Valutazione comparativa della densità apparente della carbonella mediante fotogrammetria e metodo di Archimede, in conformità allo standard ASTM D2395-17

La densità apparente è un parametro importante nella valutazione qualitativa della carbonella, in quanto influenza il potere calorifico del biocombustibile stesso. Essendo la densità di un corpo, il rapporto tra la sua massa e il suo volume, è possibile determinarla misurando queste due componenti. Sperimentalmente, per la carbonella, la massa è ottenibile attraverso la pesatura manuale tramite bilancia; mentre si riscontra maggiore difficoltà nello stabilire il volume, per via della conformazione irregolare del materiale. Ad oggi, l’unico standard che ne disciplina il metodo di determinazione è il D2395-17, elaborato dall’ASTM International, che prevede la misurazione del volume per mezzo dell’affondamento del corpo in acqua, basandosi dunque sul principio di Archimede. L’obbiettivo della tesi è stato quello di disporre una metodologia di misurazione alternativa del volume, attraverso l’uso della fotogrammetria e la ricostruzione 3D, al fine di determinare la densità apparente dei biocombustibili, nel caso specifico della carbonella. Sono stati dunque ottenuti valori di densità con l’applicazione di due metodi: affondamento secondo lo standard ASTM D2395 – 17 e fotogrammetria. I due approcci sono stati valutati, confrontando i risultati di densità ottenuti, per mezzo di un’analisi statistica, dei costi e delle tempistiche. L’analisi statistica ha previsto l’esecuzione del test di Saphiro-Wilk per la verifica della normalità, test di Kruskal-Wallis e test post-hoc di Dunn. È stata inoltre valutata la correlazione tra i due metodi, la variazione tramite coefficiente e le differenze con grafico di Bland-Altman. L’analisi di costi e tempistiche ha riguardato invece la stima del costo orario delle due procedure, per comprendere la più conveniente. I risultati mostrano che tra i due metodi non ci sono particolari differenze significative, anzi si riscontra una certa correlazione e coerenza. Tuttavia, l’affondamento risulta essere più sensibile e quindi più preciso. I due metodi risultano comunque comparabili tra loro. L’affondamento, inoltre, si rivela essere meno oneroso e più speditivo, rispetto alla fotogrammetria. Emergono comunque diversi fattori, in entrambi i metodi, che influiscono sulla misura del volume, nel calcolo della densità e di conseguenza anche su costi e tempi. A partire dall’operatore, il quale condiziona la lettura del volume nell’affondamento; oppure può necessitare di pratica nell’utilizzo del software per la ricostruzione 3D, per la tecnica fotogrammetrica. I risultati dipendono anche dalla strumentazione, soprattutto nella fotogrammetria, in cui la risoluzione dei dispositivi e la qualità delle immagini, influenza molto la riproduzione degli oggetti. Questo studio si propone come base per ulteriori studi e approfondimenti futuri, suggerendo in particolare l’inserimento dell’intelligenza artificiale, per migliorare la qualità e la velocità del riconoscimento e della ricostruzione degli oggetti.