Co potrafią drony na placu budowy?

Na świecie coraz więcej firm budowlanych używa dronów na placach budowy, aby usprawnić prace i uniknąć strat. A w Polsce? Drony latają już nad budowami m.in. takich firm jak Skanska, Budimex czy Astaldi.

– Według raportu McKinsey, większość ogromnych projektów budowlanych jest kończona z 20% opóźnieniem i jest o 80% droższa niż początkowo zakładano. Dzięki wykorzystaniu dronów można w dużym stopniu temu zapobiec – twierdzi Paweł Wójcik, kierownik ds. geodezji w firmie SkySnap, która opracowała raport na ten temat.

Ekspert podkreśla, że firmy inżynieryjne i budowlane zderzają się z problemem coraz większej skali i złożoności projektów. Jako przykład podaje organizację Letniej Olimpiady w Japonii, gdzie w planach jest wybudowanie 10 nowych obiektów sportowych, modernizacje dróg, szybkich kolei oraz infrastruktury wspierającej.

– Projekt szacowany parę lat temu na równowartość 40 mld zł rozrósł się już ponad trzykrotnie do 120 mld zł – mówi Paweł Wójcik. – Zaczęły się pierwsze cięcia w zakresie prac i poszukiwanie oszczędności. Japończycy radzą sobie z problemem po „japońsku”. Szukają oszczędności automatyzując plac budowy. Kluczowym elementem są drony. Zbierają one materiał, który daje aktualne odwzorowanie całego terenu budowy. To pozwala na bieżąco śledzić prace oraz planować zadania dla wielu zespołów – opowiada Paweł Wójcik.

Drony zmierzą szybko i precyzyjnie

Zwraca uwagę, że prawie co druga duża firma budowlana na zachodzie używa dronów.

– Mają one zastosowanie w całym spektrum projektów: od liniowych takich jak drogi, gazociągi czy linie energetyczne, po kubaturowe, takie jak biurowce, fabryki, magazyny, czy osiedla mieszkaniowe – opowiada Wójcik. I dodaje, że firmy używają dwóch typów dronów: wielowirnikowce, które przypominają małe helikoptery oraz płatowce, które są bezzałogowymi miniaturami samolotów.

Te drugie wykorzystuje się głównie na dużych obszarach, gdzie potrzebne są pomiary terenu z dokładnością od 5-10 cm. Dla przykładu odcinek drogi o długości 10 km można zinwentaryzować w 3-4 godziny. Z kolei wielowirnikowce są dużo bardziej mobilne. Potrafią zawisnąć nad wskazanym miejscem i zbadać wybraną powierzchnię z każdej strony. Można w ten sposób uzyskać większe detale i dokładności sięgające nawet 1-5 cm.

Paweł Wójcik podkreśla, że materiały są tak samo dokładne jak te uzyskane przy pomocy standardowych metod satelitarnych GPS. Przewaga dronów, rośnie jednak wraz z wielkością, złożonością lub dostępnością mierzonego obszaru. Przy standardowych metodach dużo zależy od doświadczenia i możliwości zespołu geodetów. Ograniczenia zasobów ludzkich, przeszkody terenowe, ciężkie warunki, duże odległości na budowie warunkują to, że pozyskanie danych dla obiektu liniowego o długości kilku kilometrów może trwać nawet kilkanaście dni. Wykorzystanie drona eliminuje większość z tych ograniczeń. Dane są zbierane w ciągu paru godzin.

Zdjęcia z dronów zderzą plan z rzeczywistością

Według raportu SkySnap, uniwersalność tej technologii pozwala stosować ją na każdym etapie budowy, gdzie celem jest jak najszybsza weryfikacja planów z rzeczywistością, a wyzwaniem - pilnowanie harmonogramu oraz budżetu. Ale okazuje się, że drony mogą być bardzo przydane jeszcze na etapie ofertowania. Główny wykonawca staje przed wyzwaniem dokładnego obliczenia ilości pracy oraz przedstawienia projektu, który spełni wymagania inwestora. Często na tym etapie, firmy nie mają aktualnych i dokładnych modeli terenu. Zmuszone są do zabezpieczania się przed ryzykiem niepewności, tworząc rezerwy w budżecie lub w harmonogramie. Efektem jest oferta, mniej atrakcyjna cenowo i z dłuższym czasem realizacji.

