03/09/2026
𝐌𝐨𝐧𝐢𝐭𝐨𝐫𝐚𝐠𝐠𝐢𝐨 𝐝𝐞𝐥𝐥’𝐢𝐧𝐯𝐞𝐧𝐭𝐚𝐫𝐢𝐨 𝐝𝐞𝐥 𝐜𝐚𝐫𝐛𝐨𝐧𝐞: 𝐜𝐨𝐧𝐟𝐫𝐨𝐧𝐭𝐨 𝐭𝐞𝐜𝐧𝐢𝐜𝐨 𝐭𝐫𝐚 𝐥𝐚𝐬𝐞𝐫 𝟑𝐃 𝐞 𝐫𝐚𝐝𝐚𝐫 𝐚 𝐨𝐧𝐝𝐞 𝐦𝐢𝐥𝐥𝐢𝐦𝐞𝐭𝐫𝐢𝐜𝐡𝐞
La determinazione dell’inventario di materiali sfusi in silos, depositi e aree di stoccaggio richiede sistemi di misura in grado di operare in condizioni ambientali spesso difficili. Nel caso del carbone, la presenza di polvere, vapore, umidità e superfici irregolari può influenzare significativamente la qualità della misura volumetrica.
Per questo motivo, il monitoraggio continuo dell’inventario non può essere considerato esclusivamente un problema di misurazione del livello. La geometria reale del materiale stoccato, la distribuzione del cumulo e le condizioni ambientali determinano infatti il volume effettivamente disponibile e, di conseguenza, la quantità di materiale presente.
Tra le tecnologie utilizzate per la misura non invasiva dell’inventario si distinguono in particolare la scansione laser 3D e il radar a onde millimetriche, due approcci che presentano caratteristiche differenti e devono essere valutati in funzione delle condizioni operative.
𝐃𝐚𝐥 𝐥𝐢𝐯𝐞𝐥𝐥𝐨 𝐩𝐮𝐧𝐭𝐮𝐚𝐥𝐞 𝐚𝐥𝐥𝐚 𝐦𝐢𝐬𝐮𝐫𝐚 𝐯𝐨𝐥𝐮𝐦𝐞𝐭𝐫𝐢𝐜𝐚
Un sistema tradizionale di misura del livello fornisce generalmente la distanza tra il sensore e la superficie del materiale. Questa informazione può essere sufficiente quando la superficie è relativamente uniforme, ma diventa meno rappresentativa quando il materiale forma coni, avvallamenti o distribuzioni asimmetriche.
Nel caso di un deposito di carbone, ad esempio, la superficie può presentare una morfologia irregolare determinata dalle modalità di carico e scarico. Utilizzare un'unica misura puntuale per ricavare l'inventario complessivo può quindi introdurre un errore significativo.
Le tecnologie di scansione tridimensionale permettono di affrontare il problema in modo diverso: invece di misurare esclusivamente un punto, ricostruiscono la geometria della superficie del materiale e utilizzano queste informazioni per determinare il volume. Il principio diventa quindi:
superficie rilevata → modello tridimensionale → volume → stima dell'inventario.
È questo passaggio che rende la misura volumetrica particolarmente interessante per la gestione dei materiali sfusi.
𝐋𝐚𝐬𝐞𝐫 𝟑𝐃: 𝐞𝐥𝐞𝐯𝐚𝐭𝐨 𝐝𝐞𝐭𝐭𝐚𝐠𝐥𝐢𝐨 𝐝𝐞𝐥𝐥𝐚 𝐬𝐮𝐩𝐞𝐫𝐟𝐢𝐜𝐢𝐞
La scansione laser 3D utilizza impulsi luminosi per acquisire una molteplicità di punti sulla superficie del materiale. Il risultato è una point cloud, ovvero una nuvola di punti tridimensionale che permette di ricostruire la morfologia del cumulo.
Questa caratteristica rappresenta uno dei principali vantaggi della tecnologia in condizioni nelle quali sia necessario ottenere un elevato livello di dettaglio geometrico.
La scansione può infatti rilevare:
• variazioni nella superficie del cumulo;
• bordi e contorni;
• distribuzioni non uniformi del materiale;
• differenze di quota;
• geometrie complesse del deposito.
