Sundt se especializa en construcción de transporte, industria, edificios comerciales, hormigón y energía renovable, y hemos utilizado drones en todos estos mercados con gran éxito. Antes visto como una mera medida de vigilancia, el uso de drones en los sitios de construcción ha evolucionado para incluir cualquier cosa, desde actualizaciones de progreso hasta análisis volumétricos (es decir, medir el trabajo de tierra con una precisión de 01 pulgadas), inspecciones de ubicación de servicios públicos e incluso medir la pérdida de energía térmica de un edificio. . ¿La parte más genial? El tiempo y el dinero que ahorramos a los clientes.
Comenzamos a desarrollar nuestras operaciones de drones para mapeo en 2013 y hemos ampliado nuestro programa a 30 pilotos y más de 40 aviones, ejecutando más de 100 misiones de mapeo por año. Como primeros en adoptar esta tecnología, les hemos mostrado a nuestros clientes cómo mapear su sitio con un dron genera una gran cantidad de datos útiles. Sin embargo, también hemos aprendido que hacer esto manualmente conlleva su propio conjunto de desafíos y riesgos.
El potencial de accidentes, las demandas de capacitación de pilotos y los peligros inherentes que enfrentan los pilotos en el sitio, y las ineficiencias actuales del modelado 3D basado en tierra son problemas de larga data que el programa de drones de Sundt ha estado tratando de resolver. Entonces, en 2020, adoptamos los drones autónomos Skydio 2 y el software 3D Scan con el plan de eliminar gradualmente nuestros drones DJI más antiguos operados manualmente para fines de 2021. El siguiente estudio de caso muestra nuestros hallazgos.
Desafios
El modelado 3D basado en tierra consume mucho tiempo, es costoso y peligroso
Para clientes industriales, Sundt inspecciona muchos sistemas de alta presión y alta temperatura. Por ejemplo, Este modelo muestra una torre de enfriamiento de agua cristalizadora, que enfría el agua sobrecalentada desde más de 1000 grados Fahrenheit hasta alrededor de 200 grados. Estos sistemas deben inspeccionarse mensualmente para garantizar que funcionen completamente y funcionen de manera segura.
Una forma en que inspeccionamos estos sistemas es a través de métodos terrestres, donde los equipos de campo pasan de tres a cuatro horas cerca de la estructura sobrecalentada, a una distancia de al menos 20 pies, y utilizan costosos equipos de modelado 3D. Los riesgos para la seguridad de los trabajadores pueden incluir vapor hirviendo o fallas en los equipos. Además, durante la duración de la inspección, los propios sistemas deben estar apagados, lo que puede generar cientos de miles de dólares en costos de tiempo de inactividad para el cliente. Eliminar el tiempo dedicado a escanear en estos entornos puede ahorrar dinero e incluso vidas a los equipos de proyecto.
“Con la inspección en tierra, el equipo de campo tarda entre 2 y 3 semanas en recorrer el lugar de trabajo. Ahora, con Skydios, podríamos hacerlo en un par de días”.
– Dean Miller, ingeniero de construcción virtual de Sundt
Requisitos de hardware costosos y un alto riesgo de accidentes de drones
Como uno de los primeros en adoptar drones en obras de construcción, Sundt se topó con el mismo problema que todos los pilotos de drones manuales enfrentan en algún momento. En sitios de trabajo impredecibles y llenos de obstáculos, incluso los pilotos expertos corren el riesgo de chocar contra cualquier cantidad de estructuras, desde grúas torre hasta edificios y maquinaria pesada.
Cuando ocurren estos choques, pueden dañar tanto el sitio de trabajo como el hardware del dron, lo que requiere costosas reparaciones y tiempo de inactividad. Además de eso, un accidente de dron requiere un informe del incidente a la gerencia o a la Administración Federal de Aviación (FAA) y una investigación sustancial y tiempo dedicado a analizar cómo ocurrió el accidente. Al final del día, los ejecutivos, los sitios de trabajo y los ingenieros de construcción virtuales tienen que gastar tiempo, dinero y tiempo de inactividad lidiando con las consecuencias de un incidente con drones.
Los métodos de modelado de drones manuales existentes son ineficientes
Para evitar inspecciones en áreas de alto riesgo, Sundt ha intentado usar drones manuales. Un pequeño equipo de pilotos altamente capacitados volaría el dron alrededor de la estructura, operando manualmente los joysticks y tomando fotos superpuestas de los activos para generar un modelo 3D. Sin embargo, debido a que los drones manuales no pueden volar en entornos sin GPS o con alta interferencia electromagnética, no pueden capturar ángulos interiores o salientes, ni generar escaneos de cerca de estructuras metálicas, que son comunes en los sitios de trabajo.
Los drones manuales también son propensos a estrellarse en entornos con alta reflectividad, sombras, ventanas y rincones de difícil acceso, factores que también pueden afectar la calidad de un modelo 3D. Mientras trabajaban arduamente para evitar que su avión se estrellara, estos pilotos también necesitaban concentrarse en tomar fotos con una superposición de aproximadamente el 80 %, para que el software de reconstrucción pueda convertirlas en un modelo 3D, sin ninguna herramienta que indique en tiempo real qué áreas del avión. La escena ya ha sido fotografiada.
