Resumen: Las técnicas de registro y análisis tridimensional se han desarrollado de manera importante en los últimos años, al grado de constituirse en poderosas herramientas de apoyo para la preservación del patrimonio cultural. Esta investigación presenta el Laboratorio de Documentación y Análisis Tridimensional (Lab3D) de la Coordinación Nacional del Conservación del Patrimonio Cultural (cncpc), Instituto Nacional de Antropología e Historia (inah), mediante el estudio de caso del registro tridimensional del conjunto de relieves decorativos en piedra de la zona arqueológica de Tula, Hidalgo, México, el cual servirá para el monitoreo y la toma de decisiones en materia de conservación de este importante legado patrimonial.
Palabras clave: digitalización tridimensional, escáner, conservación arqueológica, relieve decorativo en piedra, Tula, México.
Abstract: In recent years, three-dimensional recording and analysis techniques have considerably developed, to the extent of becoming a key supporting tool for the preservation of cultural heritage. This research presents the Laboratorio de Documentación y Análisis Tridimensional (Lab3D, Three-dimensional Documentation and Analysis Laboratory) Coordinación Nacional del Conservación del Patrimonio Cultural (cncpc, National Coordination for the Conservation of Cultural Heritage) Instituto Nacional de Antropología e Historia (inah, National Institute for Anthropology and History), Mexico. It also explores the case study of the three-dimensional recording of a series of decorative stone reliefs from the archeological site of Tula, Hidalgo, Mexico, which will be of use in the monitoring and the decision-making processes for the conservation of this important cultural heritage.
Keywords: three-dimensional digitalization, scanner, archeological conservation, decorative stone relief, Tula, Mexico.
Introducción
Los últimos años han sido testigos de un incremento notable a escala mundial en lo que respecta a la disponibilidad de técnicas analíticas y equipos no destructivos para el estudio del patrimonio cultural (cfr. Álvarez et al. 2016; Esparza y Machuca 2014; Lancic 2015; Mora 2011; Tavares et al. 2005). De manera creciente, los aparatos son más precisos, portátiles y accesibles, con lo que los conservadores-restauradores adscritos a diversas instituciones, entre ellas, las mexicanas, cuentan ahora con una valiosa infraestructura científica y tecnológica para el desempeño de sus labores. Entre las instituciones que se han beneficiado de estas tecnologías se encuentra el Instituto Nacional de Antropología e Historia (inah), México que dispone de áreas especializadas en su aplicación, como las coordinaciones nacionales de Conservación del Patrimonio Cultural (cncpc) y de Monumentos Históricos (cnmh), el Museo Nacional de Antropología (mna) y la Coordinación Nacional de Arqueología (cna) (cfr. Fragoso 2015; inah 2016a; Miramontes 2015; Trejo y Gaytán 2014). Dichos recursos se han utilizado, asimismo, en otras instancias educativas de México: la Universidad Autónoma Metropolitana (uam), la Escuela Nacional de Conservación, Restauración y Museografía (encrym), la Escuela de Conservación y Restauración de Occidente (ecro) y El Colegio de Michoacán (Colmich) los han empleado para documentar el patrimonio cultural (cfr. Bautista e Insaurralde 2012; cav 2014; Esparza y Machuca 2014; Gómez 2014; inah 2012a; Lancic 2015; Medina-González et al. 2016).
La conservación intenta retardar la acción dañina del tiempo y los efectos del deterioro de los bienes culturales mediante diversas estrategias de intervención, tanto directas como indirectas, mismas que han variado con el transcurso de los años. Una acción fundamental es la documentación, cuyas posibilidades se abren al contar con instrumental y personal especializado en técnicas digitales.
