Prześwietlili Kopiec Kościuszki. Wyniki mogą niepokoić

Naukowcy i studenci Politechniki Krakowskiej stworzyli trójwymiarowy model Kopca Kościuszki i wykryli miejsca zagrożone osuwaniem się gruntu. Badania pokazały, że niektóre fragmenty bryły przemieszczają się nawet o 20 cm rocznie.

Politechnika Krakowska wraz z firmą Geopartner Geofizyka przeprowadziła zaawansowane badania Kopca Kościuszki. Naukowcy i studenci wykorzystali m.in. skanowanie laserowe 3D, modelowanie numeryczne oraz tomografię sejsmiczną, by sprawdzić stan jednego z najważniejszych symboli Krakowa i Polski.

Efektem prac jest trójwymiarowa mapa pokazująca miejsca najbardziej narażone na osuwanie się gruntu. Analizy wykazały, że w niektórych fragmentach bryły Kopca dochodzi do przemieszczeń sięgających nawet 20 cm w ciągu roku.

Kopiec pod stałą obserwacją

Badacze podkreślają, że Kopiec Kościuszki od lat zmaga się z problemami stateczności. Szczególnie groźna jest woda, która osłabia konstrukcję ziemną obiektu.

Ten unikalny obiekt inżynieryjny regularnie zmaga się z problemami stateczności. Kopiec jest zabytkiem narodowym o delikatnej konstrukcji ziemnej, dlatego zintegrowane badania są istotne, bo pozwalają odtworzyć jego wnętrze cyfrowo i chronić stateczność w mało inwazyjny sposób.
prof. Elżbieta Pilecka, Politechnika Krakowska

Jak zaznaczają naukowcy, obserwacje długoterminowe pokazują jeszcze większe przemieszczenia niż te wykryte w ostatnim roku. Wynika to z porównania obecnych pomiarów z danymi z 2014 roku.

Do monitorowania stanu Kopca wykorzystywane są także specjalne czujniki. Co 15 minut zbierają dane dotyczące m.in. odkształceń i zawilgocenia gruntu, opadów, siły wiatru czy nasłonecznienia.

– Główną siłą niszczycielską jest woda, która przenosi grunt z Kopca do wapiennej podstawy, naruszając w ten sposób jedno i drugie – mówi dr Rafał Sieńko z Politechniki Krakowskiej.

Specjalna maszyna na ścieżkach Kopca

Kluczowym elementem projektu były badania sejsmiczne przeprowadzone przy użyciu specjalnie przygotowanego sprzętu. Firma Geopartner Geofizyka dostosowała urządzenie do pracy na wąskich ścieżkach Kopca tak, aby nie uszkodzić zabytku.

Analiza fal sejsmicznych pozwoliła naukowcom zajrzeć do wnętrza Kopca.

– Fala sejsmiczna przechodzi przez całą bryłę, dając obraz ciągły, a nie tylko dane z jednego otworu. Dzięki temu można wskazać miejsca, w których wewnątrz kopca gromadzi się woda lub gdzie struktura gruntu traci swoją spoistość, co zwiastuje potencjalne osuwisko – tłumaczy prof. Pilecka.

Badania terenowe studentów i naukowców Politechniki Krakowskiej oraz specjalistów z firmy Geopartner Geofizyka
Badania terenowe studentów i naukowców Politechniki Krakowskiej oraz specjalistów z firmy Geopartner Geofizyka
archiwum zespołu projektowego "Odkrywcy Kopca Kościuszki"

Studenci przygotowali propozycje zabezpieczeń

W projekcie uczestniczyli także studenci budownictwa Politechniki Krakowskiej. Wykonali szczegółowe skanowanie laserowe 3D i stworzyli tzw. chmurę punktów, czyli cyfrowy model Kopca o dokładności do 5 mm.

Porównanie modeli z różnych lat pozwoliło wykryć miejsca deformacji i ruchów gruntu. Jak podkreślają autorzy badań, zagrożeniem są zarówno osuwiska, jak i lokalne nasuwanie się mas ziemnych.

– Oba zjawiska stanowią zagrożenie dla stateczności Kopca, dlatego potrzebna jest interwencja – mówi student Łukasz Matusik.

Studenci opracowali również propozycje zabezpieczenia obiektu. Wśród możliwych rozwiązań wymieniane są m.in. punktowe wzmocnienia gruntu tzw. zastrzykami cementowymi.

Badania mają pomóc także innym obiektom

Politechnika Krakowska podkreśla, że opracowana metodologia może być wykorzystywana nie tylko przy ochronie zabytków, ale też przy analizie nasypów drogowych czy kolejowych.

Tego rodzaju badania są szczególnie obiecujące ze względu na ich mało inwazyjny charakter. Mogą być wykorzystywane w analizie szerokiego spektrum budowli ziemnych.
dr Mirosława Bazarnik, Politechnika Krakowska

Uczelnia od lat współpracuje z Komitetem Kopca Kościuszki przy monitorowaniu stanu zabytku. Oficjalne porozumienie w tej sprawie podpisano w 2025 roku.

– Dzięki współpracy z Politechniką Krakowską przygotowywane są fantastyczne materiały w dwóch płaszczyznach. Pierwsza to diagnostyka, która pokazuje nam problemy z jakimi Kopiec się mierzy, a druga to podpowiedzi, sugestie i wnioski dotyczące dalszych działań – mówi prof. Piotr Dobosz, prezes Komitetu Kopca Kościuszki.