Demolire una torre di raffreddamento non è un’impresa da poco. Le dimensioni e l’età della struttura richiedono un’ispezione più profonda per valutare l’erosione, i materiali pericolosi e l’integrità strutturale. Questa è la sfida che ha affrontato il team di Sopreco durante la valutazione di tre torri programmate per la demolizione a Metz, in Francia. Per garantire un’ispezione sicura e accurata di questi giganti del raffreddamento, hanno deciso di utilizzare una soluzione drone dotata di LiDAR.
Sopreco, filiale del gruppo Eurovia in Francia, opera come referente di spicco per la gestione delle cave, l’ispezione e le soluzioni specializzate di Geographic Information System Mapping (GIS). Sopreco guida anche il programma di droni di Eurovia per l’ispezione di beni, il rilevamento del territorio, LiDAR e il rilevamento di mine.
Per questo progetto di quattro giorni, è stato deciso che un approccio misto di droni, utilizzando sia le tecniche LiDAR che quelle di fotogrammetria, sarebbe stato il più adatto a causa degli stretti vincoli di tempo.
I metodi obsoleti richiedono soluzioni commerciali con i droni
L’approccio tradizionale alla manutenzione o alla demolizione delle torri di raffreddamento di solito richiede che le squadre lavorino da impalcature o altri metodi di sospensione. I tempi stretti del progetto, tuttavia, richiedevano un metodo di ispezione più veloce. Ancora più importante, poiché parte del calcestruzzo era danneggiato ed era coperto da vernice contaminata dall’amianto, i metodi di ispezione tradizionali non erano semplicemente fattibili.
Un approccio alternativo per il team avrebbe potuto essere l’uso di una gru o di un elicottero per valutare il danno ma, come chiarisce Jonathan Lopez, specialista capo della divisione drone di Sopreco:
“Un’ispezione con il drone era l’unica soluzione considerata. Semplicemente non ci sono vantaggi rispetto ad altre opzioni quando si tratta di costi e sicurezza per il nostro team di ispezione”. – Jonathan Lopez, specialista capo della divisione drone di Sopreco
Il primo passo nella demolizione è la pianificazione. Sopreco ha deciso di catturare e costruire prima un modello 3D delle tre torri di raffreddamento con il supporto degli Zenmuse P1 e L1. Tutti i dati sarebbero stati raccolti con i droni ed elaborati in un modello 3D accurato con DJI Terra. L’accurato set di dati acquisiti potrebbe poi essere condiviso con i gruppi che lanciano per il successivo lavoro di demolizione. Questa fase 3D del processo può aiutare queste aziende a identificare i rischi, spiegare i metodi pianificati e garantire un preventivo migliore dalle aziende in lizza.
“Il processo di volo è abbastanza semplice e relativamente veloce da completare – circa un giorno e mezzo per ogni torre. L’elaborazione dei dati e la creazione del modello possono richiedere 1-3 settimane. Le squadre dovrebbero tenerlo a mente durante la pianificazione”, aggiunge Lopez.
Un approccio tandem: Fotogrammetria con supporto LiDAR
Il team di Sopreco utilizza tradizionalmente la fotogrammetria da drone per un lavoro di questa portata per catturare i dati per creare ortomosaici o modelli 3D, come fanno molti professionisti del rilevamento e della mappatura.
L’accessibilità e la flessibilità della fotogrammetria per fornire mappe e modelli dettagliati hanno reso questa opzione la scelta più accessibile per molti ispettori di beni o strutture come le torri di raffreddamento.
Tuttavia, ci sono alcuni piccoli inconvenienti nell’uso della fotogrammetria durante il rilievo. Per esempio, in questo progetto, c’erano grandi differenze di luminosità all’interno e all’esterno delle torri di raffreddamento. Soprattutto all’interno, l’illuminazione è molto più debole e può essere difficile catturare dati visivi di alta qualità. Inoltre, i tempi stretti di questo progetto significavano che gran parte del lavoro doveva essere completato in condizioni di scarsa luminosità, il che può portare a foto di qualità inferiore e, in definitiva, a un modello meno utile.