Una de las aplicaciones más destacadas es la digitalización tridimensional (cfr. García y Mora 2011; inah 2008; inah 2012b), que puede ser útil para investigar superficialmente los bienes culturales, en particular aquellos que se distinguen por su complejidad geométrica, como son esculturas, relieves, retablos, objetos cerámicos, metálicos y líticos. Igualmente, el uso de tecnologías 3D se presenta, aun para los bienes aparentemente planos —pintura mural, recubrimientos arquitectónicos, documentos gráficos, textiles o fotografías—, como una herramienta importante para la medición y la cuantificación de áreas, así como para el análisis cromático (cfr. Diaprem 2010). La importancia de este registro digital radica en la calidad de la información que proporciona, puesto que, además de documentar y apoyar en la investigación de los métodos de producción y el estado de conservación en el que se hallan los bienes, también se puede utilizar como un método de seguimiento para detectar, medir y rastrear la evolución temporal de deterioros, ya sean superficiales o estructurales, tanto de objetos como de monumentos.
El objeto de esta contribución es ofrecer el informe de un caso de aplicación de tecnologías de digitalización 3D para la conservación de bienes culturales: los relieves decorativos pétreos en la ciudad prehispánica de Tula, Hidalgo, México. Como éste fue el primer proyecto que abordó el Laboratorio de Documentación y Análisis Tridimensional de la cncpc, consideramos relevante hacer una breve presentación del laboratorio y, posteriormente, pormenorizar el caso de estudio.
El Laboratorio de Documentación y Análisis Tridimensional de la cncpc
Gracias al financiamiento del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), México: apoyo INFR-2015- 01/251436, así como a la contratación de personal especializado, desde el año 2015 hasta la fecha la cncpc ha puesto en funcionamiento el Laboratorio de Documentación y Análisis Tridimensional (Lab3D), que otorga apoyo y asesoría a diversos proyectos de investigación aplicada de esa institución, así como también a aquellos centrados en conservación que requieren un registro y un análisis tridimensionales para la toma de decisiones, por ejemplo, los relativos a bienes que se encuentren en estado crítico de estabilidad y demanden un levantamiento de manera rápida y no destructiva, o bien los que por cuestiones de conservación sea necesario reenterrar y, concomitantemente, mantener un registro de alta definición que esté a disposición para su consulta e investigación.
El laboratorio también coadyuva con otras áreas del inah por medio de digitalización y análisis 3D, como en el caso de la tabla wixarika de la sala del Gran Nayar del mna, proyecto desarrollado por la Coordinación Nacional de Museos y Exposiciones (cnmE-inah), México, que resul-tó en la exposición Caminos de luz. Universos huicholes, albergada por el mna desde diciembre del 2016. Otros casos de colaboración institucional son los proyectos: a) del sitio arqueológico Tepeticpac, Tlaxcala; b) de Atetelco, Teotihuacan, y c) de Cuevas Pintas, Baja California Sur. Uno de los equipos disponibles en el Lab3D es el escáner de alta velocidad de luz láser marca Leica®, modelo ScanStation P20, con estabilizador topográfico, así como accesorios, estación de trabajo y software para lectura y edición. Este equipo, con precisiones de hasta 1 mm, está destinado al registro y el análisis de bienes inmuebles por destino de gran formato, y el resultado de cada escaneo es una nube de puntos que puede procesarse para diversos fines, entre ellos, el dibujo de planimetrías, la realización de análisis topográficos y estructurales, o el monitoreo, el mapeo y la cuantificación de deterioros.
Adicionalmente, se cuenta con un escáner portátil manual de luz blanca marca Creaform®, modelo Go!Scan 20, junto con accesorios, estación de trabajo portátil y software para procesamiento de datos, el cual se emplea para la digitalización de bienes culturales cuyas dimensiones estén en un rango de 5 cm a 50 cm, cuyo resultado es un modelo tridimensional a base de mallas trianguladas. El laboratorio también dispone de un tripié Kangur lift que tiene la capacidad de operar el equipo escáner láser a una altura de 6 m, muy útil para el levantamiento de retablos, acabados arquitectónicos y otros bienes inmuebles por destino.
