ESPERIENZE DEL LABORATORIO NAZIONALE DI TARATURA PER CONTATORI D’ACQUA A cura di : LUCIO ZOTTI Sommario Diversi tipi di contatori d’acqua Punti sensibili dei contatori d’acqua e confronto tra strumenti prodotti da fabbricanti diversi Normativa di riferimento Diversi tipi di impianti per la taratura dei contatori d’acqua Confronto di curve di taratura di produttori diversi Conclusioni Come si distribuisce l’acqua? Industria pesante Industria leggera Commerciale Condomini M.I.D. Punti di misura Residenziali PRINCIPALI TIPI DI CONTATORI D’ACQUA OGGI IN COMMERCIO 1) CONTATORE A GETTO UNICO 2) CONTATORE A GETTO MULTIPLO 3) CONTATORE TIPO VOLUMETRICO 4) WOLTMANN (MULINELLO ASSE ORIZZONTALE O VERTICALE) TEOREMA DI BERNOULLI A2v 2 = A1v 1 = cost. Il prodotto della velocità per la sezione è costante per un fluido incompressibile A1 A2 v1 v2 A1 A2 P+ rogy + 1/2 rov2 = costante Contatori d ’acqua residenziali: Tecnologie 3 Componenti principali OROLOGERIA INTERFACCIA DI TRASMISSIONE ELEMENTO DI MISURA 0 401 15 DIFFERENTI TECNOLOGIE Contatori d ’acqua residenziali: Tecnologie TECNOLOGIE : ELEMENTI DI MISURA VOLUMETRICO A PISTONE VELOCITA ’ A GETTO UNICO VELOCITA ’ A GETTO MULTIPLO VANTAGGI VANTAGGI VANTAGGI . Ottima accuratezza alle basse portate . Stessa accuratezza in ogni posizione . Accetta scarsa qualità dell ’acqua . Semplice ed affidabile . Accetta scarsa qualità dell ’acqua . Robustezza SVANTAGGI SVANTAGGI SVANTAGGI. . Sensibile alla qualità dell ’acqua . Accuratezza alle basse portate . Sensibile all ’ostruzione dei canali di alimentazione turbina CLASSE CLASSE CLASSE . C & D in tutte le posizioni . C/ B Oorizzontale - B/A altre posizioni . C/B Oorizzontale / A altre posizioni Contatori d ’acqua residenziali: Tecnologie TECNOLOGIE : OROLOGERIE EXTRA DRY RULLI PROTETTI BAGNATO OROLOGERIA FUORI DALL ’ACQUA RULLI NUMERATORI PROTETTI CON LIQUIDO IN SCATOLA SEPARATA OROLOGERIA IN ACQUA VANTAGGI VANTAGGI . NWSSUN DEPOSITO NEI RUOTISMI . RELATIVA SEMPLICITA ’ . ORIENTABILITA ’ . RULLI PROTETTI DA DEPOSITI . CONSENTE LA TELELETTURA DI . TRASMISSIONE MECCANICA TIPO AVANZATO (SENZA MAGNETI) SVANTAGGI . CONDENSAZIONE . ACCOPPIAMENTO MAGNETICO VANTAGGI . SEMPLICITA ’ . TRASMISSIONE MECCANICA SVANTAGGI SVANTAGGI . RUOTISMI IN ACQUA . NON ORIENTABILE . TELELETTURA CON MAGNETE . RUOTISMI IN ACQUA) . NON ORIENTABILE . TELELETTURA CON MAGNETE Residential Water Meters : Technologies TECNOLOGIE DELL ’OROLOGERIA/ ESEMPI EXTRA DRY RULLI PROTETTI BAGNATO CONTATORE A GETTO UNICO o single jet Caratteristiche: • Minime zone di accumulo depositi • Pochi componenti •Ridotte dimensioni • Velocità di rotazione più elevata •Molta influenza delle condizioni di montaggio PUNTI SENSIBILI Usura della punta del perno CONTATORE A GETTO MULTIPLO o multi jet Caratteristiche: • Bassa velocità di rotazione • Componenti robusti • Usura ridotta •Poca influenza delle condizioni di montaggio PUNTI SENSIBILI PUNTI SENSIBILI CONTATORE di tipo “VOLUMETRICO” Caratteristiche: PISTONE CAMERA DI MISURA DIAFRAMMA MINIME TOLLERANZE PUNTI SENSIBILI RIFERIMENTI NORMATIVI • Testo Unico Leggi Metriche 23/08/90 •Regolamento