidas
A realizar por laboratorios de ensayo acreditados
NORMA UNE-EN 14181
Campo de aplicación - Instalaciones afectadas
• Plantas de incineración de residuos, obligadas por el RD 653/2003
NORMA UNE-EN 14181
Campo de aplicación - Instalaciones afectadas
• Grandes instalaciones de combustión (50 MW), obligadas por el RD 430/2004
NORMA UNE-EN 14181
Campo de aplicación - Instalaciones afectadas
• Instalaciones que utilizan disolventes, obligadas por el RD 117/2003
• Instalaciones obligadas por Autorización Ambiental Integrada• Normativas autonómicas
NORMA UNE-EN 14181
Campo de aplicación - Instalaciones afectadas
• Instalaciones voluntarias
– Instalaciones que deseen optimizar su proceso productivo/sistemas de depuración:
• Instalaciones en que el “output” sea producto de venta o deseen disminuir el
consumo de Materias Primas o combustibles• Industria química/ Industria farmaceútica /industria del automóvil• Generación de vapor de proceso, combustiones en general• Control de eficacia sistemas de depuración (filtros de mangas, OTR,
electrofiltros…)
– Instalaciones obligadas a balancear sus emisiones
• Protocolo de Kyoto (emisiones CO2)• Plan de gestión de disolventes (emisiones COT)
• Orden 18/10/1976 – Prevención y corrección de la contaminación atmosférica
• RD 833/1975: Protección del medio ambiente atmosférico
• RD 117/2003: Limitación de emisiones de COVs debidas al uso de disolventes
• RD 653/2003: Incineración de residuos
• RD 430/2004: Grandes instalaciones de combustión
LEGISLACIÓN
NORMA UNE-EN 14181
Legislación/Normativa relacionada
Establecimiento de puntos de instalación
Valores límite de emisión / Régimen de control / Condiciones especiales...
• EN ISO 14956 – Calidad del aire. Evaluación de la amplitud de un procedimiento de medida por comprobación con una incertidumbre de medida requerida.
• UNE EN 15267-3 – Certificación de los sitemas automáticos de medida
• EN ISO/IEC 17025 – Requisitos generales relativos a la competencia de los laboratorios de ensayo y calibración.
- UNE EN 13284 – Método de referencia patrón para muestreo de PST
- UNE EN 14789 – Método de referencia patrón para muestreo de O2
- UNE EN 14790 – Método de referencia patrón para muestreo de vapor de H2O
- UNE EN 14791 – Método de referencia patrón para muestreo de SO2
- UNE EN 14791 – Método de referencia patrón para muestreo de NOx
- UNE EN 1911 – Método de referencia patrón para muestreo de HCl
- …
• UNE EN 15259 – Elección plano y puntos de instalación
NORMATIVA
NORMA UNE-EN 14181
Legislación/Normativa relacionada
OTROS
NORMA UNE-EN 14181
Legislación/Normativa relacionada
INSTRUCCIONES AUTONÓMICAS
• IT 008, IT 009 Gvasco
• IT 008, IT 009, IT012, IT 013 Xunta Galicia
• IT 014 , IT 016, IT017, IT 018 Generalitat de Catalunya
•ATM-EMC 01 Comunidad de Madrid
• Otras (Extremadura...)
NORMA UNE-EN 14181
Sistemas Automáticos de Medida (SAM)
¿Qués es un SAM?
Un SAM es el conjunto de todos los instrumentos de medida y dispositivos adicionales para obtener de forma automática resultados de medición de las emisiones de un proceso.
En inglés se usan los términos:– AMS (Automatic Monitoring System).
– CEM (Continuos Emission Monitoring). El termino CEM suele incluir al SAM y al Sistema de Adquisición de datos.
Limitación UNE-EN 14181
NORMA UNE-EN 14181
Sistemas Automáticos de Medida (SAM)
Atendiendo a la ubicación de los medidores, se diferencian principalmente dos tipos de SAM:
- SAM extractivos: Sistema de medición que dispone de la unidad de detección separada físicamente de la corriente de gas. Requiere la extracción de la muestra y transporte de la misma hasta el analizador donde es cuantificada.