Una de las principales líneas de investigación que está en desarrollo en el Lab3D se refiere al estudio de técnicas de manufactura antiguas en toda suerte de objetos. Así, mediante el análisis de las superficies y las volumetrías, se han escaneado esculturas policromadas, y en los modelos tridimensionales es posible observar con claridad las huellas de herramientas de talla, las superposiciones y los detalles en los acabados de preparación, e incluso los de las capas pictóricas (Figura 1) (cfr. García et al. 2017). La resolución de los registros generados por estos equipos nos permite no solamente estudiar prolijamente toda la superficie del objeto, incluidas la textura y las diversas características de los materiales constitutivos, sino también obtener una reproducción fidedigna del bien, en caso de destrucción parcial o total (cfr. Cruz et al. 2017). Por añadidura, las bases de datos de modelos tridimensionales eventualmente permitirán la identificación de bienes robados (Montalvo 2016).
FIGURA 1
Huellas de herramientas en el modelo 3D de la Virgen del Tránsito, Museo del Ex Convento Actopan (Imagen: Lab3D, 2016; cortesía: Coordinación Nacional de Conservación del Patrimonio Cultural [cncpc-inah], México).
Finalmente, el estudio de los deterioros por medio de las técnicas de registro tridimensional representa un elemento importante para los diagnósticos integrales de bienes culturales. De igual manera, con el seguimiento del deterioro es posible evaluar las pérdidas a lo largo del tiempo y definir el curso de acciones para la conservación de aquéllos (cfr. Creaform 2014a). Ésta es la línea de investigación en la que se engloba nuestro caso de estudio, que a continuación describiremos.
Caso de estudio: la Zona Arqueológica de Tula, Hidalgo, México
La Zona Arqueológica de Tula, que se ubica en el estado de Hidalgo, México, está integrada por un complejo arquitectónico monumental desplantado sobre terrazas y plataformas, enriquecido por acabados arquitectónicos, entre los que destacan las banquetas labradas y diversos bajorrelieves en piedra, así como las esculturas monumentales de los atlantes (Mastache y Cobean 2006:203; Cobean y Gamboa Cabezas 2007:37).5 El área liberada y abierta al público consta de una plaza central de más de 10 000 m2 bordeada por plataformas en sus cuatro costados (Mastache y Cobean 2006:203; Cobean y Gamboa Cabezas 2007:37). Sobre éstas se desplantan varios edificios: al norte, el Edificio A, el Edificio B (Pirámide de los Atlantes, o Templo del Tlahuizcalpantecutli), el Sistema B (Palacio Quemado) y el Vestíbulo de las Columnas; al este, el Edificio C (Pirámide C, o Templo del Sol); al oeste, el Edificio E (Juego de Pelota II) y el Edificio F (Tzompantli), y, al sur, el Edificio K, un montículo no explorado en su totalidad. En el centro de la plaza se encuentra un pequeño basamento, denominado el Altar, o Adoratorio Central. Al norte del complejo se ubica otra estructura liberada: el Juego de Pelota (Mastache y Cobean 2006:203; Cobean y Gamboa Cabezas 2007:37) (Figura 2).
FIGURA 2
Plano general del núcleo urbano de la Zona Arqueológica de Tula, Hidalgo (Fuente: Soto 2004).
Los conjuntos de lápidas están integrados por dos líneas de tableros: la inferior ostenta representaciones de aves (águilas y zopilotes) y personajes complejos (hombre- felino-pájaro-serpiente), y la superior, de cuadrúpedos (felinos y coyotes) (Jiménez 1998:267-274) intercalados con lápidas lisas. Entre los zoomorfos representados, el investigador Óscar Polaco identificó algunas especies como Canis lupus, Puma concolor y Aquila crysaetos, o águila real (Mastache y Cobean 2006:209), mientras que otros, como Acosta y Moedano (cfr. Mastache et al. 2002:96), han considerado el personaje con atributos de hombre-felino-pájaro-serpiente como una posible representación del dios Tlahuizcalpantecuhtli (Figura 3).
FIGURA 3
Vista general de la fachada este del Edificio B (Imagen: Archivo fotográfico del Proyecto Tula, 2016; cortesía: Coordinación Nacional de Conservación del Patrimonio Cultural [cncpc-inah], México).