Serv. Metrico R.D.31/01/1909 n° 242; •Legge n° 236/91 modifiche al T.U. •D.P.R. 798/82 (Direttiva C.E.E. 71/316) (riguarda tutti gli strumenti C.E.E.) Approvazione di modello CEE; Verifica prima CEE; Verifica periodica; •Legge n° 140/99 contatori acqua e gas •Direttiva M.I.C.A. del 04/05/2001 •Regolamento Delega Verifica Prima C.E.E. della Camera di Commercio •DPR 854/82 -Direttiva CEE 75/33(Riguarda i contatori d’acqua fredda) Campo di applicazione e Definizioni; •Portata massima Qmax •Portata nominale Qn •Portata minima Qmin •Portata di tansizione Qt; • Errore massimo tollerato; DPR 855/82 -Direttiva CEE 79/830(Verifica prima C.E.E. contatori acqua calda) APPROVAZIONE DI MODELLO C.E.E • Materiali • Prove di modello: - Prove di tenuta (15 min 1,6Pmax; 1 min 2Pmax), - Curve iniziali dei contatori, - Prova discontinua 100.000 cicli a Qn, - Curve intermedie dei contatori, - Prova usura continua 100 ore a Qmax, - Curve finali dei contatori e comparazione delle tre curve. - Perdita di carico (inferiore a 1 bar a Qmax e 0,25 a Qn). Errore Relativo % Curva Metrologica Qn 1,5 classe B matr. 00004 INIZIALE, DOPO USURA E FINALE NUOVI 8 7 6 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 curva iniziale 100 000 cicli usura 30 120 Portata in l/h 450 1500 3000 Errore Relativo % Curve Metrologiche Qn 1,5 classe C matr. 00002 INIZIALE e DOPO USURA 100 ORE (NUOVI) 10,000 8,000 6,000 4,000 2,000 0,000 -2,000 -4,000 -6,000 -8,000 -10,000 -12,000 -14,000 -16,000 -18,000 -20,000 curva dopo usura curva iniziale 15 22,5 Portata in l/h 1500 3000 • • • • • • • VERIFICA PRIMA CEE Sequenza operativa : Ispezione visiva Iscrizioni metrologiche Determinazione errore relativo % alla Qmax, Qt e Qmin, Determinazione perdita di carico alla Qmax Prova di tenuta alla max pressione di esercizio (facoltativa) Registrazione dei risultati Distinta giornaliera dei contatori con firma dell’Ispettore metrico responsabile Foto di contatore con iscrizioni metrologiche ISCRIZIONI METROLOGICHE (obbligatorie) •Marchio di fabbrica del costruttore •N° Certificato di approvazione di modello C.E.E ε I.01.001.0006 •Classe del contatore e posizione (CH o BH - A) •Pressione massima di esercizio (10 o 16 bar) •N° matricola e portata nominale Qn •Temperatura dell’acqua se > 30 °C •Gruppo perdita di carico (1 bar) •Anno di fabbricazione. Determinazione errore relativo % alle tre portate Qmax, Qt e Qmin CURVA DI TARATURA 6,00 5,00 4,00 3,00 ERRORE % 2,00 1,80 1,00 0,01 0,00 -1,00 -2,00 -3,00 -4,00 -5,00 -4,50 -6,00 30 120 PORTATA ( litri/ora) 3000 TOLLERANZE Errori massimi tollerati classe A Errori massimi tollerati classe B E% Errori massimi tollerati classe C 3 Contatore Qn 1,5 m /h 5 2 20 15 -2 -5 22,5 40 30 60 60 80 100 200 120 150 400 600 800 1000 2000 Q l/h 3000 Piano di legalizzazione Per piano di legalizzazione si intende il tipo e le modalità con cui vengono apposti i “sigilli” atti ad impedire o a rendere palese ogni possibile manomissione dello strumento ed è riportato sul Certificato di approvazione CEE dello strumento. Attualmente sono costituiti da (C.M.1360483 del 22/02/2000): • filo e piombo