El enlace ferroviario Riedbahn entre Fráncfort del Meno y Mannheim es una de las líneas más concurridas de Deutsche Bahn (DB), y requiere extensas reparaciones.
Para llevarlas a cabo, DB está emprendiendo una estrategia de construcción radical: cerrar todo el tramo de 70 kilómetros durante cinco meses para realizar la renovación completa de una sola vez.
Entre los principales desafíos se encuentran los siguientes:
- Realizar una auditoría minuciosa y detallada de las infraestructuras ferroviarias y de sistemas existentes.
- Analizar las reparaciones y mejoras necesarias, y establecer un plan para completar todos los trabajos en el plazo previsto de cinco meses.
- Demostrar a los viajeros afectados que las mejoras compensarán las inconveniencias.
Soluciones desde las alturas para problemas en tierra
La filial de Deutsche Bahn, DB Engineering and Consulting (DB E&C), está utilizando drones DJI Mavic 3 Enterprise para realizar levantamientos digitales y crear nubes de puntos y ortofotos 3D de gran precisión de infraestructuras y terrenos.
Esto no solo reduce el tiempo de levantamiento para la planificación en un factor de 10 en comparación con los métodos tradicionales, sino que también genera herramientas de datos que previenen errores costosos en el futuro.
Mayor retorno de la inversión gracias a unos resultados impresionantes
- Mejor rendimiento y seguridad superior a la de los topógrafos humanos que trabajan cerca de trenes en movimiento.
- La operación eficiente de drones reduce los costos de planificación y proporciona resultados sólidos en la recopilación de datos.
- Mayor precisión, incluso a nivel de centímetros, gracias a sensores avanzados a bordo con capacidades de captura oblicua inteligente.
- Nubes de puntos 3D y ortofotos de alta calidad que simplifican auditorías de infraestructura, análisis de renovaciones necesarias y simulaciones que identifican errores de planificación.
Líneas ferroviarias muy concurridas
La línea ferroviaria Riedbahn, de 70 kilómetros, entre Fráncfort del Meno y Mannheim, es una de las más concurridas de Deutsche Bahn y transporta a miles de personas diariamente. Sin embargo, también es una de las más congestionadas, y el tránsito diario de 300 trenes de larga distancia y locales ha tenido un fuerte impacto en la infraestructura terrestre.
Para llevar a cabo las reparaciones del tramo, DB puso en marcha una renovación completa de la Riedbahn, cuyas obras iniciales comenzaron en diciembre de 2022 y que, tras una pausa, concluirán entre mediados y finales de 2024.
Según las estrategias ferroviarias convencionales, los trabajos deben llevarse a cabo en pequeñas secciones de la vía de forma secuencial, aprovechando los intervalos de tráfico ferroviario reducido. Los retrasos e interrupciones creados por ese enfoque prolongado y poco sistemático generan mucho descontento y quejas entre los pasajeros.
Para abordar las reparaciones en la Riedbahn, Deutsche Bahn ha decidido cerrar toda la sección durante cinco meses y realizar todas las construcciones necesarias de una vez, en un enfoque radical.
DB E&C contribuye al éxito de este tremendo proyecto con sus servicios de planificación, que cuentan con el apoyo de drones.
Desafíos formidables para un proyecto de gran envergadura
Entre julio de 2024 y finales de ese año, DB realizará todas las renovaciones necesarias de la totalidad de la red ferroviaria y de balasto de la Riedbahn. También se reparará o reemplazará toda la tecnología de control y seguridad del enlace.
Asimismo, se renovarán más de 150 interruptores de vías, cuatro pasos a nivel y más de 10 km de barreras acústicas. También está prevista la modernización de unas 20 estaciones a lo largo del trayecto.
Deutsche Bahn cree que su estrategia poco convencional de abordar todas las reparaciones a la vez en la Riedbahn le permitirá alcanzar sus metas y devolver el servicio a los usuarios puntualmente, con la seguridad de que no serán necesarias más reparaciones durante la próxima década. Mientras se prepara el proyecto, la empresa está adoptando un enfoque holístico similar para planificar y superar los desafíos de los siguientes factores:
- Mejora de la seguridad y fiabilidad del enlace.
- Transformación de la manera en que se realizan las tareas que generan inconvenientes para los pasajeros.
- Preparación cuidadosa de las tareas de construcción a través de un análisis detenido y una planificación anticipada.