La moldura, por su parte, está decorada con seis serpientes emplumadas ondulantes (cada una conformada por tres o cuatro sillares), mientras que en las lápidas se representan, de perfil, diecinueve personajes ricamente ataviados (Figura 4) (Moedano 1947:115; Cruz 2012:24).
FIGURA 4
Vista general de la Banqueta de los Caciques (Imagen: Archivo fotográfico del Proyecto Tula, 2016; cortesía: Coordinación Nacional de Conservación del Patrimonio Cultural [cncpc-inah], México).
Levantamiento 3D de los elementos decorativos de Tula
En el 2015 inició el levantamiento tridimensional con un escáner láser Leica® HDS 62009 con fotografía externa de dos elementos decorativos, el cual pertenece a la cna del inah. Se digitalizaron la fachada este del Edificio B y la Banqueta de los Caciques, ubicada en el Vestíbulo sur.
Una vez obtenido el modelo completo, se borraron todos los puntos que no formaban parte de la estructura, como hierba o personas que se encontraban en la estructura (Figuras 5 y 6).
FIGURA 5
Vista frontal de la nube de puntos del muro oriente del Edificio B (Imagen: Lab3D, 2015; cortesía: Coordinación Nacional de Conservación del Patrimonio Cultural [cncpc-inah], México).
FIGURA 6
Vista en perspectiva de la nube de puntos del muro oriente del Edificio B (Imagen: Lab3D, 2015; cortesía: Coordinación Nacional de Conservación del Patrimonio Cultural [cncpc-inah], México).
Plan de monitoreo a partir de modelos 3D
A la par de los equipos de digitalización 3D, se han abierto distintas posibilidades en lo que se refiere a software. De la misma manera que surgieron en la industria los escáneres 3D, el software de metrología buscó optimizar los procesos de control de calidad (cfr. Creaform 2014b), aquí, mediante un proceso llamado inspección.11 Éste puede aplicarse a situaciones de conservación patrimonial gracias a los levantamientos tridimensionales. Para ello consideramos un modelo de referencia que puede establecerse a partir de un primer levantamiento tridimensional que contenga todas las características morfológicas de la pieza, más uno o varios modelos de análisis que piezas para trabajarlas de manera independiente. Aunque la idea inicial era únicamente obtener las medidas exactas de todas las piezas para construir sus bases del montaje in situ (Figura 7), la precisión a la que se llegó con este tipo de técnica permitirá monitorear periódicamente el estado de conservación en el que se encuentran y la efectividad de los tratamientos que se les realicen, con registro de la pérdida de material, la acumulación de materiales, las deformaciones de las piezas y los agrietamientos.
FIGURA 7
Análisis dimensional de una pieza de la Banqueta de los Caciques para el diseño de base de montaje in situ (Imagen: Lab3D, 2016; cortesía: Coordinación Nacional de Conservación del Patrimonio Cultural [cncpc-inah], México).
Para el caso de los relieves de Tula, se ha puesto en marcha un plan de monitoreo, para lo cual el levantamiento del 2015 constituye nuestro objeto de referencia. Los subsecuentes serán objeto de análisis y, una vez definidos los valores de tolerancia, será posible hacer la inspección, la que, por su parte, dará como resultado un mapa de desviaciones mediante una escala de color de las diferencias entre los dos objetos (Figura 8).
FIGURA 8
Ejemplo de mapa de desviación de un modelo 3D de una lápida de Tula contra el mismo modelo a menor resolución. La escala de colores indica el grado de diferencia (en milímetros) que existe entre ambos modelos (Imagen: Lab3D, 2016; cortesía: Coordinación Nacional de Conservación del Patrimonio Cultural [cncpc-inah], México).
Conclusiones
on los avances tecnológicos de los últimos años se ha incrementado el grado de detalle y precisión de la documentación del patrimonio cultural, la que ahora conforma no sólo una técnica de registro sino también una herramienta de investigación y conservación. Al ahondar ampliamente en sus aplicaciones técnicas, es de notar y a largo plazos. Por otra parte, en el modelo tridimensional se documentarán los procesos de restauración, lo que servirá como base para hacer estudios de imagen posteriores, ya sea de todo el conjunto o de algunos de los elementos que lo conforman.