recanti i marchi di verifica prima anzidetti, •anelli di chiusura o cuffie distruttibili con la rimozione recanti i marchi medesimi, • etichette adesive distruttibili con la rimozione recanti sempre gli stessi marchi. Foto di contatore sigillato Marchi di verifica prima C.E.E. Essi sono costituiti dai marchi impressi sui punzoni: ℮ I 412 03 BANCO a PISTONE CAMPIONE BANCO a CILINDRO CAMPIONE BANCO a BILANCE o a SERBATOI CAMPIONE L’INCERTEZZA ESTESA (Uk) associata al Volume Misurato sarà trattata dall’ing. Cignolo dell’I.M.G.Colonnetti di Torino Regolamento della CCIAA di Asti: delega della verifica prima C.E.E. ai fabbricanti • Si compiono esattamente le stesse operazioni precedenti con la sola differenza che la distinta giornaliera è firmata dal Responsabile interno (art.11 Regolamento) e completata di “dichiarazione di conformità” cumulativa di tutti i contatori prodotti e verificati rispetto ai requisiti della norma. La vera novità sta nei controlli che l’Ufficio Metrico effettua senza preavviso (Sorveglianza) Marchi di delega della Verifica prima C.E.E Dopo la concessione della delega sono costituiti da punzoni dello stesso tipo con numeri diversi per acqua fredda o calda, assegnati dal M.A.P. : ℮ I 013 03 SORVEGLIANZA DELLA CCIAA DI ASTI La sorveglianza è esercitata dall’Ufficio Metrico, non solo attraverso la conoscenza dei rapporti dell’organismo di certificazione, ma anche mediante visite non preannunciate e verifiche a campione sugli strumenti pronti per la vendita, secondo le modalità indicate nell’Allegato al regolamento. (Allegato al Regolamento per la delega della verifica prima C.E.E.) Schema di verifica delle qualità tecniche e metrologiche dei misuratori soggetti alla Verifica prima Cee. 1.1 - Scopo Verificare, mediante l’esame di un campione, che le caratteristiche funzionali di una partita ( lotti di 500 contatori ) siano corrispondenti a quelle prescritte dal presente regolamento. 1.2 - Campione 1.2.1 - Il campione è costituito da 24 contatori per partita. Si avrà cura che i contatori risultino esenti da danni anche leggeri subiti nella manipolazione e nel trasporto. 1.3.3.1 - Se gli errori rilevati non superano quelli massimi tollerati dalla Direttiva Cee 75/33, la partita viene accettata senza applicare il controllo statistico per variabili. 1.3.3.2 - Se uno o più errori superano quelli massimi tollerati, viene applicato il controllo statistico per variabili descritto nella Norma UNI 7988 utilizzata per i misuratori di gas. Per ciascuna portata esaminata, la serie dei 24 valori dell’errore permette di ricavare : [1] x = x1 + x2 + x3 + .......... x23 + x24 = somma algebrica del valore degli errori. [2] x2 = x12+ x22 + x32 + .......... x232 + x242 = somma dei quadrati degli errori. 3] ( x )2 = quadrato della somma algebrica degli errori. [4] ( x )2 = valore medio del quadrato della somma algebrica degli errori. 