- Reducción considerable del tiempo y los costos del proyecto en comparación con los métodos anteriores.
- Manejo hábil del riguroso marco regulatorio para actividades aéreas en Alemania.
- Aumento de la seguridad de los trabajadores encargados de la renovación de la infraestructura ferroviaria.
- Confirmación de la estrategia de Deutsche Bahn como un modelo más rápido y eficaz para el futuro.
Datos aéreos de drones + procesamiento continuo = mejores resultados del proyecto
En el proyecto Riedbahn, DB Engineering & Consulting está implementando el uso de sus drones Mavic 3 Enterprise en tres fases generales.
En la fase inicial, que está casi totalmente terminada, los drones realizaron vuelos sobre todas las áreas y activos de la sección ferroviaria, usando sus cámaras y sensores para capturar imágenes y datos. Esto permitió recopilar información detallada de cada zona y, con el tiempo, unirla para crear un mapa en 3D de toda la extensión de la construcción.
Entre las capacidades que ofrece ese proceso, ya sean potenciales o utilizadas, se encuentran las siguientes:
- Establecimiento de un inventario preciso de todo el equipo de la red ferroviaria.
- Utilización de dicha información para actualizar los mapas obsoletos de los equipos una vez finalizado el proyecto.
- Procesamiento de datos para crear nubes de puntos 3D y ortofotos de las instalaciones actuales.
- Determinación de los trabajos necesarios y planificación de plazos de construcción optimizados.
Drones mejorados, mayor rendimiento
Los drones Mavic 3 Enterprise utilizados para ese trabajo suponían una importante mejora con respecto al modelo Phantom 4 con el que la empresa contaba anteriormente.
Según Tim Dippel, consultor de multicópteros de la división de drones de DB Engineering & Consulting, la nueva nave volaba más rápido para cubrir más superficie por misión.
Sus sensores más potentes también recopilaron datos más detallados y precisos que la tecnología anterior, capturando una imagen cada 0,7 segundos en comparación con los 2,5 segundos del Phantom 4. Por su parte, la función de captura oblicua inteligente del dron captura imágenes desde varios ángulos a la vez, con una precisión de hasta el centímetro.
Otra mejora importante ha sido el aumento de la autonomía de la batería en un 50 %, lo que permite vuelos más largos de 45 minutos.
Dippel afirma que el Mavic 3E incluso igualó el rendimiento del enorme y potente dron M300 de DJI, que Deutsche Bahn había utilizado a menudo para trabajos muy exigentes de topografía, cartografía y modelado.
Gracias a su tamaño reducido, capacidad de plegado y portabilidad, el Mavic 3E superaba a las aeronaves más grandes y costosas, además de necesitar menos baterías para una jornada completa de trabajo.
Cartografía de precisión y modelos: las claves del éxito final
Una vez procesados por un software especializado, los datos aéreos de los drones producían mapas en 3D y modelos exactos de los activos. Esas herramientas informáticas permitieron a los ingenieros de Deutsche Bahn ver con gran detalle las infraestructuras, su estado y el terreno circundante, para luego interactuar con ellos en pantalla.
Esto, a su vez, permitió a los técnicos determinar y planificar los trabajos que debían realizarse, y crear calendarios de construcción y estrategias de almacenamiento coordinados en todo el proyecto Riedbahn para maximizar la eficiencia.
Ahora que la fase inicial de levantamiento y planificación ha concluido en su mayor parte, está en marcha una segunda fase en la que se utilizarán simulaciones de las renovaciones previstas para compararlas con los modelos originales.
Después de mucho trabajo, vienen los detalles
En algunos casos, esa revisión ya ha permitido a los ingenieros de Deutsche Bahn identificar errores o incompatibilidades entre la construcción prevista y la infraestructura o el terreno circundantes. De esta manera, se pudieron realizar correcciones con antelación, evitando los elevados costos y la pérdida de tiempo que habría supuesto tener que hacer adaptaciones una vez que la actividad de renovación ya hubiera comenzado.
Esa segunda fase de verificación de la planificación y organización de las obras continuará a medida que se aproxime el inicio de la reconstrucción en 2024.
Durante la renovación de Riedbahn, estarán disponibles modelos originales, modelos simulados y modelos de evolución del trabajo para todos los involucrados en la gestión del trabajo, para un uso práctico y continuo.
Reguladores conformes, trabajadores seguros
El uso frecuente de drones en diversas tareas permite a Deutsche Bahn una notable libertad para emplear las aeronaves sin requerir aprobación individual de las autoridades.