Para el área de arquitectura, el modelo resultó fundamental, al dar a conocer las dimensiones exactas, tanto generales como particulares, de todos los elementos y la forma en que están dispuestos en el espacio. Como se mencionó líneas arriba, para el cambio de cubiertas y rehabilitación de espacios (acciones fundamentales que se llevan a cabo dentro del proyecto), es necesario conocer tanto el espacio y la disposición de cada agregado (postes, columnas, láminas, etapas constructivas, por ejemplo) como los niveles, sistemas de desagüe, etc. De este modo, los espacios se pueden estudiar fuera de campo, así como concebir propuestas específicas y simularlas digitalmente.
Referencias
Bautista Martínez, Josefina y Mirta Insaurralde (coords.) 2012 Manual de radiología aplicada al estudio de bienes culturales: Zamora, México, Colegio de Michoacán/Escuela de Conservación y Restauración de Occidente (Colmich/ecro).
Castro Barrera, María del Carmen, Yareli Jáidar Benavides y Gabriela Mazón Figueroa 2014 “Propuesta de intervención de la Banqueta de los Caciques, Zona Arqueológica de Tula, Hidalgo”, mecanoescrito, México, Archivo de la Coordinación Nacional de Conservación del Patrimonio Cultural-Instituto Nacional de Antropología e Historia (cncpc-inah).
cav, Diseño e Ingeniería 2014 “Levantamiento con escáner láser 3D de la ex hacienda de San Diego del Jaral, San Felipe, Guanajuato, México”, documento electrónico disponible en [ http://www.cavdiseno.mx/inspirob/sites/default/files/imagenes_paginas/Documento%20Jaral.pdf ], consultado en junio de 2016.
Cobean, H. Robert y Luis M. Gamboa Cabezas 2007 “Investigaciones recientes en la zona monumental de Tula (2002-2006)”, Arqueología Mexicana, 85 (15):36-39.
Creaform 2014 “An introduction to 3D scanning”, 16-19, documento electrónico [ebook] disponible en [ https://www.creaform3d.com/es/centro-de-recursos/casos-de-exito/creacion-del-interior-de-un-avion-del-escaneado-al-modelado-en-3d ], consultado en junio de 2016.
Esparza López, Rodrigo y Paulina Machuca Chávez 2014 “Laboratorio de Análisis y Diagnóstico del Patrimonio (Ladipa): una perspectiva a ocho años de su gestación”, Intervención. Revista Internacional de Conservación, Restauración y Museografía, 9 (5):76-79, documento electrónico disponible en [ http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2007-249X2014000100009 ], consultado en junio de 2016.
Notas de autor
Licenciada en restauración (Escuela Nacional de Conservación, Restauración y Museografía [encrym], Instituto Nacional de Antropología e Historia [inah], México) con la tesis intitulada “Los extractos vegetales usados como aditivos en los morteros de cal con fines de conservación”. Doctora en ciencias aplicadas a la conservación del patrimonio cultural (Università degli Studi di Firenze [Unifi, Universidad de Florencia], Italia). Del 2010 a la fecha tiene una plaza en la Coordinación Nacional de Conservación del Patrimonio Cultural (cncpc) del Instituto Nacional de Antropología e Historia (inah), dentro del área de conservación arqueológica, donde ha coordinado y ejecutado proyectos de restauración en el sureste y centro de México, como Balamku, Río Bec y Becan, en el estado de Campeche, y Tula, en el de Hidalgo. Desde el 2007 ha participado y coordinado proyectos de colaboración con Unifi-csgi y la cncpc-inah en materia de nanociencia aplicada a la conservación de bienes culturales.