24 [5] ( x – x )2 = somma dei quadrati degli scarti dalla media. ( x – x )2 = x2 – ( x )2 24 [6] ( x – x )2 = quadrato dello scarto tipo ( varianza ) 23 [7] s = ( x – x )2 = scarto tipo 23 [8] x = x = valore medio dell’errore 24 La valutazione della quantità viene eseguita riportando, per ogni singolo portata, il punto di ascissa x e di ordinata s su un grafico composto da due trapezi inscritti, costruiti in funzione delle diverse tolleranze. La qualità per ciascuna portata esaminata, dipende dalla posizione del punto rispetto ai due trapezi e cioè : Buona se risulta all’interno del trapezio minore. Accettabile se risulta fra il trapezio maggiore e quello minore. Fuori tolleranza ( non accettabile ) se risulta esterno a quello maggiore. In quest’ultimo caso il lotto di 500 contatori viene scartato e non può essere spedito al cliente, perché c’è l’evidenza di un problema che deve essere opportunamente trattato con un’Azione Correttiva. Qmax 2,0 s 1,0 0,0 -2,0% Note : x s -1,0% 0,0% x Media campione sottoposto a verifica= + 0,55 Scarto campione sottoposto a verifica= 0,60 1,0% 2,0% Distinta dei misuratori sottoposti a verifica prima C.E.E. in data odierna: Tipo contatore matricola classe numero dal al MRPF03/145 01 200 C 200 PFM 15/145 210 400 B 200 FPM 03/145 401 600 A 200 TOTALE 600 “Si dichiara che i contatori sopraelencati sono conformi al Regolamento della Camera di Commercio di Asti approvato con delibera n° 22 del 20/12/2002.” Firma del Responsabile (art.11 Regolamento) ……………. REGOLAMENTOVERIFICA PRIMA ASTI •DICHIARAZIONE DI CONFORMITA’ •Viste le Direttive C.E.E. n°75/33, recepita con il DPR854/82 e n° 79/830, recepita con il DPR855/82 in materia di contatori d’acqua fredda e calda, •Vista la Direttiva del Ministero delle Attività Produttive del 04/05/2001, in materia di delega della verifica prima C.E.E. ai fabbricanti, •Visto il Regolamento per il rilascio della delega ai fabbricanti della verificazione prima C.E.E. approvato con delibera del Consiglio Camerale n° 22 del 20/12/2002 della CCIAA di Asti •Visto l’articolo 7 dello stesso Regolamento, relativo alla sorveglianza esercitata dall’Ufficio Metrico nei confronti dei fabbricanti a cui è stata concessa, •Considerato che in data 13 gennaio 2005 alle ore 10.00 l’Ispettore Metrico ……… si è recato presso lo stabilimento della Società ………….sito in ……….e che, dopo aver espletato le formalità di rito per l’ingresso nello stabilimento, ha provveduto alla ispezione dei contatori d’acqua già verificati e “bollati” in regime di autocertificazione dal fabbricante……………………, in base alla delega per la verificazione prima CEE dei contatori d’acqua fredda e calda, ricevuta con Determina del Segretario Generale n…. del…………, •Prelevato un campione secondo i principi statistici della norma UNI 7988 (per i misuratori di gas) di n° verifica, strumenti e sottoposto lo stesso a ulteriore •Considerato che i risultati hanno mostrato esito positivo e che i valori medi degli errori del campione e del suo scarto tipo alle diverse portate di prova sono: Qmax= Scarto tipo= Qmin= Qmax-Qt Scarto tipo= Scarto tipo= •si dichiara che i seguenti lotti di contatori d’acqua: •1. MARCA TIPO MATR. DA……………..A………. •2. ………….. Qmin 2 5 s = sc arto c ampi one s ottoposto a verifica • Qt= s = s c a rto c a m pi o ne s ott op os to a v eri fi c a • 1 -1,5 -0,5 0,5 1,5 -5,5 -4,5 -3,5 -2,5 -1,5 -0,5 0,5 1,5 2,5 3,5 4,5 5,5 2,5 x = me dia ca mp io ne sottop os to a v e rifica •3. 