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Goldene Securitas – Good Practice

Hightech-Höhendrohne sprengt Lawinen

Ein Drohnensystem speziell für Lawinensprengungen im hochalpinen Raum wurde von der Höhenarbeit GmbH entwickelt. Dank dieser Maßnahme können Mitarbeiter:innen Lawinensprengarbeiten gefahrlos „per Fernsteuerung“ durchführen. Das Unternehmen wurde in der Kategorie „Innovativ für mehr Sicherheit“ zur Goldenen Securitas 2021 nominiert.
zwei Männer mit zahlreichen Geräten, großen Metallkisten und Drohnen in einer Berglandschaft
© A. Seitz

Die Höhenarbeit GmbH, Spezialist für Industrieklettern und Höhenarbeit mit Firmensitz in St. Veit im Pongau, bietet – unter anderem – Sprengarbeiten von Lawinen und Vermessungen der Landschaft an. Dazu wird mit flexiblen Seiltechniken und Drohnen statt aufwendigen Gerüsten und Hebebühnen gearbeitet. Diese Arbeiten werden nicht persönlich oder mit dem Hubschrauber, sondern mittels Drohnen gefahrlos durchgeführt. Das Drohnensystem Höhendrohne wurde speziell für Lawinensprengungen entwickelt und ist behördlich von AustroControl in der Klasse 1, Kategorie C zugelassen. Die starke Flugleistung und die langen Flugzeiten des Drohnensystems ermöglichen Einsätze im hochalpinen Raum.

Bereits im Sommer müssen Vorbereitungen für bevorstehende Lawinensprengungen getroffen werden. Dazu werden die genauen Vermessungspunkte eruiert, um die gefährlichen Stellen bei Schneelage besser einschätzen zu können. Im Winter kann der Sprengstoff mit der Drohne nahezu gefahrlos zur Gefahrenstelle geflogen und über der Schneedecke gezündet werden. So werden Gefahrenmomente für Mitarbeiter:innen ausgeschaltet.

Methode 3D-Scan

Statt – wie sonst üblich – Sprengpunkte nach detaillierten Ortskenntnissen und statistischen Erfahrungswerten zu ermitteln, setzt die Höhenarbeit GmbH Drohnen als Hilfsmittel ein. Im Sommer wird ein 3D-Scan des Geländes aufgenommen. Im Winter wird derselbe Scan nochmals über der Schneeoberfläche durchgeführt. Die Differenz der beiden Oberflächen ergibt die Schneehöhe. Um Neuschneemengen zu ermitteln, können im Winter mehrere Flüge durchgeführt werden. Das von der Höhenarbeit GmbH eingesetzte Verfahren basiert auf einem Fotogrammetrie-Prozess, wobei das 3D-Modell aus vielen verschiedenen Fotos aus unterschiedlichen Perspektiven des Lawinenhangs mit einem Hochleistungscomputer errechnet wird – so wie auch das menschliche Gehirn mithilfe der zwei „Bilder“ aus unseren Augen Tiefeninformation errechnen kann.

Der erste Schritt zur Vorbereitung des Drohnenflugs ist die Bestimmung des Gebietes und seiner Grenzen. Mithilfe der Grenzkoordinaten kann das Team den automatischen Flug der Drohne planen. Dabei werden Wegpunkte in einem Raster erstellt und gleichmäßige, flächendeckende Aufnahmen ermöglicht. Die so erstellte Mission kann nun kabellos an die Drohne gesendet werden. Am Feld werden, falls eine zentimetergenaue Vermessung nötig ist, zuerst die Vermessungsplatten möglichst gleichmäßig über die ganze Fläche verteilt. Dann muss jeder Punkt einzeln eingemessen werden. So werden die Koordinaten millimetergenau bestimmt. Nach verschiedenen technischen Vorbereitungsprozessen erfolgt der Zusammenbau der Drohne am Gelände. Danach wird diese kabellos mit dem Laptop verbunden, um die Wegpunkte für den automatischen Flug hochzuladen. Zur Überprüfung der Drohne werden immer Vorflugkontrollen durchgeführt, um sicherzustellen, dass das Gerät keine offensichtlichen Mängel aufweist.

Sobald sich alle Personen aus dem Sicherheitsbereich entfernt haben, wird die Drohne üblicherweise manuell gestartet und in eine gute Sicherheitshöhe gesteuert. Mittels Fernsteuerung wird der Automatik-Flugmodus der Drohne ausgewählt, welche dann ohne Piloteneingriff den Flug durchführt und die nötigen Fotos erstellt. Sie speichert die genauen Koordinaten zu jedem Foto für die Nachbearbeitung. Am Ende landet die Drohne entweder automatisch auf der Startposition oder wird manuell gelandet. 

Winter-Berglandschaft
Im Sommer nimmt die Drohne einen 3D-Scan des Geländes auf. Im Winter wird derselbe Scan nochmals über der Schneeoberfläche durchgeführt. Die Differenz der beiden Oberflächen ergibt die Schneehöhe. © Dopro

Lawinensprengung mit der Drohne

Wenn es die Lawinensituation erfordert, rückt das Team der Höhenarbeit GmbH mit der Höhendrohne zum Einsatzort aus. Zuerst wird eine sichere Start-Lande-Position bestimmt, die drei Kriterien erfüllen muss: Lawinensicherheit, ausreichende Größe für Starts und Landungen und eine freie Fläche in mindestens eine Richtung, wo ein Seil mit der Sprengladung vorbereitet und angehängt wird. 

Im Zuge der Arbeitsvorbereitung und Evaluierung wird das Gelände mit den Drohnen vermessen und dadurch die Schneehöhen ermittelt. Darauf abgestimmt können die Sprengstoffmenge sowie die Anzahl der Sprengungen reduziert werden. Der Sprengstoff wird noch am Seil gezündet, da eine Sprengung ein paar Meter über der Schneedecke den vierfachen Wirkungsgrad erreicht im Vergleich zu einer in die Schneedecke geworfenen Ladung. Der Flug kann entweder teilautomatisch oder manuell durchgeführt werden.

Mit dieser Methode lassen sich, unter Berücksichtigung der im Arbeit­nehmer:innen­schutz vorgesehenen Grund­sätze, der Gefahrenverhütung sowie des Einsatzes technischer Maßnahmen (STOP-Prinzip), Gefahrenmomente für Mitarbeiter:innen weitestgehend ausschalten. Drohnen können von einer sicheren Distanz aus gesteuert werden. 

Mehrere Flugtests an der Großglocknerstraße und der Nockalmstraße konnten bereits die Effektivität der Lawinensprengung mittels Drohnen beweisen. Um einen Drohneneinsatz vorzubereiten und eine Sprengung durchzuführen, ist eine exakte Koordination zwischen Sprengmeister:in und Drohnenpilot:in erforderlich. Die Ausbildung zum:zur Drohnen­piloten:-pilotin wird betriebsintern abgehalten und beansprucht mehrere Wochen. Diese Präventionsmaßnahme zur Unfallverhütung wurde 2021 für die Goldene Securitas nominiert.

Zusammenfassung

Das Salzburger Unternehmen Höhenarbeit GmbH, Spezialist für Industrieklettern und Höhenarbeit, wurde 2021 zur Goldenen Securitas in der Kategorie „Innovativ für mehr Sicherheit“ nominiert. Mit dem entwickelten Drohnensystem können Mitarbeiter:innen Lawinensprengungen aus sicherer Distanz vornehmen.


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