M3Truck: sistema di misurazione di livello e conducibilità per betoniere

Non so se qualcuno ci abbia mai fatto caso, ma la betoniera che trasporta il calcestruzzo al cantiere non è di vetro. E’ un gran peccato, perché se il tamburo fosse di vetro si avrebbe un gran numero di informazioni interessanti, sia per il produttore che per il committente:

  • Ad esempio l’omogeneità dell’impasto, ossia la capacità del tamburo e delle pale – che al suo interno muovono i componenti di base del conglomerato cementizio – di garantire un’omogeneizzazione corretta del prodotto finale.
  • Ad esempio il “colore” del prodotto, perché ciò potrebbe essere un indicatore del cemento utilizzato nell’impasto (32.5 più chiaro, 42.5 più scuro, cemento bianco, ecc…).
  • Ad esempio l’esatta quantità di prodotto contenuta e consegnata al cliente.

Già. La quantità di prodotto contenuta. Chi compra in negozio due paia di scarpe, o tre penne, o cinque litri di vino, sa perfettamente cosa compra e quanti “oggetti” nell’unità di misura scelti si ritrova nel carrello; sulla qualità della merce acquistata si possono avere molti dubbi, ma questo è un altro aspetto che potremmo valutare in seguito (e purtroppo a nostre spese, se lo facciamo oltre i termini della garanzia), ma sulla quantità non ci dovrebbero essere dubbi di sorta.

In effetti però, la cosa strana di questo business è che il prodotto subisce diverse (sia pur legali) “trasformazioni” di unità di misura che possono portare a qualche difficoltà nell’appurare la correttezza della quantità venduta: infatti il calcestruzzo viene progettato in kg e in litri, viene in genere richiesto a prestazione (ossia N/mm2), e viene venduto a metro cubo. Di per sé la cosa non sarebbe problematica se il coefficiente di conversione tra l’unità di peso e il volume (che possiamo chiamare per semplicità densità o peso specifico) fosse costante. Purtroppo tale coefficiente varia dai 500 Kg/mc (su prodotti alleggeriti, es. sottotetti) ai 4.000 Kg/mc (per il calcestruzzo con bentonite, tanto per intenderci il calcestruzzo per i caveau delle banche).

Di per sé il tamburo della betoniera sarebbe un grande contenitore adatto a misurare il volume del materiale ivi contenuto; se fosse possibile ruotarlo completamente in verticale e misurarlo con un’asta graduata infilata dalla bocca del tamburo potremmo con certezza stimarne il volume e – conoscendone la densità di progetto – anche il peso. Peccato che, essendo il tamburo in ferro e soprattutto non essendo possibile ruotarlo in verticale, l’ermetica struttura metallica non consente di vedere all’interno quanto materiale sia trasportato ad ogni viaggio; ovviamente, “scrollare” la betoniera per scaricarne tutto il contenuto è un’impresa che ancora oggi credo sia improponibile.

Il modo più corretto quindi per misurare la quantità del calcestruzzo consegnata sarebbe quello di scaricare il prodotto in un “cassero”, cioè un contenitore a forma di parallelepipedo di misure note, e misurarne così esattamente il volume; ma purtroppo, una volta che il calcestruzzo è stato scaricato in questo contenitore, difficilmente può essere estratto nuovamente per essere riscaricato ancora da qualche altra parte perché, come risaputo, il calcestruzzo ha un tempo di presa significativamente breve, e compiere svariati travasi di un prodotto rapidamente solidificabile non è consigliabile.

Un’altra strada percorribile per sapere quanti metri cubi siano stati effettivamente consegnati è quella di pesare il prodotto consegnato e, conoscendone la densità di progetto, calcolarne il volume effettivo. In realtà pesare una betoniera non sempre può essere semplice: basti pensare che solo il pieno di carburante o l’accumulo di acqua nelle cisternette presenti in cima al posto di guida dell’autista potrebbero alterare sensibilmente il peso complessivo del mezzo (che sarebbe la tara) pregiudicandone così l’attendibilità finale.

Qualche progettista temerario ha cercato, trasponendolo dal business dei rifiuti, di introdurre sui mezzi di trasporto alcune celle di carico, in modo da lasciare sotto peso solo il tamburo che contiene il prodotto ed escludendo così ogni altra problematica esterna. L’idea, già testata sul business del calcestruzzo, si è scontrata con alcuni ostacoli ritenuti dagli addetti ai lavori “insormontabili”:

  • La rotazione della betoniera altera il valore indicato dalla cella di carico (a causa di un possibile disassamento della struttura);
  • Un leggero spostamento dell’asse del tamburo ne pregiudicherebbe il peso;
  • Un terreno non perfettamente in piano ne pregiudicherebbe la misura.

I vecchi capi-cantiere invece usano una tecnica assai più empirica ma che sembra produrre qualche risultato positivo, dal momento che – stando ai loro racconti – difficilmente le loro valutazioni volumetriche, sebbene approssimate, sono state smentite nei fatti. Tale metodo si basa sul conteggio del numero di giri necessari a svuotare il tamburo; per chi non sapesse come funziona una betoniera è pregato di andare su un cantiere e farselo spiegare da tutti i vecchietti che quotidianamente sono presenti ai lavori e che ne sanno di gran lunga più di me; in sintesi si può affermare che, se la betoniera gira in un senso il calcestruzzo si impasta, se gira in quello opposto il calcestruzzo esce dalla bocca del tamburo. Conoscendo quindi il numero di giri eseguiti da una betoniera per scaricare il calcestruzzo è possibile stimare la quantità di calcestruzzo fuoriuscita, ovviamente espressa in metri cubi. Come però potete immaginare, tale valore dipende:

  • Dal tipo di betoniera (non c’è un solo modello di tamburo in circolazione),
  • Dalla velocità di rotazione del tamburo (se per assurdo la rotazione fosse prossima allo zero, il calcestruzzo colerebbe nuovamente dentro il tamburo e non avrebbe la spinta sufficiente ad uscire),
  • Dalla pulizia interna delle pale che “impastano” i componenti, ed infine
  • Dalla densità del prodotto stesso.

A questo proposito il e il mio socio nel 2008 brevettammo uno strumento per conoscere – insieme ad altre informazioni quali la conducibilità elettrica e quella termica – il livello del calcestruzzo all’interno della betoniera, inserendo in ogni tamburo un sensore di livello che, letto dall’esterno su un display luminoso, era in grado di fornire un valore dei metri cubi trasportati con un’approssimazione assolutamente accettabile. Allo strumento, installabile sul passo d’uomo del tamburo, è stato dato il nome di M3Truck. Tale brevetto è stato presentato a diverse aziende, sia produttrici di betoniere sia produttrici di calcestruzzo, ma l’accoglienza è stata molto fredda.

E in effetti: a chi giova controllare l’esattezza del volume all’interno della betoniera?

  • Al produttore di calcestruzzo, una volta caricato il prodotto nel tamburo della betoniera, certamente no;
  • Al produttore di betoniere ancora meno (rischierebbe di non venderle); e del resto
  • Il cliente non ha la forza per imporre un controllo simile, anche perché non esistono oggi sistemi di misura economici e al tempo stesso efficienti.

Quindi tale brevetto è ancora nel cassetto in attesa di tempi migliori.

 

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