I droni nell’edilizia: Assistenza aerea in cantiere

I droni si adattano naturalmente al settore delle costruzioni, che combina attrezzature su larga scala e attività costante con la necessità di una precisione centimetrica. Gli appaltatori che mirano a rendere il loro lavoro più veloce, sicuro ed economico sono alla costante ricerca di nuove tecnologie che possano aiutarli. I droni da cantiere sono lo strumento perfetto per affrontare l’occasione, raccogliendo informazioni digitali essenziali da un punto di vista elevato, al di sopra dell’ambiente trafficato sottostante. Sfruttando la più recente tecnologia dei droni, gli appaltatori possono rivoluzionare i loro processi, dai rilievi e dalla mappatura geospaziale 3D alla gestione del traffico, alla supervisione delle ispezioni di sicurezza e altro ancora.

Le aziende che non hanno mai preso in considerazione questa soluzione tecnologica possono scoprire che rappresenta una risposta ad alcuni dei problemi più comuni che incontrano, dai margini di profitto ridotti alle difficoltà di organico. Come minimo, un drone può offrire una nuova prospettiva agli appaltatori, fornendo loro i dati necessari per portare il loro lavoro nel futuro.

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Come i droni si inseriscono nel settore edile di oggi

Negli ultimi tempi i droni hanno lasciato il segno in diversi settori, dalla sicurezza pubblica all’ispezione dei servizi pubblici, fino all’agricoltura. Mettendo in cielo una serie di strumenti per la raccolta di dati sensibili, gli UAV consentono alle aziende di operare in modi che sarebbero stati impossibili.

La prova principale per stabilire se un particolare settore è adatto all’uso dei droni è se le capacità garantite dalla tecnologia si adattano bene alle sfide che le aziende devono affrontare. In questo senso, i droni si adattano perfettamente al settore delle costruzioni, in quanto gli appaltatori si sforzano di diventare contemporaneamente più sicuri e più efficienti.

Difficoltà e considerazioni sul settore edile

L’attuale economia globale, che risente ancora degli effetti della pandemia COVID-19 e dei guasti alla catena di approvvigionamento, rappresenta una sfida per numerosi settori, e l’edilizia non fa eccezione. Le tensioni e le difficoltà emerse negli ultimi mesi richiedono soluzioni innovative, che spesso includono l’uso di nuove tecnologie, tra cui i droni da cantiere.

I punti critici specifici per le organizzazioni del settore edile sono

  • Mancanza di digitalizzazione e di utilizzo dei dati: L’edilizia non è un settore fortemente digitale, dal punto di vista della registrazione e della pianificazione. Seguire la tendenza generale di raccogliere e utilizzare dati accurati potrebbe rappresentare un risparmio e una maggiore efficienza per gli appaltatori, poiché i processi cartacei sono più lenti, meno precisi e possono porre problemi di conformità normativa.
  • Carenza di manodopera qualificata: Uno dei fattori che costringono le imprese edili a diventare più efficienti nell’utilizzo delle risorse è la generale mancanza di personale qualificato. Alcuni appaltatori si sono trovati nell’impossibilità di avviare lavori a causa della carenza di talenti.
  • Ostacoli alla collaborazione: A complemento della generale mancanza di dati digitali utilizzati dagli appaltatori, queste imprese spesso non sono in grado di condividere le informazioni in modo rapido ed efficace. I team possono essere isolati e disconnessi, senza un approccio standardizzato alla visibilità dei dati.

Questi fattori, uniti ai vincoli finanziari che si sono manifestati negli ultimi anni e a una rinnovata attenzione per la salute e la sicurezza delle persone, hanno costretto gli appaltatori a riflettere seriamente su come rivoluzionare i propri flussi di lavoro e trovare modi migliori per svolgere le proprie mansioni.

droni dji nei cantieri edili

L’impatto della tecnologia dei droni per l’edilizia

L’accesso alla tecnologia dei droni può cambiare il modo in cui gli appaltatori gestiscono i loro cantieri, fungendo da pilastro centrale di un approccio nuovo e più digitale al lavoro edile. L’uso efficace dei più recenti modelli di droni può trasformare i flussi di lavoro e aiutare i dipendenti a raggiungere i loro obiettivi.

