הרחפן - שחקן חדש בזירת הבנייה

פורסם לראשונה בעיתון איגוד המהנדסים לבנייה ותשתיות, גיליון מס' 67

כלי עבודה חדש הצטרף בשנים האחרונות לתעשיית הבנייה והוא עומד לרקשותם של המתכננים, הקבלנים ומנהלי הפרויקטים. קוראים לו - רחפן.

הרחפן ‪ (Drone) הוא מזל''ט (מסוק זעיר ללא טייס) היוצר עילוי באמצעות סיבובי מדחפים בעלי להבים בדומה למסוק מאוייש. השליטה ברחפן, המופעל באמצעות סוללות, נעשית באמצעות לוח בקרה, שבאמצעותו ניתן לשנות את מהירויות הסיבוב של כל אחד מלהבי הרחפן בנפרד, בצורה המשפיעה על הדחף והכוח של כל להב.

תחילה יוצרו הרחפנים כצעצועי משחק לילדים וכגאדג'טים לשימושם של חובבי טייס שהטיסו קודם לכן טיסנים. במרוצת הזמן פותחו הרחפנים, שוכללו, גדלו במספר ובעוצמת מנועיהם, ובמשך השהות באוויר שלהם, צויידו במצלמות בעלות רזולוציה גבוהה, עד שהפכו לכלי עבודה נפוץ ולגיטימי בתחומים שונים. כיום קיימים בשוק העולמי עשרות דגמים של רחפנים, מזעירים ביותר ועד ענקיים, מכאלה שמחירם דולרים ספורים ועד לאחרים שעלותם עשרות אלפי דולרים.

עם הוזלת עלות ייצורם של הרחפנים החל בהם שימוש המוני, לצרכים פרטיים ומסחריים, עד שהם החלו לכבוש את השמיים במדינות רבות. יש להם קצב גידול אקספוננטי, בדומה לקצב הגידול של המחשבים האישיים בשעתם.

רחפן מעל אתר בנייה בשלבים הראשונים של הבנייה, ממנו משודרים צילומי וידאו של התקדמות הפרוייקט

כך, למשל, רשות התעופה האמריקאית אישרה בשנת 2015 אלף פעילויות שונות של רחפנים. באותה שנה כבר הוטסו ברחבי העולם המערבי בלבד, על-פי הערכת אנליסטים, יותר ממיליון רחפנים מסחריים. הם הפכו לכלי עבודה חיוני בתחומי ה‪תעשייה, התקשורת, החקלאות, האבטחה, התחבורה, ההובלה, המיפוי, המדעים, הספורט וכן גם בתעשיית הבנייה.

ענף הבנייה, תחילה בארה''ב ואחר-כך גם במדינות מערביות רבות נוספות, גילה עד מהרה כי ניתן להשתמש ברחפנים לשם שיפור הביצועים בפרויקטי בנייה שונים ובמיוחד בתחום ניטור אתרי הבנייה בזמן אמת, והמעקב אחר התקדמות הפרויקטים או בדיקת בטיחות העבודה בהם.

בגלל אפשרויות הטיסה הנמוכות של הרחפנים, המצלמות והמשדרים המשוכללים המותקנים בהם, ניתן לעקוב מקרוב באמצעות מחשב או טלפון חכם הקולטים את התמונות המשודרות אליהם, אחר כל אחד מחלקי המבנה ההולך ונבנה, במבט על או בסיור מסביב לו. מידע יומיומי הנאגר בצורה זו מאפשר למהנדסים ולמנהלי הפרויקטים להשוות את הביצוע באתר עם התוכניות האדריכליות וההנדסיות ועם לוחות הזמנים, ולגלות במהירות טעויות או כשלים כבר בזמן התרחשותם.

באמצעות הרחפנים ניתן לבצע גם מדידות גובה מדויקות ביותר, עד לדיוק של סנטימטרים בודדים; חישוב כמויות; צילומי סטילס וצילומי וידיאו מכל זווית אפשרית.

מפתחי התוכנות בארה''ב כבר פיתחו תוכנות מיוחדות למעקב באמצעות צילומי הרחפנים אחר היבטים שונים של התקדמות הפרויקט, כמו למשל פיגור בלוח הזמנים.