1 -1 0 -2,5 3 x = media campione sottoposto a verific a ………- •sono conformi ai requisiti del Regolamento camerale DELLA CCIAA DI ASTI del 20/12/2002, della Direttiva MAP del 04/05/2001 •e delle direttive C.E.E. n° 75/33 e 79/830. •Data L’ISPETTORE • METRICO (Dott.Lucio Zotti) Per accertare che le caratteristiche metrologiche dei contatori siano equivalenti a quelle dei “campioni” per l’approvazione di modello su cui l’Ufficio Metrico ha effettuato le prove, un certo numero di strumenti nuovi, già verificati e muniti dei “bolli metrici”, deve essere sottoposto alle prove di usura e di durata previste dalla Direttiva CEE per l’approvazione di modello. Il nostro Laboratorio possiede tutte le attrezzature (banchi di taratura, banchi di prova) per effettuare tali operazioni. Errore Relativo % Curva Metrologica Qn 1,5 classe C fabbr. A matr. 00001 INIZIALE e dopo USURA (NUOVI) 8 7 6 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 toll sup toll inf 1 2 3 4 5 21 22 23 24 25 Portata in l/h Errore Relativo % Curva Metrologica Qn 1,5 classe C fabbr. B matr. 00001 INIZIALE e FINALE (NUOVI) 8 7 6 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 toll sup toll inf 1 2 3 4 5 21 22 23 24 25 Toll classe B toll classe b Portata in l/h Errore Relativo % Curva Metrologica Qn 1,5 classe C fabbr. C matr. 01/05 INIZIALE e FINALE (NUOVI) 8 7 6 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 -13 -14 -15 toll sup toll inf 1 2 3 4 5 21 22 23 24 25 Portata in l/h Errore Relativo % Curva Metrologica Qn 1,5 classe C fabbr. E matr. 01/05 INIZIALE e FINALE (NUOVI) 6 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 toll sup toll inf 1 2 3 4 5 21 22 23 24 25 10 100 Portata in 1000 l/h 10000 Curva Metrologica Qn 1,5 classe C fabbr. D matr. 01/05 INIZIALE e FINALE (NUOVI) 6 5 Errore Relativo % 4 3 toll sup 2 toll inf 1 1 2 0 3 -1 4 5 -2 21 -3 22 -4 23 24 -5 25 -6 10 100 Portata in 1000 l/h 10000 La differenza tra le caratteristiche metrologiche dei contatori sottoposti a “verifica prima” rispetto ai campioni “approvati CEE”, sta nella diversità dei materiali con cui sono realizzati i componenti “sensibili”, già visti, dei contatori ma anche nell’accuratezza con cui avviene la lavorazione ed il montaggio degli stessi. TIPI DI IMPIANTI PER LA TARATURA DEI CONTATORI: 1) BANCO A PISTONE CAMPIONE 2) BANCO A CILINDRO CAMPIONE 3) BANCO A SERBATOI CAMPIONE 4) BANCO A BILANCE CONCLUSIONI Diversi tipi di contatori d’acqua Tipi di impianti di taratura e di prova Incertezza della misura nei contatori d’acqua CALCOLO INCERTEZZA ESTESA SUL VOLUME DI 200 litri Grandezze in ingresso Unità Valore misura Descrizione A B Differenza Letture contatore Vm m3 2,000E-01 Differenza Letture bilancia (B2-B1) kg 200 Correzione lettura bilancia ottenuta dalla taratura (F) kg 0 Coefficiente di spinta Massima Ditribuzi Incertezza Coefficiente di sensibilità Contributo Unità Incertezza Valore variabilità one Tipo (u) C D E F 1,000E-05 0,6 6,00E-06 1 5,000E-02 0,7 3,50E-02 -1,0029E-03 m3/kg 1,2E-09 