Inspektion begehbarer Kanäle mittels Spezialdrohne

Aktualisiert: 9. Nov.

4K-Aufnahme im Flug

Nach aktuellem Stand der Technik werden Hauptsammler und deren Sonderbauwerke in der Regel mittels Kamerafahrwagen inspiziert. Weichen die Einsatzbedingungen jedoch vom Regelprofil Kreis ab bzw. liegen Querschnitte größer DN 1600 an, erreichen diese konventionellen Techniken schnell ihre Grenzen. Mit der Verfilmung mittels Kanal Drohne geht das Ingenieurbüro ISAS mit seinen Partnern Media360 und SaarDrones jetzt neue Wege.

Die Kanal Drohne ermöglicht Erfassungen auch in schwer zugänglichen Bereichen, passt durch einen Standard-Schachtzustieg und ist gleichzeitig kollisionsbeständig. Die Drohne kann von der Geländeoberfläche aus gesteuert werden, d.h. nach oberirdischem Start sinkt die Kanaldrohne durch den Schachtzustieg in den Kanal ab und die Befliegung mit gleichzeitiger Verfilmung des Untersuchungsbereichs beginnt. Der begleitende Ingenieur verfolgt den gesamten Flug über einen Kontrollmonitor von der Geländeoberfläche aus und instruiert den Drohnenpiloten in Echtzeit. Die Stabilitätssensorik und der Abstandsassistent der Drohne ermöglichen eine stabile, ruckelfreie Videoqualität. Im Flug- und im Schwebemodus können reibungslos lineare Strukturen wie z.B. Muffen oder lokale Schadstellen erfasst werden. Ein klassischer Einstieg in die jeweilige Kanalhaltung ist dabei nicht erforderlich. Dem sicherheitstechnischen Grundgedanken, den viele Städte und Kommunen anstreben, möglichst kein Personal in geschlossene Räume mit erhöhtem Gefährdungspotenzial einsteigen zu lassen, wird damit mehr entsprochen. Die Kanalinspektion kann unter Aufrechterhaltung der Vorflut – also Betriebszustand – durchgeführt werden, sofern nicht die freie Sicht auf die Sohle des Kanals erforderlich ist. Die Einrichtung, kosten- und arbeitsintensiver Maßnahmen zur Abwasserüberleitung kann dabei vermieden werden. Eine Freimessung des Untersuchungsbereiches ist vorab obligatorisch durchzuführen und wie bei jedem Einsatz von Gerätschaften in Abwasserkanälen erforderlich.

Im Flug- und im Schwebemodus können reibungslos lineare Strukturen wie z.B. Muffen oder lokale Schadstellen erfasst werden.

Große Leuchtkraft und 4K Ultra-HD

Die intelligent gesteuerte Beleuchtungstechnik liefert eine blendfreie Ausleuchtung im Kanalprofil sowohl im Flugmodus für die Streckenaufnahme als auch im Schwebemodus für die detaillierte Aufnahme von Schäden, Zuläufen und Einbauten. Mit einer Beleuchtungsstärke von bis zu 10.000 Lumen besitzt die eingesetzte Kanaldrohne ausreichend Leuchtkraft auch in „kompletter Dunkelheit“, wobei neben der Drohne selbst keine weitere Lichtquelle erforderlich wird. Die festverbaute 4K-Kamera ermöglicht detailreiche Aufnahme von Bildern und Videos mit einer Auflösung von 0,18 mm/px. Im gereinigten Zustand des Kanals können auch kleinste Risse festgestellt und aufgenommen werden.

Die Kanaldrohne bei der Inspektion eines begehbaren Abwasserkanals – achszentrisch und optimal ausgeleuchtet. SaarDrones — Die Kanaldrohne bei der Inspektion eines begehbaren Abwasserkanals – achszentrisch und optimal ausgeleuchtet

Plastische und hochauflösende Detailaufnahme eines Schachtzustieges im Kanal von unten — Plastische und hochauflösende Detailaufnahme eines Schachtzustieges von unten

Erfolgreich gestartet

In drei Pilotprojekten im süddeutschen Raum wurde die Drohnentechnik bei unterschiedlichen Profilformen (Kreisprofile DN 1600 - DN 3000, Haubenprofil B/H 4900/2800 mit Trockenwettergerinne und überhöhtes Ei-Profil B/H 2100/2650 mit seitlichem Auftritt) bereits erfolgreich eingesetzt. In diesen Projekten konnten Kanalabschnitte mit einer Gesamtfluglänge von ca. 1.800 m bewältigt werden. Im Vorfeld jeder Untersuchung ist durch den Projektingenieur eine Flug- und Einsatzplanung festzulegen, welche die Einsatzfaktoren der Drohnentechnik, die Zugänglichkeiten zum Untersuchungsbereich, die Untersuchungsstrecken, arbeitsschutztechnische Anforderungen und weitere Charakteristika des Untersuchungsbereiches berücksichtigen.

Als erstes Fazit der bereits erfolgreich realisierten Befliegungen kann die Drohnentechnik aktuell vor allem dort sinnvoll eingesetzt werden bzw. neue Wege in der Erfassung ermöglichen, wo ein Einstieg in die Kanalhaltungen des Abwassersystems technisch nicht möglich, bemannt aufgrund der Gefährdungsbeurteilung nicht vertretbar oder nicht gewünscht ist oder die Inspektion mittels Kamerafahrwagen scheitert. Ablagerungen, Hindernisse, Schäden in der Sohle oder ein erhöhter Abwasserstand führen oft zum Abbruch einer konventionellen Kanalinspektion. Aus diesen Gründen wird erfahrungsgemäß auch die Erfassung der Hauptsammler, die wichtigsten Ableitungsorgane der urbanen Abwasserbeseitigung, nur sporadisch durchgeführt oder nach Möglichkeit vermieden. Die Kanal Drohne schafft hier Abhilfe.

Für die Ersterfassung und Einschätzung der Bausubstanz dieser Hauptsammler, die bisweilen trotz der gesetzlichen Vorgaben zur Inspektion in vielen Städte und Kommunen unbekannt ist, ist die Drohne bestens geeignet. Eine Erfassung von begehbaren Kanälen und bisher nicht inspizierbarer Bereiche in hoher Qualität unter verbesserten Sicherheitsstandards, ist somit möglich. Eine gewissenhafte Flugplanung einschl. Notfall-und Exitstrategie sind – abgestimmt auf die eingesetzte Spezialdrohne in Verbindung mit den anliegenden Randbedingungen des zu inspizierenden Abwassersystems – jedoch unerlässlich für eine erfolgreiche, wirtschaftliche und gefahrlose Umsetzung. Die Drohnentechnik steht dabei erst am Anfang; weitere Upgrades werden kommen und den aktuellen Stand der Technik, bezogen auf die Inspektionen von Kanälen verbessern. Von den gewonnenen Erfahrungen überzeugt, sind die Partner motiviert, das Einsatzspektrum der Drohne speziell in begehbaren Abwasserkanälen, aber auch für andere bingenieurtechnische Bereiche ständig zu erweitern.