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Chile,

Thermaldatenerfassung in einem Gefahrenbereich in 3.800 Metern Höhe


17. Januar 2016: Bei Arbeiten in einem Bergbau in Chile hatte ein Mitarbeiter eines großen Bergbau-Unternehmens während der Verkabelung von Sprengsätzen für die Werkstein-Gewinnung einen defekten Zündsatz in einem bereits mit Sprengstoff gefüllten Schacht entdeckt. Daraufhin wurde das gesamte Gebiet evakuiert – das Sicherheits-Protokoll trat in Kraft. Das Bergbauunternehmen kontaktierte daraufhin die Firma AVSAN, welche Dienstleistungen mit Drohnen von Microdrones anbietet. Diese sollten die akute Notfallsituation vor Ort analysieren.

Das Sicherheits-Protokoll sieht vor, dass die Temperaturen im Gefahrenbereich zur Gefahrenanalyse überwacht werden müssen. Die Herausforderung dabei: An der mit Sprengstoff beladenen Zone mussten auch Temperaturmessungen durchgeführt werden – Für Menschen wären diese Temperaturmessungen lebensgefährlich gewesen. Um ein sicheres Betreten der Gefahrenzone für Experten möglich zu machen, durften bei der Ermittlung von Hot Spots keine Temperaturen von über 40 Grad Celsius auftreten.

Die Schwierigkeit bestand darin, aus einer sicheren Entfernung von 500 Metern die notwendigen Daten zu erfassen. Erschwerend kam noch die Tatsache hinzu, dass sich die Mine auf 3.800 Metern über dem Meeresspiegel befindet, wo die Umgebungstemperatur schnell zwischen fünf und 22 Grad Celsius schwankt.

Um keinen Menschen zu gefährden, wurde eine microdrone des Typs md4-1000, betrieben von der Firma AVSAN, eingesetzt. Der Flugroboter sollte mit Hilfe thermografischer Sensorik eventuelle Temperaturen über 40 Grad Celsius ermitteln und wieder sicher zurückzufliegen.

Bereits im Vorjahr hatte die Firma AVSAN über einen längeren Zeitraum viel Erfahrung in der Datenerfassung mit Drohnen für Vermessungsarbeiten und Digitalisieren von Karten sammeln können. Doch das neue Projekt war nun aufgrund der Gefahrensituation eine Herausforderung für alle Beteiligten. 

 

Erster Flug

Am 17. Januar um 10 Uhr startete das Microdrones UAV erstmalig bei einer Umgebungstemperatur von 16 Grad Celsius, 580 Meter von der Gefahrenzone entfernt und in einer Höhe von 3.860 Metern über dem Meeresspiegel. Der Flug wurde manuell im DPH-Modus durchgeführt, dabei wurden die Thermalbilder live an die Base-Station übermittelt.

Der Flug dauerte etwa sieben Minuten, in denen erste thermische Informationen aus dem Gefahrenbereich ermittelt werden konnten. Nach Auswertung der Thermaldaten sperrten die verantwortlichen Mitarbeiter des Unternehmens ENAEX, welches zuständig für die Sprengmittel in dem Bergbau ist, weiterhin den Zutritt – die Bedingungen für das Betreten der Gefahrenzone waren  zu riskant.

In den Aufnahmen ist deutlich zu sehen, dass die gemessenen Temperaturen in der Gefahrenzone bei über 40 Grad Celsius lagen (verwendete Kamera: ICI7320).

Auf Basis der mittels Drohne erhobenen Daten wurde entschieden, den Bereich die nächsten Tage weiterhin zu überwachen. Das Ziel der Mission war es, das passende Zeitfenster zu finden, um den Spezialisten einen sicheren Zutritt in die Gefahrenzone zu ermöglichen. Dazu durften in keinem der Messbereiche Temperaturen von mehr als 40 Grad Celsius auftreten.

Während des Einsatzes gab es aufgrund der extremen Höhe einen Zwischenfall mit der Drohne: Die Flugstabilität ließ in der Höhe nach. Der gesteigerte Energieverbrauch aufgrund der dünnen Luft führte gezwungenermaßen zu einer vorzeitigen Notlandung auf abschüssigem Gelände. Hierbei schlugen die Rotoren gegen Felsen und wurden beschädigt. Insgesamt verzeichnete die Drohne jedoch nur kleine oberflächliche Schäden. Nach dem Austausch der Rotoren war die Drohne sofort wieder einsatzbereit.

 

Zweiter Flug

Mit unverändertem Überwachungsauftrag fand am darauffolgenden Tag der zweite Flug statt. Um das Risiko für die md4-1000 zu minimieren, wurde die Distanz zwischen Startbereich und Gefahrenzone verringert.

Der Flug verlief ohne Zwischenfälle und dauerte rund zehn Minuten. Nach Erhalt der Daten teilten die verantwortlichen ENAEX-Mitarbeiter mit, dass die Freigabe der Zone noch immer nicht erfolgen konnte. Die Gefahr für die Sprengstoffexperten war noch immer zu groß.

Aufgrund der bereits vorhandenen Daten wurde entschieden, das Gebiet weiterhin zu überwachen, um sicherzustellen, dass das Expertenteam sich gefahrlos in die Zone begeben konnte. Die gemessenen Temperaturbereiche durften weiterhin 40 Grad Celsius nicht überschreiten.

 

Dritter Flug

Am dritten Einsatztag startete die Drohne bereits vor Sonnenaufgang. Dadurch sollten eventuelle Einflüsse oder Verfälschungen der Thermaldaten aufgrund der Sonneneinstrahlung vermieden werden. Ein weiterer Grund für diesen frühen Starttermin war die niedrige Umgebungstemperatur, die einen für den Flugroboter positiven Effekt auf die Luftdichte ausübt. Niedrige Temperaturen erleichterten den Flug der md4-1000, denn die dichtere Luft sorgt für eine bessere Aerodynamik und somit auch einen geringeren Energieverbrauch. Die Flugdauer des dritten Flugs betrug neun Minuten, wobei die erfassten Daten zur Analyse an die Spezialisten gingen.

Dieses Mal verlief die Auswertung der Thermalbilder positiv: Es waren keine Hot Spots mit Temperaturen über 40 Grad Celsius mehr vorhanden. Die Sprengstoffexperten konnten nun gefahrlos die noch notwendigen Arbeiten beenden. 

Dank der Bemühungen des ganzen Teams konnte nun die Sprengung erfolgreich durchgeführt werden.

Anhand dieses erfolgreich ausgeführten Projekts konnte bewiesen werden, dass der Einsatz von Drohnen die Durchführung von sehr gefährlichen und komplexen Aufgaben ohne Gefährdung menschlicher Ressourcen ermöglicht. Auch die vorherrschenden extremen Bedingungen am Einsatzorte wurden von der md4-1000 erfolgreich gemeistert.