ARPA Lombardia - Agenzia Regionale per la Protezione dell'Ambiente

Aria

Taratura degli strumenti

Come e perché

La riferibilità metrologica delle apparecchiature, insieme alla loro corretta gestione, è un requisito ineludibile per la produzione di misure di qualità. E’ infatti necessario che tutte le misure possano essere condotte a dei campioni di riferimento attraverso una catena ininterrotta di tarature. 

Nel campo del rilevamento della qualità dell’aria, tale affermazione è ribadita dal Legislatore Italiano che, nell’attuazione della Direttiva 2008/50/CE mediante il Decreto Legislativo 155/2010, scrive nell’allegato 1, punto 3, capoverso a) “...le misurazioni della qualità dell’aria effettuate ai sensi del decreto stesso devono essere riferibili ai campioni e agli strumenti di riferimento secondo i requisiti previsti nella sezione 5.6.2.2. della norma ISO/IEC 17025:2005”. Il soddisfacimento di tale prescrizione è ottenibile mediante l’esecuzione di tarature con campioni materiali o strumentali le cui caratteristiche metrologiche siano determinate all’interno di una catena di riferibilità che si origina, ove presente, dal campione nazionale o, in sua assenza, dal campione di un paese firmatario di accordo di mutuo riconoscimento. 

Il decreto 30 marzo 2017 ha dettagliato le procedure di garanzia di qualità per la verifica del rispetto della qualità delle misure dell’aria ambiente effettuate nelle stazioni delle reti di misura. Riprendendo le norme tecniche di riferimento, per ciascun inquinante, vengono indicate le attività da svolgere a garanzia della qualità del dato prodotto. Per quanto concerne la taratura degli strumenti vengono indicate le caratteristiche tecniche dei campioni da utilizzare e la necessaria riferibilità metrologica. 

Si ottiene la riferibilità metrologica della lettura di uno strumento attraverso una successione di tarature che la mettono in relazione ad un riferimento e quindi attraverso l’utilizzo di una gerarchia di tarature. L’applicazione di una gerarchia di tarature implica necessariamente un incremento dell’incertezza di misura ad ogni confronto successivo. 

Le operazioni di taratura, con riferibilità metrologica, e le procedure di qualità, concorrono allo scopo di produrre un dato di misura degli inquinanti accurato. L’accuratezza con cui vengono fornite le concentrazioni degli inquinanti in aria risulta decisamente importante, non solo per il rispetto delle normative vigenti, ma anche per il confronto dei valori rilevati sul territorio regionale/nazionale/internazionale, per rafforzare la fiducia dei fruitori nei dati pubblicati, per fornire dati con un livello di confidenza adeguato a chi li utilizzerà per approfondimenti scientifici e/o interventi di contenimento dell’inquinamento. 

Campioni per la taratura

Per gli strumenti di rilevazione degli inquinanti SO2, NO, CO e C6H6 sono commercialmente disponibili delle miscele gassose in bombola, il cui valore di concentrazione è metrologicamente riferibile. Queste miscele vengono acquistate con un certificato che ne attesta il valore di misura e la loro incertezza ed utilizzate per tarare le apparecchiature presenti nella rete di rilevamento regionale. Si procede alla taratura degli apparecchi erogando miscele a diversa concentrazione e individuando la relazione fra quanto letto dallo strumento ed il valore certificato. Determinata la relazione di taratura, si procede all’aggiustamento dei parametri strumentali.

L’ozono, a causa della sua elevata reattività, non è disponibile in bombola. La riferibilità metrologica avviene attraverso una documentata catena ininterrotta di tarature degli strumenti per confronto, grazie alla quale la misura a campo è posta in relazione ad un riferimento nazionale o internazionale. 

ARPA Lombardia da diversi anni si è dotata di un Centro per la taratura dell’ozono il quale è attualmente riconosciuto dall’ente unico nazionale di accreditamento ACCREDIA. Il Centro LAT N. 256, provvede alla taratura dei calibratori di ozono afferenti al CRMQA i quali a loro volta sono impiegati per la taratura di tutti gli strumenti della rete di monitoraggio per la rilevazione dell’ozono, garantendo così le prescrizioni di legge. Il Centro offre inoltre il servizio di taratura dei calibratori/analizzatori di ozono per i clienti che ne facciano richiesta. 

Precisione, accuratezza ed esattezza

Elemento imprescindibile per un corretto processo di conoscenza, e conseguente azione di contenimento, dell’inquinamento atmosferico è la correttezza del dato fornito.

Si riportano le descrizioni dei termini esattezza, accuratezza e precisione:

  • Con il termine esattezza si intende il grado di concordanza tra il valore medio ottenuto a partire da un grande insieme di risultati di prova ed un valore di riferimento accettato
  • Con il termine accuratezza si intende il grado di concordanza tra un risultato di prova ed il valore di riferimento accettato.
  • Con il termine precisione si intende il grado di concordanza tra risultati di prova indipendenti ottenute nelle condizioni stabilite

 

Misura poco accurata perché non precisa misura-non-esatta.png
Misura poco accurata perché non precisa​​Misura poco accurata perché non esatta
​Figura 1 | DarkEvil / Wikimedia Commons / Public Domain

 

L’accuratezza delle misure è fondamentale per la bontà del dato e per le implicazioni successive che esse generano. Con i dati forniti vengono svolti studi, ricerche, intraprese o meno azioni di contenimento dell’inquinante, svolti confronti fra stazioni presenti sul territorio nazionale/internazionale, prese decisioni con concreti risvolti sulla vita quotidiana. Una misura non accurata può generare azioni e costi non necessari ma anche sottostimare l’impatto reale e i danni provocati.

Importanza dei campioni di taratura

L’importanza della taratura con riferibilità metrologica degli strumenti deriva dalla necessità di relazionare le letture degli apparecchi ad un appropriato riferimento. 

La riferibilità metrologica della misura di uno strumento è un requisito indispensabile per una comparabilità metrologica dei risultati di misura. In assenza di tale riferibilità le misure non possono essere confrontate in maniera metrologica.  I risultati di una misura devono essere riferibili al sistema internazionale di unità (SI), ciò può essere ottenuto attraverso la taratura degli strumenti presso un laboratorio competente, attraverso l’utilizzo di materiali di riferimento certificati forniti da produttori competenti con riferibilità metrologica al SI o attraverso la realizzazione diretta di una unità del SI.

Il SI è nato nel 1960 dalla XI Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure a cui partecipano i delegati degli Stati Membri. 

Si riportano alcune importanti definizione dal Vocabolario Internazionale di Misura relative alla tracciabilità, comparabilità e compatibilità metrologica:

  • 2.41 - metrological traceability: property of a measurement result whereby the result can be related to a reference through a documented unbroken chain of calibrations, each contributing to the measurement uncertainty
  • 2.46 - metrological comparability of measurement results: comparability of measurement results, for quantities of a given kind, that are metrologically traceable to the same reference
  • 2.47 - metrological compatibility of measurement results: property of a set of measurement results for a specified measurand, such that the absolute value of the difference of any pair of measured quantity values from two different measurement results is smaller than some chosen multiple of the standard measurement uncertainty of that difference
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