- SAM in situ: SAM que dispone de la unidad de detección en la misma corriente de gas o en una parte de ella. La muestra es analizada directamente en el analizador sin necesidad de acondicionar la muestra previamente.
NORMA UNE-EN 14181
Sistemas Automáticos de Medida (SAM)
Características principales
• Sistema de muestreo– Sonda de toma de muestra
– Sistema de medición de velocidad del flujo (isocinetismo)
– Bomba de aspiración
– Línea de muestreo
• Sistema de cuantificación
SAM EXTRACTIVOS
NORMA UNE-EN 14181
Sistemas Automáticos de Medida (SAM)
SAM EXTRACTIVOS
NORMA UNE-EN 14181
Sistemas Automáticos de Medida (SAM)
Características principales
• Sonda de muestreo (*)
• Emisor/receptor (*)
• Línea de aire de purga
• Unidad de cuantificación
Normalmente para medición de PST y en focos con poca humedad
SAM In-situ
NORMA UNE-EN 14181
Sistemas Automáticos de Medida (SAM)
SAM In-situ
Triboeléctrico
Trasmisión de luz
Dispersión de luz
Dispersión de luz
1º CUMPLIMIENTO DISTANCIAS
Mínimos legales A > 2 Ø(Orden 18/10/1976) B > 0,5 Ø
Mínimos recomendables A > 5 Ø B > 2 Ø 5 Ø (si la perturbación posterior es
la atmósfera)
2º ELECCIÓN PLANO/PUNTOS IDÓNEOS
Sistemas in situ Ensayo estratificación (determinación plano idóneo)
Sistemas extractivos Ensayo estratificación (determinación plano idóneo) + Ensayo homogeneidad
(determinación punto idóneo)
NORMA UNE-EN 14181
Elección plano y punto de muestreo
NORMA UNE-EN 14181
Elección plano y punto de muestreo
Lo idóneo es que los equipos de medida estén en el mismo plano, siempre que no creen perturbaciones, con los equipos de medida de laboratorio.
Se entiende por mismo plano, una distancia vertical de ±500 mm. En el caso de planos distintos, los SAM se colocarán por debajo de métodos de referencia. EN14181 indica que la distancia entre SAM y MRP será la mínima, pero que no superará los 3 diámetros.
Plano de muestreo 1
Plano de muestreo 2
Línea de muestreo
Puntos de muestreo
NORMA UNE-EN 14181
Plataforma
Seguridad
Permitir realizar medidas con MRP
Buen acceso al SAM
NORMA UNE-EN 14181
Plataforma
• La plataforma con área mínima de 5 m2 y una anchura mínima.
- En el supuesto de que 2,5 m < diámetro exterior <4 m, la plataforma deberá ser agrandada a una anchura mínima Ip = 1,8 m sobre una anchura mínima de 1 m delante de
la boca de muestreo.
- En el supuesto de que el diámetro exterior sea superior a 4 m, Ip= 2,4 m.
Ip = 1,80 m cuando 2,5 m < exterior <4m ∅Ip = 2,40 m cuando 4 m < exterior ∅
∅ exterior = interior + espesor de la pared∅
NORMA UNE-EN 14181
Fases de implantación
NORMA
UNE-EN 14181
Garantía de calidad de los SAM
Fases de implantación
NORMA UNE-EN 14181
Fases de implantación
Instalación
SA
M
NG
C 2
NG
C 2
EA
S
EA
S
EA
S
EA
S
Funcionalid
ad
Proyecto+ NGC 1
NGC 3
Datos válidos. Permiten verificar cumplimiento VLE
00 11 22 33 44 5 años5 años
Funcionalid
ad
Funcionalid
ad
Funcionalid
ad
Funcionalid
ad
Funcionalid
ad
NORMA UNE-EN 14181
Fases de implantación
Instalación
SA
M
NG
C 2
NG
C 2
EA
S
EA
S
EA
S
EA
S
Funcionalid
ad
Proyecto+ NGC 1
NGC 3
Datos válidos. Permiten verificar cumplimiento VLE
00 11 22 33 44 5 años5 años
Funcionalid
ad
Funcionalid
ad
Funcionalid
ad
Funcionalid
ad
Funcionalid
ad
NORMA UNE-EN 14181
Fases de implantación – NGC 1
NORMA EN-ISO 14956
La Norma, traducida en España como UNE-EN-ISO 14956: “Calidad del aire. Evaluación de la aptitud de un procedimiento de medida por comparación con una incertidumbre de medida requerida”, ofrece una metodología para que los fabricantes de equipos calculen la incertidumbre total de los valores medidos de sus SAM.