תחליף למפקחי בטיחות

אחד היתרונות של השימוש ברחפנים בענף הבנייה היא היכולת שלהם להפחית את הסיכונים לעובדים באתרי הבנייה, במיוחד במהלך ביצוע מדידות ובדיקות. הרחפנים יכולים לא רק להגביר את בטיחותם של העובדים אלא גם לשמש להם תחליף בעבודות אלה. כך, למשל, משרד העבודה של מדינת מינסוטה בארה''ב, החליף צוות של 10 מפקחי בטיחות, בקרי איכות ומכווני תנועה, שהיו אמורים לבצע בדיקות של גשר חדש שנבנה במדינה, תוך הכוונת התנועה מתחתיו לנתיבים עוקפים, ברחפן רב-עוצמה אחד בלבד, שהיה מסוגל לבצע את עבודת הבקרה במקומם ללא צורך להסיט את התנועה מתחת לגשר.

רחפן זה היה מסוגל לתמרן גם במפתחים הצרים של הגשר, לרחף בחופשיות יותר מאשר העובדים שהחליף חולהגיע לניטור פינות שעובדים היו מתקשים להגיע אליהן. שימוש ברחפנים במהלך בדיקות גשרים, תשתיות, בניינים ומבנים אחרים הוא לא רק מהיר וזול יותר, אלא מפחית גם את הצורך לסכן עובדים במשימות אלה.

יתרון נוסף של הפעלת רחפנים באתרי בנייה גדולים, בהם אין אפשרות לעקוב מקרוב אחרי עבודת כל הפועלים העובדים באתר, הוא המעקב הצמוד אחריהם שניתן לבצע בעזרת הרחפנים. כך, למשל, לא מכבר פרסם כתב העת של המכון הטכנולוגי של מסצ'וטס, "טכנולוג'י רביו", כתבה מאלפת על הפעלת רחפנים באתר הבנייה של איצטדיון הכדורסל המפואר החדש ההולך ונבנה בסקרמנטו, בירת קליפורניה, עבור קבוצת הכדורסל המקומית ה"סקרמנטו קינגס", בה משחק הכדורסלן הישראלי עומרי כספי. האיצטדיון העירוני, שיכיל  17,500 מושבים, ישמש גם כאולם קונצרטים.

וכך נאמר שם, בין השאר: "כמה פעמים ביום מפטרלים כמה רחפנים אוטומטית באתר העבודה ואוספים קטעי וידיאו מצולמים. הצילומים מומרים מיד לתמונות תלת-מימדיות של האתר, המוזנות לתוכנה המשווה אותם לתוכניות אדריכליות ממוחשבות ולתוכנית העבודה באתר המראה מתי אמורה להסתיים בניית כל פריט. התוכנה יכולה להראות למהנדסים ולמנהלי הפרויקט איך מתקדם הפרויקט מבלי שיצטרכו כלל לסייר בו, ולהדגיש אוטומטית את כל האלמנטים בפרויקט המפגרים אחר לוחות הזמנים".

פרויקט הרחפנים באתר זה ממחיש את הדרך בה ניתן לפקח על עבודות ידניות של פועלי הבניין, כמו גם אחר משרות של צווארון לבן ולבדוק את יעילותן. ניטור פעילות ברחבי אתר בנייה גדול ומורכב היא משימה קשה במיוחד, שכן יש בו הרבה חלקים נעים והשינוי בעבודות בו מתבצע בתדירות גבוהה. בפרויקט האיצטדיון בסקרמנטו מופעלת ברחפנים תוכנה בשם ImageInFlight, שפותחה בידי צוות חוקרים מאוניברסיטת אילינוי. תוכנה זו יכולה להראות גם את מידת שיתוף הפעולה בין צוותי קבלני המשנה העובדים בפרויקט.

עם זאת, למרות שמדובר בכלי טייס בלתי מאויישים רחפנים נחשבים למטוסים והם כפופים לתקנות מינהלי התעופה האזרחית. גם בארץ דרוש רישוי ממינהל התעופה האזרחית להפעלת רחפנים מסחריים. בארה''ב כבר תוקנו במדינות רבות תקנות מיוחדות להפעלת רחפנים בכלל ובאתרי בנייה בפרט. כך,למשל, נדרשים מפעילי רחפנים מסחריים בתחומים שונים לקבל רישוי מיוחד להפעילם בשטחים מוגדרים, הליך היכול להימשך כארבעה חודשים.

בנוסף לכך, למינהל הדרכים הפדראלי (FHA)  יש תקנות משלו הנוגעות להפעלת רחפנים בתעשיית הבנייה. המינהל מתיר, למשל, שימוש ברחפנים לגילוי סדקים ושברים בגשרי בטון, אבל אינו מאשר שאלה יהוו תחליף לבדיקה של מפקחים אנושיים. במקרה זה הרחפנים רק משמשים כאמצעי עזר למפקחים לגילוי סדקים שעין אנושים מתקשה לאתרם.