Arquitecta (Facultad de Arquitectura, Universidad Nacional Autónoma de México [unam], México). Se capacitó en el uso de la tecnología escáner láser para monumentos en el Centro Departamental para el Desarrollo de Procedimientos Automatizados Integrales para la Restauración de Monumentos (Development of Integrated Automatic Procedures for Restoration of Monuments [Diaprem], Italia) de la Universidad de Ferrara (Università degli Studi di Ferrara, Italia). Contribuyó a la consolidación del Laboratorio de Imagen y Análisis Dimensional de la Coordinación Nacional de Monumentos Históricos (cnmh) del Instituto Nacional de Antropología e Historia (inah) y fungió como responsable técnica del mismo en el 2014. Ha impartido diversas ponencias y talleres sobre los alcances y usos de las tecnologías de registro tridimensional con escáneres 3D en instituciones como el inah, la unam y la Universidad Autónoma Metropolitana (uam). Actualmente forma parte del Laboratorio de Documentación y Análisis Tridimensional (Lab3D) de la Coordinación Nacional de Conservación del Patrimonio Cultural (cncpc-inah).
Arquitecto (Universidad Autónoma Metropolitana-Unidad Xochimilco [uam-x], México). Es experto en levantamientos arquitectónicos con tecnología de escáner láser y trabajó siete años en levantamientos de inmuebles arquitectónicos históricos y arqueológicos en el Laboratorio de Imagen y Análisis Dimensional de la Coordinación Nacional de Monumentos Históricos (cnmh) del Instituto Nacional de Antropología e Historia (inah). Actualmente forma parte del Laboratorio de Documentación y Análisis Tridimensional (Lab3D) de la Coordinación Nacional de Conservación del Patrimonio Cultural (cncpc-inah).
Licenciada en restauración (Escuela Nacional de Conservación, Restauración y Museografía [encrym], Instituto Nacional de Antropología e Historia [inah], México), maestra y doctora en arqueología por el Instituto de Arqueología de la Universidad Colegio de Londres (University College London [ucl], Reino Unido). Ha sido profesora adjunta y titular de diversos cursos sobre materiales arqueológicos y conservación en la encrym, Escuela de Conservación y Restauración de Occidente (ecro), Escuela Nacional de Antropología e Historia (enah-inah), Universidad Nacional Autónoma de México (unam) y ucl. Ha participado en congresos nacionales e internacionales y publicado en revistas indizadas; sus principales líneas de investigación son la conservación del patrimonio cultural, el análisis conceptual de la patrimonialización de la cultura y los derechos culturales. Es subdirectora de Investigación para la Conservación en la Coordinación Nacional de Conservación del Patrimonio Cultural (cncpc-inah) desde el 2013.
Licenciada en restauración de bienes muebles (Escuela Nacional de Conservación, Restauración y Museografía [encrym], Instituto Nacional de Antropología e Historia [inah], México). Trabajó en el Programa de Prevención de Robo y Tráfico Ilícito de Bienes Culturales de la Coordinación Nacional de Conservación del Patrimonio Cultural (cncpc-inah). Ha colaborado en proyectos de registro y documentación fotográfica. Cuenta con un curso de especialización en documentación fotográfica y diagnóstico de bienes culturales. Sus principales líneas de trabajo son el diagnóstico de conservación de bienes muebles, así como el registro y monitoreo del estado de conservación y las intervenciones realizadas en el patrimonio cultural mediante diversas técnicas.
Licenciada en restauración de bienes muebles (Escuela Nacional de Conservación, Restauración y Museografía [encrym], Instituto Nacional de Antropología e Historia [inah], México), además de ser profesora de la misma escuela, del 2009 al 2013. Recibió el premio Paul Coremans 2013 a la mejor tesis de licenciatura y ha participado en diversos proyectos de investigación y numerosos proyectos de conservación de pintura mural arqueológica en los sitios de Teotihuacan, Ek’ Balam y Bonampak, entre otros. Fungió como jefa del Departamento de Conservación del Patrimonio Arqueológico in situ de la Coordinación Nacional de Conservación del Patrimonio Cultural (cncpc-inah); es directora de Conservación e Investigación de la cncpc-inah; todos en México.