• La metodología incluye pruebas y verificaciones de campo.
• Los fabricantes de sistemas, deben de demostrar que la incertidumbre total de los resultados obtenidos del SAM cumplen la especificación de incertidumbre establecida en las Directivas 2000/76/CE y 2001/80/CE.
NORMA UNE-EN 14181
Fases de implantación – NGC 1
NORMA EN-ISO 14956
NORMA UNE-EN 14181
Fases de implantación – NGC 1
NORMA EN-ISO 15267-3
Aparece una Norma Nueva que establece un criterio unificado para todos los estados miembros sobre las pruebas a realizarse en los SAM para el Nivel de Garantía de Calidad 1. Esta Norma, aprobada por CEN (Comité Europeo de Normalización), entró en vigor en Marzo de 2008. Es necesario un Laboratorio que estudie y certifique el NGC1 del sistema. Es preciso ensayar dos SAM idénticos en laboratorio y en campo. El ensayo de campo durara al menos tres meses de forma ininterrumpida.
El estudio de NGC1 incluye todas las partes del SAM por lo que la integración en campo de diferentes sistemas para crear un SAM no son permitidas.
NORMA UNE-EN 14181
Fases de implantación – NGC 1
NORMA UNE-EN 14181
Fases de implantación – NGC 1
¿Qué debe aparecer en el certificado NGC 1?
Valores de cero y span a los que se ha hecho el ensayo de certificación del equipo.
Valores de las desviaciones típicas (Ssam) a esas concentraciones
Factores de influencia de las condiciones del foco (vibraciones, temperatura, presiones…) en la desviación típica.
NORMA UNE-EN 14181
Fases de implantación – NGC 1
NORMA UNE-EN 14181
Fases de implantación – NGC 1
CALIBRACIÓN Intercomparación de las medidas ofrecidas por el equipo vs medidas obtenidas por Laboratorio de ensayo mediante Métodos de Referencia Patrón (MRP).
NORMA UNE-EN 14181
Fases de implantación – NGC 2
¿Quién?
¿Cómo?
Laboratorio de ensayo Organismo acreditado por ENAC según normativa UNE EN 17025. No es válido que sea simplemente OCA, acreditado según normativa UNE EN 17020.
¿Cuando?
Procedimiento para confirmar que el sistema está correctamente instalado y que mide de acuerdo con sus capacidades (NGC1).
Incineradoras de residuos: cada 3 añosResto de instalaciones: al menos cada 5 añosCambios/reparaciones importantes de SAMCambios significativos en la operación de la planta (combustibles, sistemas de depuración)
NORMA UNE-EN 14181
Fases de implantación – NGC 2
FASES ENGLOBADAS DENTRO DEL NGC 2
Ensayo de funcionalidad
Medidas en paralelo con MRP
Evaluación de datos
Función de calibración y rango
de validez
Cálculo de variabilidad
Ensayo de variabilidad
Informe
15 medidas
Cumple incertidumbre
ActividadSAM
extractiv.SAM in-
situ
Alineación y limpieza X
Sistema de toma de muestra X
Documentación y registros X X
Utilidad X X
Estanqueidad X
Verificación de cero y span X X
Ensayo de linealidad X X
Interferencias
Deriva de cero y span
Tiempo de respuesta X X
Informe X X
NORMA UNE-EN 14181
Fases de implantación – NGC 2
y = ax + b
RANGO VÁLIDO:
10 % más del valor máximo calibrado
Mediante medidas en paralelo con Métodos de Referencia Patrón (MRP).