Gli effetti dell’adozione dei droni possono comprendere:

  • Miglioramento della pianificazione: La creazione di un piano adeguato per un progetto di costruzione inizia con un’indagine dettagliata del cantiere. Eseguire il lavoro a piedi può richiedere tempo, fatica e persino essere fisicamente pericoloso, a seconda delle dimensioni e del terreno dell’area in questione. Il rilievo topografico con il drone è sicuro ed efficiente e fornisce informazioni precise che possono essere utili per l’intero progetto.
  • Gestione dettagliata del progetto: I dati raccolti dai droni non devono limitarsi ai rilievi topografici iniziali. Utilizzando gli UAV per raccogliere informazioni in tempo reale nel corso di un lavoro, i responsabili possono creare un registro accurato e aggiornato del progetto e poi condividere i dati del drone con tutti i reparti per evitare che si creino dei silos di comunicazione.
  • Riduzione dei rischi per il personale: Negli anni precedenti allo sviluppo dei droni, i dipendenti del settore edile continuavano a raccogliere i dati necessari per i rilievi e a ispezionare i cantieri per individuare eventuali pericoli, ma lo facevano a piedi. Invece di far salire gli operai su punti elevati o di farli navigare su terreni difficili, gli appaltatori possono sorvolare in sicurezza l’area in questione con i droni, tenendo i loro lavoratori al riparo dai rischi.

Uno degli aspetti più interessanti dell’integrazione dei droni nei flussi di lavoro dell’edilizia è che emergono sempre nuovi casi d’uso. Man mano che si rendono disponibili nuovi sensori, le imprese edili sono libere di diventare più ambiziose per quanto riguarda i tipi di utilizzo dei droni, dalla supervisione in tempo reale dei cantieri alla scansione termica e altro ancora.

Di seguito sono riportati due esempi di imprese edili che hanno già trovato il modo di integrare i droni nelle loro attività quotidiane, trasformando in meglio le loro operazioni:

Hensel Phelps, impresa generale di grandi dimensioni, è diventata uno dei principali utilizzatori della tecnologia dei droni nel settore edile, avendo preso in considerazione l’uso degli UAV per la prima volta più di dieci anni fa. L’impresa di costruzioni si è concentrata sulla sicurezza e regolamenta attentamente l’uso dei droni: questo livello di responsabilità ha permesso all’organizzazione di ottenere una deroga da parte della Federal Aviation Administration per far volare i droni nelle aree in cui le persone stanno lavorando.

Cosa fa un appaltatore così avanzato con i droni da cantiere? Nel caso di Hensel Phelps, la tecnologia fa parte dei flussi di lavoro di pianificazione del cantiere, ispezione del cantiere, ispezione degli edifici e sorveglianza della sicurezza. La quantità di dati provenienti dai droni di rilevamento consente all’organizzazione di eseguire analisi e di ottenere informazioni predittive su come completare i lavori in modo efficace e sicuro.

droni dji costruzioni

STRABAG SE, un appaltatore europeo specializzato nella costruzione di infrastrutture di trasporto come le autostrade, utilizza i droni dal 2015. Poiché l’organizzazione ha migliaia di cantieri attivi in tutto il continente in qualsiasi momento, le sue esigenze di rilievo sono enormi e gli UAV costituiscono una parte vitale del flusso di lavoro.

Con i droni che forniscono una copertura aerea delle enormi aree rimodellate negli sforzi di STRABAG per la costruzione di autostrade, è ora più semplice raccogliere i dati e integrarli direttamente nelle piattaforme digitali dell’azienda. I modelli 3D creati con i dati geospaziali aerei hanno un’alta densità di punti, per cui i lavoratori hanno a disposizione piani digitali di migliore qualità su cui lavorare rispetto a quelli che avrebbero ottenuto con i soli rilievi a terra.

La più recente tecnologia dei droni per l’edilizia

Cosa serve per creare un drone ideale per il settore delle costruzioni? Questi UAV professionali sono ben lontani dai più semplici mezzi utilizzati dagli hobbisti. Grazie a una serie di caratteristiche tecnologiche avanzate, che vanno dagli strumenti di controllo e assistenza all’operatore ai payloads avanzati dei sensori, gli ultimi modelli di droni sono in grado di fornire prestazioni impareggiabili in una varietà di ruoli in cantiere.

Quelle che seguono sono solo alcune delle caratteristiche tecnologiche che hanno reso i droni da cantiere una preziosa aggiunta ai flussi di lavoro dell’edilizia:

Cinematica in tempo reale

Per creare strutture e infrastrutture finite che resistano alla prova del tempo, il personale edile ha bisogno di una precisione centimetrica nelle mappe digitali dei cantieri. I moduli di cinematica in tempo reale (RTK) consentono di ottenere questa qualità di rilievo. Il metodo utilizza un modulo su un drone e una stazione base a postazione fissa per ottenere letture più precise di quelle possibili con un metodo esclusivamente satellitare.

Il metodo triangola la posizione della stazione base, del drone e dei satelliti, generando dati geospaziali da importare nei software di mappatura. L’RTK richiede un numero inferiore di punti a terra rispetto ad altri metodi di rilievo con droni, basandosi su un’unica stazione base, e corregge automaticamente gli errori mentre il volo è ancora in corso. I droni RTK possono anche essere dotati di cinematica post-elaborazione (PPK), una metodologia alternativa particolarmente utile nelle aree ostruite o dove i segnali satellitari sono deboli.