9,76002E-10 misura 2 (ExF) 1 7,2,E-11 2 3 3,115E-02 -1,0029E-03 m3/kg aerostatica (A) Coefficiente per evaporazione e spruzzi (E) Temperatura dell'acqua - 1,00102 1,000E-04 0,6 6,00E-05 2,0038E-01 m3 1,45E-10 - 1,0001 5,000E-05 0,6 3,00E-05 2,005644E-01 m3 3,62E-11 durante la prova (t) Temperatura dell'acqua durante la prova (t) °C 20 15-25 °C 5,00E-01 5,20E-05 m3/°C 6,76E-10 °C 27,5 25-30 °C 5,00E-01 6,20E-05 m3/°C 9,61E-10 7 5,8E-04 m 4 5 3 varianza 3,2,E-09 scarto tipo 5,66474E-05 6 0,0,E+00 5,0,E-10 1,0,E-09 1,5,E-09 La Direttiva 2004/22/CE del Parlamento europeo e del Consiglio relativa agli strumenti di misura (MID) Sarà trattata da Paolo Francisci Funzionario del M.A.P . Un ulteriore servizio che il Laboratorio Nazionale di taratura dell’Ufficio Metrico di Asti è in grado di offrire è quello di risolvere il contenzioso tra gli Utenti (che contestano le bollette dei consumi d’acqua) e gli Enti Acquedottistici fornitori dell’acqua potabile. Sia gli uni che gli altri hanno la possibilità di assistere alle tarature ed in quella occasione -come spesso è accaduto- trovare un accordo. E’ indispensabile sottolineare la particolare posizione “superpartes” che, per competenza istituzionale fin dal 1890, assume il Servizio di “metrologia legale” svolto dall’Ufficio Metrico. Dispersione curve contatori (USATI) 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 -10 -20 -30 -40 -50 -60 -70 -80 -90 -100 -110 -120 ì Qmin Qt portata Qn l/h Qmax 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 15 16 - Curve metrologiche contatori obsoleti (10-20 anni)- Laboratorio Nazionale di taratura per contatori d'acqua della CCIAA di Asti - Dicembre 2004 20 0 Errore % -4,7 -2,4 -2,6-1,8 -11,9 -20 -40 -42,1 -60 -73,3 -80 -100 10 Q (L/h) 100 1.000 CERTIFICATO SIT Comportamento metrologico per gruppi di età 0 2 4 6 8 10 12 14 5 0 0.015 m3/h -10 0.0225 m3/h 3.000 m3/h -15 % Errori di misurazione -5 tend. (3.000 m3/h) -20 tend. (0.0225 m3/h) tend. (0.015 m3/h) -25 -30 -35 -40 Età del contatore (anni) •DA CARLOS TABORDA - - EPAL PORTOGALLO Percentuali di consumo domestico in base alla portata oraria 70 50 V<7 40 (%) Impatto sul consumo 60 7 =< V <16 30 V => 16 20 10 0 0<Q=<15 15<Q=<100 100<Q=<600 600<Q=<1500 Portata (l/ora) •DA CARLOS TABORDA - - EPAL PORTOGALLO 1500<Q=<3000 Percentuali di consumo non domestico in base alla portata oraria 70 Impatto sul consumo (%) 60 50 V < 10 40 10 =< V < 30 30 V => 30 20 10 0 0<Q=<15 15<Q=<100 100<Q=<600 600<Q=<1500 Portata (l/ora) •DA CARLOS TABORDA - - EPAL PORTOGALLO 1500<Q=<3000 Relazione tra costi di manutenzione/rinnovo contatori e sottoconteggio Contatori di uso domestico consumo > 15 m3/ mese 120000 Costo (scatti) 100000 manut.+ rinnovo 80000 sottoconteggio 60000 TOTALE 40000 20000 0 2 4 6 8 10 12 14 Frequenza di sostituzione (anni) •DA CARLOS TABORDA - - EPAL PORTOGALLO Per ulteriori informazioni sui servizi offerti e le tariffe collegarsi a: www.at.camcom.it CENTRO S.I.T. n°175 Laboratorio Nazionale di taratura per contatori d’acqua Piazzetta dell’Archivio n° 1 14100 ASTI Tel 0141535215/6/7 e fax 0141535218 [email protected] By Lucio Zotti