בעיה נוספת היא, שמאחר שרחפנים אינם יכולים על-פי חוק להחליף מפקחים אנושיים, הרי שהוספת פעולת רחפנים לפרויקט מייקרת את עלותו במקום ליצור חיסכון בעלויות. לפיכך חברות הבנייה יצטרכו לשקול את התועלת שברכישת רחפנים מול עלותה.

רחפן בעל ארבעה להבים באתר בנייה, כשלידו המחשב אליו ישדר הרחפן את הסרטים המצולמים

כלי עבודה אינטגרלי

רכישת רחפנים מקצועיים מצויידי מצלמות וידיאו ומשדרים עלולה להיות יקרה מדי עבור מהנדסים וקבלנים פרטיים, אבל חברות בנייה גדולות יכולות להרשות זאת לעצמן. בנוסף לכך, כבר קיימות בשווקים, כולל בשוק הישראלי, חברות המפעילות רחפנים ומבצעות משימות בענף הבנייה תמורת דמי תפעול שעתיים או יומיים, או השאלת רחפנים עם מפעיליהם לתקופות זמן קצובות במהלך הפרויקט.  בישראל פועלות כיום כבר כמה עשרות חברות שמספקות צילומי אוויר מרחפנים, שחלקן מתמחות גם בצילומים עבור ענף הבנייה. מבחינה זו דומה הפעלת רחפנים באתרי הבנייה להפעלת עגורנים - יש חברות הרוכשות אותם ומפעילות אותן בעצמן, כשאחרות שוכרות עגורנים עם מפעיליהם, או מזמינות שירותי צילום מרחפנים לפי שעות טיסה או צילום פרויקטים.

עלות רכישת רחפן מצויד במצלמה ובמשדר תלויה במשימות שמתכוונים להטיל עליו. היא יכולה לנוע בארץ ממחירים של 300-500 ש"ח לרחפן פשוט עם מצלמת וידיאו המאפשרת לראות את צילומיה במחשב, ועד לרחפנים משוכללים במשקל שלושה ק''ג המצויידים במצלמות וידיאו ברזולוציה גבוהה, שמחירם מגיע עד 15,000 ש"ח. בחו''ל ניתן לרכוש רחפנים מקצועיים בעלי שמונה להבים ויותר, עם  מצלמות וידיאו, חיישנים, משדרים, תוכנות צופן פתוחות וממשק מחשב עם יציאת USB, שמחיריהם מגיעים לכמה עשרות אלפי דולרים.

יש רחפנים המופעלים באמצעות ג'ויסטיקים בעוד שאת אחרים, מתוחכמים ומורכבים יותר, ניתן להפעיל באמצעות יישומים מיוחדים בטלפון חכם המחובר ל Wi-Fi של המשתמש. בארה''ב כבר נפתחו ומנוהלים קורסים מיוחדים למהנדסים ולקבלנים המדריכים אותם בהפעלת רחפנים באתרי בנייה. עם זאת, כשבמקומות רבים הפכו הרחפנים כבר לחלק בלתי נפרד מפרויקטי הבנייה הגדולים, יש כאלה הטוענים שמפעיליהם חייבים לקבוע מראש אם הם באמת מועילים להם ומקדמים אותם, או שהם סתם גורמים לכאבי ראש מיותרים.

היתרונות הפוטנציאליים של השימוש ברחפנים באתרי בנייה, במיוחד באתרי בנייה גדולים כמו מגה פרויקטים או שכונות שלמות, הם ברורים. הם מאפשרים מעקב צמוד ויעיל יותר אחר התקדמות הבנייה, מדידת מלאים או כמויות עפר, ניהול משאבים ומסייעים לפרויקטים לעמוד בלוחות זמנים ובתקציבים שהוקצו להם.

אולם, לפני שנראה רחפנים, בדומה לעגורנים, משתלבים דרך קבע בפעולות הבנייה השגרתיות, עדיין יהיה צורך להתגבר על רשת סבוכה של אתגרים לוגיסטיים ומשפטיים. עם זאת, נראה שלא ניתן יהיה לחסום ולעצור לאורך זמן את הקידמה הטכנולוגית שבהפיכת הרחפן לכלי עבודה אינטגרלי חיוני בענף הבנייה.