Fotogrammetria

La fotogrammetria prevede l’acquisizione di più immagini dell’obiettivo e la loro unione con un software per creare mappe o modelli digitalizzati ad alta risoluzione in 2D o 3D da cui dedurre misure accurate. Ciò consente alle squadre di creare in modo rapido ed efficiente modelli topografici dei loro cantieri e di aggiornarli nel tempo. I droni di oggi possono essere dotati di moduli di fotogrammetria così sensibili che è persino possibile misurare con precisione la quantità di materiale rimasto in un deposito in base ai punti dati raccolti.

L’impiego di droni per la misurazione accurata e aggiornata delle scorte di materiale è una tattica di efficienza di nuova generazione. Scansionando le scorte di materiale dall’alto, è possibile garantire che sia il personale dell’ufficio che le squadre a terra sappiano quante scorte sono rimaste. Grazie a queste informazioni in tempo reale, il caposquadra sa in anticipo quando ordinare altri materiali, e il conteggio tramite drone significa meno lavoro manuale.

LiDAR

In alcuni casi, la modellazione 3D del cantiere e la misurazione del volume delle scorte possono essere eseguite con un modulo LiDAR (Light Detection and Ranging). Il LiDAR si basa su impulsi di luce e rileva la posizione di punti nello spazio direttamente attraverso questi impulsi, anziché assemblare modelli 3D basati su fotografie aeree.

lidar

Rispetto alla fotogrammetria, il LiDAR può fornire un elevato grado di dettaglio, utile per mappare oggetti relativamente piccoli. Va notato che i moduli LiDAR tendono a essere più pesanti e complessi da usare e comportano un costo iniziale maggiore. Tuttavia, con lo sviluppo della tecnologia e l’ingresso di nuovi modelli nel mercato dei droni da costruzione, questa opzione sta diventando sempre più interessante.

…e molto altro ancora

Un equipaggiamento completo di droni non comprende solo le più recenti tecnologie di mappatura, scansione e sensori. Questi UAV sono anche dotati di funzioni di automazione del volo e di intelligenza aerea per assistere gli operatori e garantire voli sicuri e stabili. Anche la tecnologia delle batterie si è evoluta negli ultimi anni, assicurando che i piloti sappiano sempre quanto tempo di volo sicuro hanno a disposizione.

Grazie a queste funzionalità avanzate, negli ultimi anni la formazione degli utenti è diventata più rapida e semplice. Rimane essenziale che i dipendenti siano adeguatamente certificati e formati sull’hardware che andranno a utilizzare, e le organizzazioni hanno ancora bisogno di un’autorizzazione per far volare i droni nello spazio aereo sopra un cantiere. Tuttavia, la barriera all’ingresso nell’uso dei droni non è mai stata così bassa.

cantiere drone dji

I ruoli dei droni per l’edilizia in cantiere

Esaminando i lavori che gli appaltatori possono svolgere con i droni da cantiere, è possibile farsi un’idea chiara di quanto siano versatili e preziosi questi UAV. Indipendentemente dalle dimensioni o dalle esigenze specifiche di un’organizzazione, è probabile che un drone trovi applicazione nei suoi flussi di lavoro. Questi potenziali utilizzi includono:

  • Rilievo del sito e modellazione 3D: A partire dall’inizio di un lavoro, è possibile per le squadre di costruzione costruire mappe 3D accurate basate su rilievi aerei con il drone. Aggiornando frequentemente queste mappe e condividendo i dati del drone con tutte le parti interessate, i reparti sono sempre sulla stessa lunghezza d’onda. Questo registro completo dell’avanzamento dei lavori consente alle squadre di rilevare i potenziali pericoli, oltre a monitorare i risultati del progetto rispetto alle proiezioni e ad apportare le modifiche necessarie.
  • Calcoli volumetrici: Il calcolo del volume di una scorta consente una pianificazione più precisa nel determinare come gestire le scorte in cantiere. Sia che si utilizzi la fotogrammetria o il LiDAR, questo è un modo per aumentare l’efficienza di un flusso di lavoro chiave del cantiere. Capire quanto materiale è rimasto (e dove si trova) è un aiuto per la logistica.
  • Monitoraggio delle risorse: Oltre a tracciare il volume delle scorte di materiale, le squadre di costruzione possono utilizzare fotografie aeree e modelli per tracciare il movimento di grandi mezzi in un cantiere di grandi dimensioni. Conoscere la posizione dei mezzi di giorno in giorno è un modo utile per mantenere la sicurezza dei lavoratori sul cantiere e per assicurarsi che le attrezzature stesse siano sicure.
  • Gemelli digitali: La creazione di un gemello digitale di un edificio in corso di costruzione o di un ambiente completo consiste nel generare un modello 3D che riceverà aggiornamenti periodici durante l’avanzamento del lavoro. Con questo modello, le squadre possono assicurarsi che i loro progetti siano conformi ai codici locali e determinare dove prestare attenzione ai potenziali punti di guasto. La pianificazione diventa più facile con questo modello su cui lavorare.
  • Monitoraggio delle informazioni sull’edificio (BIM): Il BIM è il processo di progettazione digitale che si affianca al lavoro di costruzione fisico. Gli appaltatori possono assicurarsi che i loro progetti siano in regola acquisendo dati geospaziali reali dai droni e confrontandoli con i loro progetti BIM pre-visualizzati. È persino possibile utilizzare droni LiDAR per raccogliere informazioni sull’interno delle strutture in costruzione e aggiungere questi dati ai sistemi BIM.
  • Ispezioni: L’esecuzione di un’ispezione tramite drone consente agli appaltatori di raccogliere informazioni dai loro cantieri senza mettere a rischio i lavoratori facendoli entrare in aree pericolose. Utilizzando funzioni avanzate del drone come “AI Spot Check”, che consente di etichettare gli oggetti all’interno di un sito, gli operatori possono ridurre il rischio di perdere qualcosa a causa di un errore umano.
  • Pianificazione e organizzazione generale: Non tutto ciò che un drone può fare rientra in una categoria ben precisa, e questo è uno degli aspetti più interessanti dell’utilizzo di questa tecnologia in un cantiere. Quando gli appaltatori hanno bisogno di un paio di occhi in più su una parte di un lavoro in corso, possono inviare un drone da cantiere avanzato per ottenere una nuova prospettiva. Questa flessibilità aiuta a mantenere un lavoro efficiente.
cantiere da drone dji

Payload ideali per i droni da cantiere

Una delle caratteristiche più evidenti del settore dei droni è la rapidità con cui la tecnologia si evolve. I droni più recenti sono leggeri, economici e dotati di sensori che offrono il livello di precisione necessario per l’utilizzo in settori come quello delle costruzioni. Anche le organizzazioni che hanno preso in considerazione i droni nell’ultimo decennio potrebbero essere sorprese di quanto siano diventati avanzati gli attuali veicoli aerei senza equipaggio.

Questo rapido sviluppo ha portato a una maggiore adozione dei droni per l’edilizia in una varietà di ruoli, poiché è diventato chiaro che questi strumenti possono aggiungere capacità alle squadre in modi che aumentano l’efficienza del cantiere e mantengono i dipendenti più sicuri. Utilizzare un drone significa tenere i dipendenti al riparo da potenziali pericoli durante la navigazione in qualsiasi parte del cantiere, una capacità preziosa e finora non sfruttata.

Così come ci sono molti usi per i droni in cantiere, ci sono numerosi modelli di UAV che gli appaltatori possono utilizzare. Le opzioni più probabili per le operazioni di cantiere includono:

  • Phantom 4 RTK: le aziende che necessitano di un’efficace mappatura 2D e 3D attraverso la cinematica in tempo reale possono investire nel Phantom 4 RTK. Questo drone commerciale è compatto e conveniente, ma consente agli utenti di acquisire dati di posizione precisi al centimetro grazie al modulo RTK integrato.
  • Phantom 4 Pro V2.0: Gli appaltatori che iniziano a utilizzare i droni e che non hanno ancora scelto RTK o LiDAR possono iniziare a catturare immagini e video aerei con il Phantom 4 Pro V.20. Questo drone è il modello più economico tra quelli disponibili. Questo drone è il modello più conveniente adatto all’uso in edilizia ed è un valido strumento di formazione per i piloti di droni.
  • Matrice 300 RTK: il Matrice 300 RTK è un drone commerciale avanzato e versatile che supporta carichi utili configurabili: può trasportare fino a tre sensori opzionali contemporaneamente, fino a 2,7 kg di peso. Equipaggiandolo con il sensore Zenmuse L1 LiDAR, gli appaltatori possono produrre nuvole di punti che possono informare il processo di costruzione. E con lo Zenmuse P1, con il suo sensore da 45 MP, è possibile raccogliere foto e ortomosaici ad alta risoluzione del cantiere.

L’utilizzo di queste versatili opzioni di droni con un software di mappatura avanzato come DJI Terra consente alle squadre di costruzione di cambiare il modo in cui guardano i loro cantieri, inserendo i dati digitali nei loro flussi di lavoro.

Se la vostra organizzazione è pronta a iniziare a lavorare con i droni ma non sa da dove partire, potrebbe essere utile collaborare con un operatore di droni di terze parti o gestire un programma di droni ibrido, facendo funzionare alcune delle attrezzature internamente e affidando all’esterno le applicazioni ad alto volume. Qualunque sia l’approccio scelto, l’uso dei droni è un modo per portare l’edilizia nel futuro.