Come si misura il volume di un cumulo? LiDAR, fotogrammetria da drone e superficie di base

Il volume di un cumulo dipende meno dalla sua cima che dalla superficie che non si vede sotto.

Il volume è la differenza tra due superfici

Il volume di un cumulo è il volume compreso tra la sua superficie superiore e la base sottostante. La superficie superiore si ottiene con LiDAR, fotogrammetria da drone, scansione laser terrestre o un rilievo GNSS fitto; la base invece non si vede e va definita. Il metodo di calcolo (griglia, rete di triangoli o sezioni) viene dopo: se le due superfici sono corrette, i metodi danno risultati simili. Per questo ogni relazione sul volume deve indicare come è stata definita la base, oltre alla data e al metodo del rilievo della superficie superiore.

Come si definisce la base?

Ci sono vari modi per definire la base. Il migliore è una superficie di base misurata prima che il materiale venga scaricato, come una platea in calcestruzzo o una piattaforma preparata. Se manca, si costruisce una superficie dai punti misurati lungo il piede del cumulo: un piano orizzontale, un piano inclinato adattato al piede o una superficie triangolata dai punti del piede. Un piano orizzontale passante per il punto più basso del piede gonfia sistematicamente il volume sui terreni in pendenza. Qualunque soluzione tu scelga, usa la stessa definizione di base nei rilievi successivi dello stesso cumulo; altrimenti la differenza viene dalla definizione e non dal materiale.

Quanto valgono 5 cm alla base?

L'effetto di un errore sulla base dipende più dall'area della base che dall'altezza del cumulo. Per esempio, un cumulo conico con 10 m di raggio e 6 m di altezza contiene π × 10² × 6 ÷ 3 ≈ 628 m³, su una base di circa 314 m². Se la base è definita con un errore di 5 cm, il volume cambia di 314 × 0,05 ≈ 15,7 m³, cioè di circa il 2,5%. In un cumulo basso e allargato lo stesso errore di 5 cm pesa ancora di più in proporzione. Gli errori casuali della superficie superiore si compensano in parte su un'area ampia; un errore sistematico alla base si somma direttamente al volume.

LiDAR o fotogrammetria?

Su cumuli con texture, ben illuminati e all'aperto, la fotogrammetria da drone spesso basta; un solo volo misura molti cumuli e produce anche un'ortofoto. Le difficoltà sono prevedibili: materiale fine e uniforme come sabbia e cemento, superfici bagnate e lucide, ombre profonde e depositi coperti. Il LiDAR porta con sé la propria luce, quindi risente meno di ombre e mancanza di texture; nei capannoni coperti e nei silos a cupola viene prima la scansione laser terrestre o mobile. Qualunque sia la scelta, il rilievo si collega alle coordinate tramite punti di appoggio; nelle aree coperte dove il GNSS non funziona, questo collegamento si fa con una stazione totale.

Cumuli adiacenti e confini

Dove i cumuli si toccano, le immagini non mostrano con esattezza dove finisce un materiale e inizia il successivo. Definisci la linea di separazione e il confine di calcolo di ogni cumulo prima della misura, usa gli stessi confini ogni volta e conservali con la relazione. Escludi dal calcolo macchine, nastri trasportatori e veicoli che si trovano sul cumulo; se durante il rilievo entra o esce materiale, annota l'ora. Quando un inventario di magazzino ha un valore economico, anche lo spostamento di un metro di un confine diventa motivo di contestazione.

Dal volume alle tonnellate

La maggior parte delle scorte si gestisce in tonnellate, mentre il rilievo dà metri cubi. Per convertire serve la densità del materiale nel cumulo, che varia con il materiale, l'umidità e la compattazione. Per esempio, con una densità di 1,6 t/m³, 628 m³ corrispondono a circa 1.005 t; un errore del 5% sulla densità passa alle tonnellate come lo stesso 5%. Determina la densità misurando il materiale di quel sito e non da tabelle, e scrivi nella relazione il valore usato. Scegli la frequenza delle misure in base al ciclo di inventario ed esegui ogni rilievo con lo stesso metodo, la stessa base e gli stessi confini.

Domande frequenti

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