Odkrywanie tajemnic Kopca Kościuszki

Jeden z najważniejszych symboli Polski i Krakowa — zbudowany w latach 1820–1823 — Kopiec Kościuszki wymaga stałej opieki. O tym, jaki jest jego stan, można się było dowiedzieć z prezentacji wyników interdyscyplinarnego projektu naukowców i studentów Politechniki Krakowskiej „Odkrywcy Kopca Kościuszki”. Odbyła się ona podczas Dnia Lądowca na PK. W ramach projektu wykorzystano nowoczesne metody, które pozwoliły stworzyć trójwymiarową mapę miejsc zagrożonych osuwaniem się gruntu. Uczestnicy projektu przedstawili także propozycje rozwiązań służących zabezpieczeniu przed uszkodzeniami tego wyjątkowego obiektu inżynieryjnego.

Interdyscyplinarny zespół pod opieką naukową prof. Elżbiety Pileckiej i dr inż. Mirosławy Bazarnik z Katedry Geotechniki i Wytrzymałości Materiałów na Wydziale Inżynierii Lądowej PK postawił sobie za cel diagnozę aktualnego stanu geologicznego Kopca.

— 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 — podkreśla prof. Elżbieta Pilecka, kierowniczka Katedry Geotechniki i Wytrzymałości Materiałów na Wydziale Inżynierii Lądowej PK i opiekunka merytoryczna projektu. Źródłem zagrożeń jest skomplikowana budowa geologiczna, na którą składają się m.in. grunty pęczniejące; złożona i trudna geometria bryły podatna na czynniki atmosferyczne oraz nieefektywny drenaż.

— Główną siłą niszczycielską jest woda, która przenosi grunt z Kopca do wapiennej podstawy, naruszając w ten sposób jedno i drugie. Stan bryły jest stale nadzorowany za pomocą zamontowanych przez nas specjalnych czujników pomiarowych. Co 15 minut dostarczają one informacji na temat zmian odkształceń i zawilgocenia gruntu, prędkości i kierunku wiatru, a także ilości opadów i energii nasłonecznienia — mówi dr inż. Rafał Sieńko z Katedry Konstrukcji Żelbetowych i Sprężonych na Wydziale Inżynierii Lądowej PK, członek Komitetu Kopca Kościuszki.

Współpraca zespołu badawczego Wydziału Inżynierii Lądowej oraz firmy Geopartner Geofizyka Sp. z o.o. w ramach projektu „Odkrywcy Kopca Kościuszki” umożliwiła Nasza Politechnika nr 9 (277) wrzesień 2026 7 przeprowadzenie badań sejsmicznych, które poszerzyły wiedzę na temat budowy wnętrza tego wyjątkowego obiektu inżynieryjnego. Kluczowe prace badawcze studenci przeprowadzili za pomocą specjalistycznej aparatury, przygotowanej przez partnera projektu. Urządzenie stanowiące źródło fal sejsmicznych zostało zaprojektowane i zamontowane na specjalnie dostosowanej do warunków kopca platformie jezdnej, która mogła poruszać się po wąskich i stromych ścieżkach. Pomiary ze 119 punktów strzałowych zebrały 282 odbiorniki, które zarejestrowały w sumie 33 tys. tras sejsmicznych. Jest to prawdopodobnie pierwsze badanie tomografii refrakcyjnej o takiej skali na tego typu budowli ziemnej. Analiza wyników pozwoliła badaczom na uzyskanie przybliżonego obrazu wewnętrznej struktury 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 — podkreśla prof. Pilecka. Studenci, uczestniczący w projekcie, wykonali również skanowania laserowe 3D, tworząc szczegółowy model obiektu z dokładnością do 5 mm, w postaci tzw. „chmury punktów 3D”. Przygotowane w ten sposób w różnych okresach modele 3D mogą być porównywane, co pozwala na identyfikację deformacji bryły Kopca Kościuszki w czasie. Obejmuje to osuwanie się gruntu, jak i lokalne nasuwanie mas ziemnych.

— Oba zjawiska stanowią zagrożenie dla stateczności kopca, dlatego potrzebna jest interwencja — mówi Łukasz Matusik, jeden ze studentów, którzy wykonywali skanowanie laserowe.

Dostęp do wyników badań, uzyskanych kilkoma metodami, ułatwia precyzyjne zaplanowanie wymaganych prac zabezpieczających, co zmniejsza koszty i chroni substancję zabytku. Studenci przygotowali autorskie koncepcje zabezpieczenia kopca, wykorzystujące różne metody wzmacniania podłoża gruntowego. Projekty obejmowały konkretne rozwiązania konstrukcyjne oraz porównania skuteczności ich zastosowania. Analizom poddali też modele łączonej metody ochrony kopca, co — jak wykazali — w niektórych przypadkach skutecznie poprawiałoby jego stateczność.

— W obliczu postępujących procesów degradacyjnych gruntu, spowodowanych przede wszystkim działaniem wody, studenci wykazali duże zaangażowanie w opracowanie nowoczesnych rozwiązań mających na celu długoterminowe zabezpieczenie kopca oraz zachowanie jego wyjątkowej wartości historycznej i kulturowej dla przyszłych pokoleń — mówi prof. Elżbieta Pilecka.

Projekt „Odkrywcy Kopca Kościuszki” to element długofalowej strategii ochrony Kopca Kościuszki, w którą zaangażowana jest Politechnika Krakowska. Wyniki badań pozwoliły znaleźć miejsca najbardziej zagrożone degradacją. Opracowane modele numeryczne umożliwiają symulowanie zachowania gruntu i przewidywanie przyszłych zagrożeń, co znacząco zwiększy efektywność planowanych prac stabilizujących i konserwatorskich. Kolejne etapy badań, zaplanowane w ramach prac dyplomowych studentów zaangażowanych w projekt, będą koncentrować się na weryfikacji proponowanych rozwiązań oraz ich adaptacji do innych typów obiektów. Wypracowana metodologia ma charakter uniwersalny.

— Tego rodzaju badania są szczególnie obiecujące ze względu na ich mało inwazyjny charakter. Mogą być wykorzystywane w analizie szerokiego spektrum budowli ziemnych. Opracowane rozwiązania znajdują potencjalne zastosowanie nie tylko w ochronie obiektów zabytkowych, ale również w przypadku konstrukcji związanych z infrastrukturą drogową czy kolejową􀉫 — podsumowuje dr inż. Mirosława Bazarnik.

Przy projekcie „Odkrywcy Kopca Kościuszki” pracował zespół studentów kierunku budownictwo studiów I oraz II stopnia. Zespół otrzymał wsparcie uczelnianego laboratorium innowacji FutureLab PK w postaci finansowania badań, dostępu do partnerów przemysłowych oraz mentoringu.