NORMA UNE-EN 14181
Fases de implantación – EAS
¿Quién?
¿Cómo?
Laboratorio de ensayo Organismo acreditado por ENAC según normativa UNE EN 17025.
¿Cuando?
El EAS es un procedimiento similar al NGC2, pero resumido. Se usa para evaluar si el SAM cumple a lo largo del tiempo los criterios de incertidumbre requerida. También verifica que la función de calibración obtenida durante el ensayo previo de NGC 2 sea aún válida.
Anual (Entre ensayos NGC 2)
NORMA UNE-EN 14181
Fases de implantación – EAS
FASES ENGLOBADAS DENTRO DEL EAS
Ensayo de funcionalidad
Medidas en paralelo con MRP
Evaluación de datos
Cálculo de variabilidad
5 medidas
ActividadSAM
extractiv.SAM in-
situ
Alineación y limpieza X
Sistema de toma de muestra X
Documentación y registros X X
Utilidad X X
Estanqueidad X
Verificación de cero y span X X
Ensayo de linealidad X X
Interferencias X X
Deriva de cero y span X X
Tiempo de respuesta X X
Informe X X
Ensayo de variabilidad y validez de la función de
calibración
Informe
NORMA UNE-EN 14181
Fases de implantación – NGC 3
• Es un procedimiento de control que asegura que los valores medidos obtenidos por el SAM, cumplen la incertidumbre requerida de forma continuada.
• También debe de verificarse que el SAM funciona dentro del rango
válido de calibración.
• Su implementación y funcionamiento son responsabilidad del propietario de la planta (es decir, del propietario del SAM).
¿En qué consiste el NGC 3?
NORMA UNE-EN 14181
Fases de implantación – NGC 3
¿CÚANDO?
La frecuencia es determinada en los estudios NGC1. Hay sistemas que requieren se realice cada siete días y los hay que la requieren cada seis meses.
Algunas Normativas o Instrucciones Técnicas establecen una periodicidad fija.
NORMA UNE-EN 14181
Fases de implantación – NGC 3
¿CÚANDO? - FRECUENCIA
Buena práctica cuando no existen criterios:
Aumentar periodicidad en base a los resultados
NORMA UNE-EN 14181
Fases de implantación – NGC 3
FRECUENCIA
NORMA UNE-EN 14181
Fases de implantación – NGC 3
FRECUENCIA
NORMA UNE-EN 14181
Fases de implantación – NGC 3
FRECUENCIA
NORMA UNE-EN 14181
Fases de implantación – NGC 3
FRECUENCIA
Aprox. 8 meses
SISTEMAS AUTOMÁTICOS DE MEDIDA DE EMISIONES
NGC 3 O SIMILAR– CONTROL DE DERIVA Y PRECISIÓN I¿CÓMO?
Datos necesarios:
SSAM = (uinest.2+utemp
2+uvolt2+upres
2+uotros2)1/2
(u: incertidumbres, obtenidas del NGC1 pero en condiciones de planta)
- Diferencia entre valores medidos y valores certificados para cero y span.
- Desviación típica (SSAM)
Métodos de referncia: botellas de gases, filtros…
CERO 0 mg/m3
SPAN 60-80 % Rango certif.
1,5 VLE (RD 653/2003)2,5 VLE (RD 430/2004)2 VLE (Resto instal.)
SISTEMAS AUTOMÁTICOS DE MEDIDA DE EMISIONES
NGC 3 O SIMILAR– CONTROL DE DERIVA Y PRECISIÓN V
¿QUÉ HACEMOS CON ESTOS DATOS?
Control estadístico
Shewhart Cusum Ewma Otros
¿CÓMO?
Deriva y precisión
Método de determinación conjunta de precisión y deriva
Método de determinación separada de precisión y deriva
Método de determinación conjunta de precisión y deriva
NORMA UNE-EN 14181
Otros requerimientos para el cumplimiento de la normaEVALUACIÓN DEL RANGO
La función de calibración es válida cuando la planta opera dentro del rango validado de calibración.