– Firmy zasięgają więc po drony, bo z ich pomocą nawet w ciągu jednego dnia potrafią stworzyć szczegółowy trójwymiarowy model terenu. Na jego podstawie przygotowują projekty lub korekty oraz wykonują niezbędne obliczenia. Oferta może być tańsza – zachwala Paweł Wójcik. Cyklicznie zbierane informacji o budowie mogą się też przydać np. w przypadku sporów z podwykonawcami. W takim wypadku łatwo można „cofnąć się” do odpowiedniej wersji modelu, z dokładnej daty i dokładnie sprawdzić jakim zmianom uległ dany obszar.

Budimex, Astaldi i Skanska

Z raportu Skysnap wynika, że te trzy firmy dostrzegły potencjał dronów. Budimex zamierza wykorzystywać je na swoich największych projektach infrastrukturalnych do prac pomiarowych, np. ilości robót ziemnych. Firma Astaldi wykorzystuje drony do pomiarów i nadzorowania budowy obwodnicy Marek. Na jednej z misji płatowiec w 3 godziny wykonał zdjęcia dla 150 ha obszaru budowy. W kilka dni powstał model końcowy całej budowy wraz z dokładnymi obliczeniami oraz raportami wykonanych prac. Modele robione co półtora miesiąca, umożliwiły szybką weryfikację pomiarów mas ziemnych oraz inwentaryzację humusu na całej budowie. Finalny nalot może pomóc wykonawcy w tworzeniu dokumentacji i przekazaniu inwestycji do utrzymania.

Na dalszym odcinku trasy S8 z dronów korzysta Skanska. Podczas budowy 13-kilometrowego odcinka S8 między Wyszkowem a węzłem „Poręba” ten mały statek powietrzny wykonuje prace związane głównie z obliczeniami i inwentaryzacją terenu. Cyklicznie wykonuje również inwentaryzację fotograficzną i filmową budowy. Skanska informuje, że na podstawie zdjęć jest w stanie w krótkim czasie wygenerować modele 3D terenu z dokładnością od 2 do 4 cm. Mając całą trasę w trójwymiarze z łatwością można kontrolować wszystkie objętości robót ziemnych i materiałów sypkich, a także kontrolować geometrię elementów wykonywanych na budowanej trasie. Tomasz Rylski ze Skanska podkreśla, że użycie drona do tego rodzaju prac nie tylko znacząco poprawia wydajność, ale też daje szybką informację o stopniu zaawansowania naszych robót.

– Nalot takiej inwestycji jak S8 zajmuje ok. 5 godzin. Dla porównania pomiar klasyczny zajmuje około 6 dni roboczych i nie jest tak dokładny jak pomiar dronem. Podczas pomiaru klasycznego informacja rozciągnięta jest na kilka dni. W tym czasie codziennie z kopalni na budowę wyjeżdża do 13 tys. ton piasku. Pomiar klasyczny jest więc obarczony dużym błędem obliczeniowym – opowiada Tomasz Rylski. W Skanska szacują, że do tej pory jej dron wykonał nad placem budowy S8 blisko 300 km.

Ograniczenia pracy z dronem

– Obecnie główna bariera spowalniająca zastosowanie tej technologii na szeroką skalę to kwestia niejednolitego stosowanie prawa geodezyjnego w powiatowych ośrodkach dokumentacji geodezyjnej i kartograficznej – uważa Paweł Wójcik. – Nie jest jasne, które prace wykonywane za pomocą dronów mogą być oddane do Powiatowych Ośrodków Dokumentacji Geodezyjnej i Kartograficznej – dodaje.

Równocześnie Wójcik przyznaje, że Główny Urząd Geodezji i Kartografii zakupił dwa drony, które będą wspierać aktualizację Baz Danych Obiektów Topograficznych, co powinno przyspieszyć zmianę przepisów. Jednak Skanska wskazuje też na inne ograniczenia pracy z dronami. Na całej długości obiektu trzeba wykonać fotopunkty, a to zajmuje czas. Również warunki pogodowe muszą być odpowiednie. Praca z dronem wymaga pełnej koncentracji, sprawdzenia wielu list kontrolnych i startowych, także w trakcie lotów.

– Dla nas niezwykle istotne jest zabezpieczenie przestrzeni powietrznej i zapewnienie zgodności z przepisami ruchu lotniczego – podkreśla Aleksander Szerner, menadżer wsparcia technicznego w Skanska.

Marek Wielgo