Secondo le fonti analizzate, il laser 3D risulta particolarmente adatto a depositi coperti o semi-chiusi nei quali la presenza di polvere rimane da bassa a moderata. In queste condizioni, la visibilità ottica è sufficientemente preservata da consentire la ricostruzione dettagliata della superficie. Bulksolids Portal – Coal Storage Inventory Monitoring
Il limite principale è rappresentato proprio dal principio di funzionamento ottico. Quando la concentrazione di particelle sospese aumenta, il percorso del fascio può essere disturbato, riducendo la qualità della misura.
Per questo motivo, la valutazione della tecnologia non dovrebbe essere separata dalle condizioni ambientali effettive del punto di installazione.
𝐑𝐚𝐝𝐚𝐫 𝐚 𝐨𝐧𝐝𝐞 𝐦𝐢𝐥𝐥𝐢𝐦𝐞𝐭𝐫𝐢𝐜𝐡𝐞: 𝐦𝐢𝐬𝐮𝐫𝐚𝐫𝐞 𝐚𝐧𝐜𝐡𝐞 𝐢𝐧 𝐜𝐨𝐧𝐝𝐢𝐳𝐢𝐨𝐧𝐢 𝐝𝐢 𝐬𝐜𝐚𝐫𝐬𝐚 𝐯𝐢𝐬𝐢𝐛𝐢𝐥𝐢𝐭𝐚̀
Il radar opera secondo un principio fisico differente. La misura non dipende dalla visibilità ottica della superficie, ma dalla propagazione e dalla riflessione delle onde elettromagnetiche.
Questa caratteristica diventa particolarmente rilevante nei silos e nei depositi caratterizzati da elevate concentrazioni di polvere, presenza di vapore o condizioni ambientali che possono compromettere i sistemi ottici.
Le soluzioni radar a 80 GHz possono inoltre utilizzare configurazioni multi-punto per ottenere informazioni più rappresentative della superficie del materiale e contribuire alla determinazione del volume complessivo. Le fonti analizzate indicano proprio la maggiore adattabilità del radar agli ambienti nei quali polvere e umidità limitano la disponibilità di una misura ottica affidabile. Bulksolids Portal – confronto laser 3D/radar
Anche in questo caso, tuttavia, non è corretto considerare il radar come soluzione universalmente migliore. La prestazione deve essere valutata considerando geometria del deposito, caratteristiche della superficie, configurazione dell'installazione e requisiti di accuratezza.
𝐋𝐚𝐬𝐞𝐫 𝟑𝐃 𝐞 𝐫𝐚𝐝𝐚𝐫: 𝐮𝐧𝐚 𝐬𝐜𝐞𝐥𝐭𝐚 𝐥𝐞𝐠𝐚𝐭𝐚 𝐚𝐥 𝐩𝐫𝐨𝐜𝐞𝐬𝐬𝐨
La scelta tra le due tecnologie può quindi essere ricondotta principalmente alle condizioni operative.
(vedi tabella)
La tabella non rappresenta una classificazione assoluta delle tecnologie, ma evidenzia il principio fondamentale della selezione: il sensore deve essere scelto in funzione del processo, non viceversa.
𝐈𝐥 𝐯𝐚𝐥𝐨𝐫𝐞 𝐝𝐞𝐥𝐥𝐚 𝐦𝐢𝐬𝐮𝐫𝐚 𝐧𝐨𝐧 𝐞̀ 𝐬𝐨𝐥𝐨 𝐧𝐞𝐥𝐥’𝐚𝐜𝐜𝐮𝐫𝐚𝐭𝐞𝐳𝐳𝐚
Una misura volumetrica più affidabile produce effetti che vanno oltre il semplice controllo dell'inventario.
La disponibilità di dati aggiornati permette infatti di migliorare la pianificazione dei rifornimenti, ridurre le verifiche manuali e integrare le informazioni di stoccaggio nei sistemi di gestione dell'impianto.
Nel caso dei depositi di carbone, la conoscenza della distribuzione del materiale può inoltre assumere rilevanza dal punto di vista operativo e strutturale. Una distribuzione fortemente asimmetrica del carico può infatti richiedere particolare attenzione nella gestione del materiale stoccato e nelle condizioni di esercizio delle strutture.
La misura diventa quindi parte di un sistema più ampio di monitoraggio operativo e gestione dell'inventario.