El rango válido se evaluará semanalmente, y se realizará un nuevo NGC 2 en un plazo inferior a seis meses si:
• Más del 5% de los valores medidos en un periodo semanal están fuera del rango válido de calibración durante más de cinco semanas en un periodo entre dos EAS
• Más del 40% de los valores medidos por el SAM están fuera del rango válido de calibración durante una o más semanas
Si el valor más alto medido está fuera del rango válido de calibración pero por debajo del 50%del VLE, entonces se podrá realizar un EAS en lugar de un NGC 2. Si el EAS demuestra que es válida la función de calibración existente por encima del rango de calibración, se ampliará el rango de calibración hasta las concentraciones máximas medidas (pero por debajo del 50% del VLE) determinadas durante el EAS.
NORMA UNE-EN 14181
Otros requerimientos para el cumplimiento de la normaEVALUACIÓN DEL RANGO
NORMA UNE-EN 14181
Otros requerimientos para el cumplimiento de la normaEVALUACIÓN DEL RANGO
NORMA UNE-EN 14181
Otros requerimientos para el cumplimiento de la normaEVALUACIÓN DEL RANGO
NORMA UNE-EN 14181
Responsabilidades
RESPONSABILIDADES
Agente Responsabilidades
Fabricantes y suministradores de equipos
Conseguir y mantener la certificación del equipo de acuerdo a NGC 1 Suministrar, instalar correctamente y mantener apropiadamente equipos certificados adecuados a las instalaciones aplicables Cooperar con los responsables de planta y los laboratorios de ensayo durante la calibración del equipo.
NORMA UNE-EN 14181
Responsabilidades
RESPONSABILIDADES
Agente Responsabilidades
Laboratorios de ensayo
Conseguir y mantener la acreditación 17025 o cualquier otro sistema definido por la autoridad competente para la realización de las calibraciones mediante MRP. Utilizar MRP (normas EN si hay disponibles) para realizar las medidas paralelas incluidas en NGC2 y EAS. Realizar o supervisar los ensayos de funcionalidad previos a NGC2 y EAS Remitir los informes de NGC2 y EAS según los requisitos de la administración. Conservar los informes de NGC2 y de EAS durante los períodos especificados por la administración
NORMA UNE-EN 14181
Responsabilidades
RESPONSABILIDADES
Agente Responsabilidades
Responsables de planta
Utilizar equipos certificados de acuerdo a NGC1 Realizar los procedimientos indicados en NGC3 Remitir los informes de NGC3 según los requisitos de la administración. Mantener los registros de NGC3 y otros registros indicados en la norma UNE-EN 14181, y conservar los informes de NGC2 y de EAS durante los períodos especificados por la administración
NORMA UNE-EN 14181
Responsabilidades
RESPONSABILIDADES
Agente Responsabilidades
Administración competente
Verificar el cumplimiento de los requisitos definidos en la UNE-EN 14181 en los informes de NGC2 y EAS emitidos por los laboratorios de ensayo. Verificar el cumplimiento de los requisitos definidos en la UNE-EN 14181 en los informes de NGC3 emitidos por los responsables de las plantas. Comprobar el cumplimiento de los límites de emisión establecidos por parte de las instalaciones
NORMA UNE-EN 14181
Problemas típicos
• SAM no aptos o sin certificación
• No materiales de referencia
• Gases patrón para verificaciones – concentraciones muy pequeñas
• Errores de instalación- fallos en las medidas que pueden conllevar una mala calibración
• Dificultad para obtener calibración (cluster)
• Dificultad para obtener buen rango
Gracias por su atención
Ainhoa Abadía de la Cruz
a.abadia@aliatec.es
Headquarters: Parque Tecnológico de Bizkaia – Edificio 101 48170 Zamudio -Bizkaia
Gracias por su atención
Ainhoa Abadía de la Cruz
a.abadia@aliatec.es
Headquarters: Parque Tecnológico de Bizkaia – Edificio 101 48170 Zamudio -Bizkaia
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