È qui che un’opzione LiDAR entra in gioco e riempie il vuoto.
LiDAR (light detection and ranging) funziona emettendo luce laser e misurando il tempo e l’intensità del ping dall’oggetto al sensore. Costruisce modelli topografici accurati del terreno incorporando i sistemi di alta precisione del posizionamento satellitare (dati GNSS) e un’unità di misura inerziale (IMU).
Un grande vantaggio del LiDAR è che non richiede condizioni luminose e ben illuminate, a differenza della fotogrammetria. Inoltre, i dati finali in uscita sono coordinate di nuvole di punti e sono molto più veloci da elaborare in un modello praticabile con il software. In questo caso, la L1 era un’opzione perfetta per i tempi stretti di Sopreco e la necessità di lavorare anche di sera e al crepuscolo.
Il risultato: nuvole di punti renderizzate precise al centimetro (rappresentazione 3D degli oggetti) che sono più veloci delle opzioni di rilevamento a terra o di fotogrammetria.
Zenmuse L1 sul posto
Dopo le fasi iniziali di acquisizione dell’accreditamento per il volo, il team di Sopreco ha creato un’analisi della missione al fine di definire una strategia completa per la raccolta dei dati. I punti di controllo a terra sono stati fissati e misurati prima dei voli programmati.
La sfida principale del compito era all’interno del colosso cilindrico dove, a causa della sua struttura metallica, il GPS può diventare impreciso. Per questo motivo, un pilota di droni addestrato ha preso il controllo completo del drone per questa fase del progetto.
Prima di iniziare l’ispezione automatizzata con il drone LiDAR, è stato condotto un volo di fotogrammetria manuale con il P1 per catturare le facce esterne e interne di ogni struttura. Poi un volo LiDAR ha raccolto dati accurati all’interno e all’esterno delle torri.
“Non avevamo un obiettivo facilmente marcabile in cima a nessuna delle strutture. Così, abbiamo usato i dati raccolti da LiDAR per controllare e ridimensionare i dati della fotogrammetria”, ha osservato Lopez. “Il nuovo sensore P1 ha davvero migliorato i risultati complessivi ed è stato eccezionale nonostante le condizioni di scarsa luminosità”.
| Zenmuse L1 in breve |
| Risultati delle nuvole di punti efficaci fino al 100 |
| Gamma di rilevamento: 450m (80% riflettività, 0 klx) / 190 m (10% riflettività, 100 klx) |
| Tasso effettivo di punti: 240.000 pts/s |
| Supporta 3 ritorni |
| Modalità di scansione lineare e modalità di scansione non ripetitiva |
La soluzione LiDAR Zenmuse L1 come un cambio di gioco
Le soluzioni integrate LiDAR per droni come M300 e L1 sono più convenienti e accessibili che mai. Questo ha permesso la democratizzazione del LiDAR in molte professioni, comprese le industrie geospaziali, di rilevamento e di costruzione. Per questo motivo, quello che una volta era visto come un costo esorbitante, LiDAR può ora essere incluso in un’ispezione con drone insieme alla fotogrammetria e garantire così la massima precisione.
“Il drone permette di fare questo lavoro topografico in tutta sicurezza. In un sito come questo, porterà nuove prospettive e nuovi modi di lavorare che prima non erano possibili”, spiega Bruno Pillon, geometra e pilota remoto di droni presso Sopreco.
La precisione e la versatilità del LiDAR, per esempio, in condizioni di scarsa illuminazione e in zone con vegetazione pesante, significa che può portare più efficienza anche nelle missioni di rilievo aereo più impegnative.
Jonathan Lopez di Sopreco lo spiega molto semplicemente:
“L’uso della tecnologia dei droni è simile a quello di un trapano, di un martello o di qualsiasi altro strumento. Quando viene messa nelle mani di un pilota di droni e di un geometra, i vantaggi competitivi sono enormi”.
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