No obstante, debido a la magnitud del proyecto Riedbahn, la empresa tuvo que abordar las inquietudes de los reguladores sobre los vuelos relacionados con este proyecto.
La avanzada tecnología incorporada para evitar obstáculos del Mavic 3E, así como las funciones automáticas de seguridad que intervienen en situaciones inesperadas o anormales, contribuyeron significativamente a resolver las preocupaciones de los reguladores.
También se señaló que un dron que se eleva a decenas de metros en el aire para recopilar datos sobre la infraestructura ferroviaria mientras los trenes pasan rápidamente representa una opción de levantamiento mucho más segura que tener personas en tierra realizando el mismo trabajo.
Resultados
Según Dippel, el rendimiento mejorado del Mavic 3E y su tecnología superior de recopilación de datos permitieron obtener resultados de levantamiento y modelado entre tres y cuatro veces más rápidos que los del Phantom 4. También fue diez veces más rápido que los topógrafos humanos tradicionales. Aunque estos últimos pueden garantizar precisión hasta el milímetro, el dron, con una exactitud centimétrica, resultó adecuado para el proyecto Riedbahn.
Ese trabajo más rápido se tradujo en menores costos en el proceso de levantamiento y planificación, y ya ha permitido a los ingenieros detectar errores en la planificación que habrían resultado muy caros de corregir una vez iniciada la construcción.
También supone un gran ahorro en gastos de adquisición.
Su mayor portabilidad y facilidad de uso agregan valor al Mavic 3E, y sus sensores proporcionan detalles increíbles en condiciones de poca luz, lo que amplía su utilidad a diferentes horas del día. Más rápido, con mejores datos y muy versátil: el Mavic 3E es superior en todos los aspectos.”
—Tim Dippel
Consultor de multicópteros de la división de drones de DB Engineering & Consulting
Futuros proyectos ferroviarios de DB gracias a las capacidades de los drones
DB está considerando la posibilidad de seguir utilizando drones Mavic 3E para afinar los planes de construcción de Riedbahn. El esfuerzo colectivo para mantener el proyecto en el plazo previsto y dentro del presupuesto será fundamental para convencer a los clientes afectados de que la interrupción de cinco meses valió la pena a pesar de las molestias en los viajes.
Esto, a su vez, podría influir en si Deutsche Bahn volverá a implementar su estrategia radical de llevar a cabo reparaciones completas de una vez como uno de sus procedimientos estándar en futuras renovaciones de la red ferroviaria.
“Con nuestro trabajo, ayudamos a Deutsche Bahn a evitar una nueva renovación de la Riedbahn durante otros 10 años”, señala Dippel sobre el enfoque poco común del proyecto. “De este modo, los trabajos de construcción a pequeña escala dejarán de ser necesarios en la línea hasta la próxima década. Dada la importancia de la Riedbahn, el proyecto tiene efectos positivos para toda la red ferroviaria de la empresa. Si tiene éxito, podría diversificar las formas en que Deutsche Bahn lleve a cabo la futura renovación de la red nacional”.
Un triunfo de Riedbahn también podría impulsar el negocio de drones de Deutsche Bahn E&C
El proyecto Riedbahn representa otro logro en la experiencia de DB Engineering & Consulting, que ya ofrecía sus servicios de drones desde 2017.
Además de los trabajos de captura de imágenes con aeronaves, levantamiento y recopilación de datos, estas actividades incorporan la plataforma en la nube Drones2BIM de la empresa. Este recurso brinda a todas las personas y equipos implicados en distintos proyectos acceso a información y modelos precisos de la infraestructura en construcción.
La plataforma Drones2BIM, desarrollada y gestionada por la subsidiaria de DB E&C, infraView, genera ortofotos y nubes de puntos 3D procesadas automáticamente en navegadores web. Además, ofrece dibujos integrados y varias herramientas de medición. De este modo, este recurso representa la pieza central del trabajo digital de la empresa con datos recopilados por drones y reduce los costos de los proyectos al tiempo que aumenta la eficiencia y la calidad de forma duradera.
Drones2BIM ofrece actualmente miles de conjuntos de datos accesibles en todo el mundo; una cifra que sigue aumentando con el tiempo. Además, esta plataforma es un pilar fundamental de los servicios de construcción, supervisión, diseño y medio ambiente que DB E&C proporciona a sus clientes.