𝐑𝐢𝐝𝐮𝐫𝐫𝐞 𝐥𝐞 𝐚𝐭𝐭𝐢𝐯𝐢𝐭𝐚̀ 𝐦𝐚𝐧𝐮𝐚𝐥𝐢 𝐧𝐞𝐥𝐥𝐞 𝐚𝐫𝐞𝐞 𝐝𝐢 𝐬𝐭𝐨𝐜𝐜𝐚𝐠𝐠𝐢𝐨
Un ulteriore elemento comune alle due tecnologie è la possibilità di effettuare la misura senza richiedere l'accesso fisico dell'operatore al deposito.
Questo aspetto assume particolare rilevanza nei silos e nelle aree di stoccaggio dove le attività manuali possono richiedere accesso in quota, ingresso in spazi confinati o operazioni in prossimità del materiale stoccato.
L'automazione della misura consente di trasformare il controllo dell'inventario da un'attività periodica e potenzialmente invasiva a un processo di monitoraggio continuo.
I dati possono inoltre essere integrati nei sistemi di automazione e gestione dell'impianto, creando una connessione tra misura, controllo operativo e pianificazione della produzione. Le fonti considerate indicano l'integrazione con sistemi ERP e PLC come una delle applicazioni possibili di queste tecnologie. Bulksolids Portal – Coal Storage Inventory Monitoring
𝐋𝐚 𝐯𝐚𝐫𝐢𝐚𝐛𝐢𝐥𝐞 𝐝𝐞𝐭𝐞𝐫𝐦𝐢𝐧𝐚𝐧𝐭𝐞 𝐫𝐢𝐦𝐚𝐧𝐞 𝐢𝐥 𝐜𝐨𝐧𝐭𝐞𝐬𝐭𝐨 𝐝𝐢 𝐢𝐧𝐬𝐭𝐚𝐥𝐥𝐚𝐳𝐢𝐨𝐧𝐞
Non esiste quindi una tecnologia di misura che possa essere considerata indipendentemente dal contesto applicativo.
Prima della selezione del sistema dovrebbero essere analizzati almeno:
• concentrazione e caratteristiche della polvere;
• presenza di vapore e umidità;
• geometria del silo o del deposito;
• morfologia attesa della superficie;
• distanza di misura;
• intervallo operativo;
• accuratezza richiesta;
• frequenza di aggiornamento;
• requisiti di integrazione con PLC, SCADA o sistemi gestionali;
• accessibilità del punto di installazione e condizioni di manutenzione.
Questo approccio permette di evitare uno degli errori più comuni nei sistemi di misura industriali: selezionare il sensore sulla base della sola tecnologia nominale, senza considerare il comportamento reale del processo.
𝐂𝐨𝐧𝐜𝐥𝐮𝐬𝐢𝐨𝐧𝐢
Il monitoraggio volumetrico dell'inventario rappresenta un elemento sempre più importante nella gestione dei materiali sfusi. Nel caso del carbone, la scelta tra laser 3D e radar a onde millimetriche deve essere effettuata considerando contemporaneamente caratteristiche del materiale, condizioni ambientali, geometria del deposito e requisiti di misura.
Il laser 3D offre un'elevata capacità di ricostruzione della morfologia superficiale quando le condizioni ottiche sono favorevoli. Il radar a onde millimetriche presenta invece caratteristiche particolarmente interessanti negli ambienti nei quali polvere e umidità possono compromettere la misura ottica.
In entrambi i casi, il valore della tecnologia non risiede esclusivamente nella misura del volume. La disponibilità di dati continui e affidabili permette di migliorare la gestione dell'inventario, ridurre le attività manuali e integrare il controllo dello stoccaggio all'interno dell'architettura digitale dell'impianto.
Per chi progetta o gestisce sistemi di stoccaggio di solidi sfusi, la domanda non dovrebbe quindi essere “quale tecnologia è migliore?”, ma “quale tecnologia garantisce la misura più affidabile nelle condizioni operative specifiche del processo?”
Fonti
• Bulk Solids Portal – Coal Storage Inventory Monitoring: 3D Laser vs. Millimeter-Wave Radar
• Schüttgut Portal – Kohlelager Bestandserfassung: 3D-Laser vs. Radar
