Un penetrometro è un dispositivo utilizzato per misurare la compattazione del suolo. Il dispositivo viene occasionalmente utilizzato anche per misurare la densità di altri materiali, come prodotti farmaceutici e alimenti. Esiste una gamma di diversi stili e dimensioni di penetrometri da utilizzare in diversi contesti, tra cui l’ingegneria civile, l’agricoltura, la geologia e l’esplorazione scientifica.
Quando si testa il terreno, gli individui di solito usano penetrometri a cono, che consistono in un cono di acciaio attaccato a un lungo albero con un manometro o un livello in cima. Il cono può essere spinto nel terreno a velocità costante o martellato, a seconda che il penetrometro sia statico o dinamico. I penetrometri dinamici sono progettati per essere affondati a colpi di martello e sono spesso utilizzati nell’ingegneria civile, mentre i penetrometri statici, affondati a velocità costante, sono utilizzati in agricoltura. I segni graduati sull’asta del penetrometro indicano la profondità. Il penetrometro misura la compattazione del suolo in libbre per pollice quadrato (psi) o kilopascal (kPa).
La compattazione del suolo è una questione importante in agricoltura perché influenza direttamente il modo in cui le colture possono crescere. Il penetrometro a cono è progettato per determinare il livello di compattazione del sottosuolo. Alti livelli di compattazione influiscono negativamente sulla capacità delle radici delle piante di estendersi nel terreno. Un livello di resistenza di oltre 300 psi (circa 2065 kPa) impedirà la penetrazione delle radici, quindi se il penetrometro rileva questo livello di pressione, potrebbe essere necessario un processo di lavorazione profonda noto come ripuntatura per aumentare la crescita del raccolto.
L’ingegneria civile si basa sulla scienza del suolo per creare infrastrutture funzionali. Il terreno compattato è necessario per supportare edifici e strade. Anche il terreno molto compattato può essere un problema, poiché tende a non assorbire la pioggia e può portare a un’eccessiva erosione e ruscellamento. In altre parole, il flusso delle acque sotterranee è talvolta ridotto dalla compattazione del suolo. Gli ingegneri civili utilizzano penetrometri per determinare la compattazione del suolo in questi scenari in modo da poter seguire una linea d’azione appropriata.
I penetrometri tascabili sono molto più piccoli dei penetrometri a cono e possono essere tenuti in una mano. Questi dispositivi a molla vengono utilizzati per testare la compattazione di terreno, cemento o altri materiali. Sono più frequentemente impiegati in ambienti industriali, laboratori e giardini sul retro. Altri piccoli penetrometri da laboratorio sono montati su supporti e utilizzati per il controllo di precisione della consistenza della frutta fresca, dei prodotti farmaceutici e di tutti i prodotti in cui è necessaria una densità specifica.
I penetrometri sono ampiamente utilizzati nella scienza e nell’industria. La sonda spaziale Huygens, atterrata sulla luna di Saturno Titano nel 2005, era dotata di un penetrometro per misurare la consistenza e la composizione del suolo di Titano. Le spedizioni in acque profonde hanno anche fatto uso di penetrometri per raccogliere dati dai sedimenti sul fondo dell’oceano.