Ogni anno in Germania vengono attualmente prodotti circa 40 milioni di m³ di calcestruzzo preconfezionato, di cui circa il 2% – 3% non può solitamente essere lavorato. Questa massa residua di calcestruzzo deriva ad esempio dal calcestruzzo non ritirato dai clienti, o dal calcestruzzo che, dopo la fornitura, rimane attaccato alle pareti interne dei tamburi delle betoniere. Se questa massa residua di calcestruzzo non può essere riciclata, deve essere smaltita come rifiuto speciale a costi elevati.

L’industria del calcestruzzo preconfezionato sta compiendo da molti anni notevoli sforzi per riuscire a realizzare un passaggio da una pura tecnica di smaltimento a uno sfruttamento del materiale in circuiti di sostanze chiusi. Questo però impone l’uso di nuovi sistemi di misurazione e di nuove tecnologie.

La Werne & Thiel Sensortechnic, rappresentata in Italia da ElettroSigma srl, ha accettato questa sfida e ha sviluppato il sistema di misurazione OLAS (Optical Light Absorption Sensor): un processo di misurazione OnLine rivoluzionario per la determinazione della densità dell’acqua di riciclo del calcestruzzo. Werne & Thiel sensortechnic si è specializzata nello sviluppo di un’innovativa tecnologia industriale a sensori. Lo sviluppo del sistema di misurazione OLAS, un sistema di misurazione OnLine per la determinazione del contenuto di sostanze solide dell’acqua di riciclo del calcestruzzo ebbe inizio appena quindici anni fa.
Oggi è stato realizzato un sistema di misurazione conveniente e funzionante con la massima affidabilità che ha raggiunto la produzione in serie. OLAS si serve di un intelligente processo di misurazione ad assorbimento infrarosso, che fa penetrare la luce di misura nel materiale tramite delle fibre ottiche. Su richiesta, OLAS può diventare un sistema di misurazione completo se integrato con OLAS-TPC (OLAS Touch Panel Controller), un’unità di analisi, visualizzazione e comando ottimizzata.

Impianto di produzione del calcestruzzo della Holcim Kies und Beton AG di Diessenhofen (Svizzera)

Requisiti e caratteristiche
Per un circuito di materiale chiuso nella produzione del calcestruzzo, la norma EN08 prevede che la densità nei bacini dell’acqua residua non superi il valore limite di 1,07 kg/lt. Il campo di misurazione standard di OLAS è compreso tra 1,000 kg/lt e 1,150 kg/lt eccede di gran lunga il campo richiesto.
In questo modo, anche in caso di superamento del valore limite, è possibile registrare il valore di densità massima in modo affidabile e abbassarlo nuovamente aggiungendo acqua fresca. Con questa innovazione brevettata in tutto il mondo è ora possibile migliorare notevolmente la qualità del calcestruzzo mediante una misurazione automatica e continua della densità dell’acqua di riciclo del calcestruzzo.

Principio di misurazione di Olas con Touch Panel Control

Nel frattempo sono stati resi pubblici i risultati dei numerosi test di durata con i primi apparecchi di serie del sistema di misurazione OLAS: già nel mese di novembre 2007 venne messo in funzione un sistema di misurazione OLAS per il monitoraggio della densità dell’acqua residua presso la Holcim Kies und Beton AG di Diessenhofen (Svizzera). Il resoconto del dirigente mr. Mascherin dopo più di un anno di impiego durante l’esercizio quotidiano: “Il dispositivo di misurazione e il display digitale della densità dell’acqua residua forniscono continuamente informazioni sulla densità corrente nei bacini dell’acqua residua. Così possiamo inserire il valore direttamente nel sistema di controllo della produzione. In questo modo la qualità e, in particolare, la costanza dei valori del protocollo lotti e del controllo del calcestruzzo fresco sono notevolmente migliorate. Il sistema di misurazione è quasi esente da manutenzione e il display fornisce valori di misura di una precisione eccezionale”.

Immersione della testa di misura nel bacino dell’acqua residua
Sistema di misurazione OLAS installato
Determinazione della densità dei provini mediante aerometro

Ottimi risultati nei test pratici
Nell’estate del 2008 il sistema di misurazione OLAS è stato integrato in vari controlli degli impianti di produzione del calcestruzzo della Dorner Electronic nell’area di Friburgo. I dirigenti e alcuni responsabili hanno lodato all’unisono la precisione della misurazione, l’affidabilità del sistema di misurazione OLAS in relazione alla pulizia e alla manutenzione, il risparmio di tempo giornaliero e la semplicità di utilizzo. Altri utilizzatori hanno invece confermato che il sistema di misurazione OLAS è un sistema studiato sin nei minimi particolari, innovativo e flessibile che può contribuire in modo decisivo a garantire un’elevata qualità del calcestruzzo utilizzando l’acqua di riciclo del calcestruzzo nel processo di produzione. Un estratto dei dati tecnici di questo sistema di misurazione mostra gli approcci innovativi di questo sviluppo. L’apparecchio presenta un tempo di assestamento inferiore a 40msec ed è in grado di rilevare e visualizzare in modo affidabile l’intensità della luce di misurazione di 1/10.000.000 dell’intensità massima. La risoluzione interna del sistema di misurazione OLAS è persino più elevata. Proprio con le sostanze molto dense, come l’acqua di riciclo del calcestruzzo, la luce di misurazione penetra a profondità enormi e il sistema di misurazione OLAS può mettere in luce tutti i suoi punti di forza. assestamento inferiore a 40msec ed è in grado di rilevare e visualizzare in modo affidabile l’intensità della luce di misurazione di 1/10.000.000 dell’intensità massima. La risoluzione interna del sistema di misurazione OLAS è persino più elevata. Proprio con le sostanze molto dense, come l’acqua di riciclo del calcestruzzo, la luce di misura-zione penetra a profondità enormi e il sistema di misurazione OLAS può mettere in luce tutti i suoi punti di forza.

Processo di taratura
In modalità di misurazione, la precisione della misura può essere verificata in qualsiasi momento mediante un test zero ciclico eseguito in manuale o in automatico. A tale scopo occorre semplicemente spruzzare acqua dolce tra l’unità di trasmissione e quella di ricezione e confrontare il segnale di misurazione con la taratura a zero. Eventuali corpi estranei bloccati nel raggio di misura dell’ottica verrebbero rilevati immediatamente con questo metodo. Al contrario, il getto d’acqua può essere naturalmente utilizzato anche per pulire l’ottica da corpi estranei e depositi. Durante il test zero, OLAS-TPC assume il comando completo del getto d’acqua, compresa l’estrapolazione dei valori di misurazione del test zero da un’eventuale media dei segnali già effettuata.

Taratura di OLAS mediante i provini preparati

 

Unico
Contrariamente ai classici torbidimetri, anch’essi funzionanti con sistemi ottici, è interessante vedere come le impurità o i graffi (dovuti alle sostanze misurate abrasive) sull’ottica di OLAS influiscono in maniera praticamente nulla sulla precisione di misurazione. Questo vantaggio è dato dal fatto che i torbidimetri funzionano solitamente in sostanze da misurare così trasparenti che i graffi sull’ottica assorbono molta più luce di misura della sostanza da misurare. Nelle applicazioni per le quali OLAS è stato concepito, il funzionamento è pertanto totalmente inverso. In questo caso, la sostanza da misurare assorbe molta più luce delle impurità o dei graffi sull’ottica. Per poter escludere influssi sulla precisione di misurazione dovuti ai graffi anche per applicazioni in sostanze da misurare molto trasparenti, per OLAS sono disponibili su richiesta anche ottiche pre-invecchiate.