Además de eso, el piloto tiene que esperar el procesamiento posterior del modelo para confirmar que tiene una cobertura completa y una superposición correcta, en lugar de poder confirmarlo en el campo. Para 1 de cada 10 vuelos, el modelo es insuficiente y el piloto acaba necesitando volver a volar.
“Sundt está utilizando 3D Scan para crear modelos increíblemente detallados y de alta precisión. Estamos reemplazando los medios tradicionales de modelado 3D de drones manuales o inspección en tierra, que son muy intensivos para el usuario y tienen altas tasas de falla”.
– Dean Miller, ingeniero de construcción virtual
Solución: Inteligencia Artificial y Automatización
Al cambiar a Skydio Autonomy, hemos mejorado significativamente nuestras operaciones con drones. Ahora podemos volar con confianza a través de áreas que nunca hubiéramos soñado mapear con un dron manual. Además, la facilidad de volar un Skydio reduce la carga de los pilotos para evitar accidentes, por lo que pueden concentrarse en realizar inspecciones e informes de alta calidad.
Desde la coordinación BIM hasta el seguimiento del progreso, 3D Scan hace que nuestro proceso de captura de modelos 3D sea considerablemente más fácil y preciso. También reduce la cantidad de tiempo que los inspectores y los miembros del equipo deben pasar en el campo.
Resultados
Ciclo de trabajo simplificado
El escaneo 3D ayuda a coordinar la gestión de información de construcción (BIM) a medida que se realiza el trabajo entre varios subcontratistas, realiza evaluaciones periódicas de la construcción para los gerentes de proyecto y proporciona prueba de entrega al final de un proyecto.
Mejor coordinación BIM
Durante la fase inicial de planificación de una nueva construcción, existe una importante coordinación entre varias partes interesadas y subcontratistas. Nuestros socios comerciales envían modelos 3D que muestran dónde planean construir y Sundt junta los modelos para identificar conflictos. Este tipo de coordinación de gestión de información de edificios (BIM) es esencial para evitar costosos retrabajos. Con 3D Scan, los modelos construidos son más precisos y se generan con mayor frecuencia, lo que ayuda a los equipos a cumplir con el cronograma y el presupuesto.
Seguimiento del progreso y prueba visual de entrega
Una vez que se pone en marcha la construcción, Sundt debe realizar un seguimiento regular del progreso de la construcción e informar al cliente con fines de facturación. Antes, este reportaje consistía en que alguien a pie tomaba fotos del sitio con su teléfono celular, lo que dejaba un amplio espacio para interpretaciones contrapuestas del estado del trabajo. Con 3D Scan, el equipo puede volar rápida y fácilmente Skydios a través del sitio para crear modelos 3D de alta calidad del progreso del sitio de trabajo. Al cierre del proyecto, Sundt puede usar el escaneo 3D para crear un modelo del sitio de trabajo terminado y tener una prueba visual del estado del equipo al momento de la entrega. Esto le permite a Sundt brindar un mayor nivel de responsabilidad que el que pueden ofrecer las fotografías terrestres.
“La autonomía de 3D Scan es increíble. El hecho de que el dron mismo sea capaz de crear esa captura de la realidad y luego determinar su propia ruta de vuelo alrededor del objeto que ha puesto en el límite reduce una enorme cantidad de tiempo. La precisión y el detalle son realmente impresionantes”.
– Dean Miller, ingeniero de construcción virtual
Mejora de la seguridad del trabajador
Los métodos típicos para escanear e inspeccionar estos sistemas de alta presión y alta temperatura requieren que los trabajadores se suban a las plataformas de las estructuras, exponiéndolos a situaciones peligrosas. Con los drones Skydio, los pilotos pueden escanear desde una distancia segura con plena confianza de que el Skydio evitará estrellarse y obtendrá una cobertura fotográfica completa de la estructura. Con los nuevos drones, Sundt protege a nuestra fuerza laboral sin comprometer la calidad del trabajo.
Reducción del tiempo de inspección en un 90 %
Los flujos de trabajo autónomos de 3D Scan maximizan su eficiencia al escanear, lo que significa que una inspección que normalmente requeriría dos personas y 4 horas podría completarse en 30 minutos por un solo inspector. El resultado es una reducción del 90 % en los costos de mano de obra por inspección, lo que permite a Sundt realizar casi 10 veces más inspecciones en la misma cantidad de tiempo. Además, estas inspecciones no requieren necesariamente el cierre de un sitio de trabajo, lo que ayuda a reducir el tiempo de inactividad.
Reducción de los requisitos de formación de pilotos en un 50 %
Después de incorporar los drones Skydio a nuestra flota, notamos una reducción sustancial en la cantidad de tiempo que toma entrenar a los nuevos pilotos de drones. La facilidad de uso de Skydio permite a los operadores realizar trabajos después de la mitad del entrenamiento requerido para volar drones manuales de manera segura. Más allá de eso, la innovadora capacidad para evitar obstáculos de Skydio brinda a los pilotos la confianza que necesitan para ejecutar misiones de mapeo complejas en sitios de trabajo llenos de obstáculos sin preocuparse por chocar.
“Estamos capacitando a los pilotos en la mitad del tiempo porque el piloto tarda poco o nada en aprender a operar el dron correctamente. Cualquier persona de cualquier nivel de habilidad, ya sea que haya volado algún tipo de dron antes, puede tomar un Skydio y estar en el aire en 5 minutos”.
– Dean Miller, ingeniero de construcción virtual