Conservando el patrimonio cultural con ayuda de las tecnologías 3D

Según la definición de la UNESCO, el patrimonio cultural abarca artefactos, monumentos, lugares y museos. Todos poseen un valor significativo, ya sea simbólico, artístico, estético o social. Se puede pensar en ellos como los objetos y espacios que definen quiénes somos como cultura o sociedad, y por eso es tan importante conservarlos. Sin embargo, el paso inclemencias del tiempo, el vandalismo y el simple paso de los años pueden dificultar la conservación de este patrimonio. Por suerte, puede haber una solución, gracias a las tecnologías 3D. De hecho, el escaneado 3D y la impresión 3D se utilizan desde hace tiempo en este sentido, sobre todo gracias a proyectos como Scan the World y Twin It!. Estas iniciativas pretenden capturar patrimonio importante para disponer de un espacio de datos común para el patrimonio cultural. Por eso, en el siguiente listado, hemos decidido mostrar cómo se están utilizando las tecnologías 3D para ayudar no sólo a salvar el patrimonio cultural, sino también a hacerlo accesible a un público más amplio.

Cabezas de la Isla de Pascua

Las estatuas moai de Rapa Nui, más coloquialmente conocidas como las cabezas de la Isla de Pascua, siempre han cautivado la imaginación del mundo. De hecho, han llegado a protagonizar películas, programas de televisión y mucho más. Sin embargo, en octubre de 2022 se produjo una catástrofe. Un incendio dañó muchas de las estatuas en un área afectada de 100 hectáreas, y los lugareños lo consideraron un daño irreparable para el yacimiento arqueológico. Aquí es donde entra la iniciativa Scan the World. El proyecto de MyMiniFactory es el mayor ecosistema para compartir artefactos culturales digitales escaneados en 3D. Tras este incidente, Scan the World hizo un llamamiento a los usuarios para que redoblaran sus esfuerzos por escanear e imprimir en 3D objetos con el fin de preservar el patrimonio mundial. También compartieron archivos que permitirían a la gente imprimir los suyos propios. Una excelente manera de convertir la tragedia en esperanza.

Una representación digitalizada (izquierda) y cómo quedaría impresa (derecha) de una estatua Moai. (Créditos: Scan the World)

Instrumentos maoríes impresos en 3D

La impresión 3D también es útil para crear réplicas de piezas culturales que pueden ser frágiles y preciosas, como los instrumentos maoríes. Los maoríes de Nueva Zelanda continental, un pueblo indígena de la Polinesia, tienen instrumentos de gran importancia cultural. El profesor Olaf Diegel, de la Universidad de Auckland, junto con la comunidad maorí, decidió utilizar las tecnologías 3D para conservar este patrimonio cultural. En concreto, quiso recrear un pūtātara (una trompeta de caracola) y un pūkāea (una trompeta larga tallada tradicionalmente en madera) con impresión 3D. Utilizando tomografías computarizadas, Diegel formó modelos 3D con las formas necesarias para recrear con precisión el sonido de los instrumentos. Estas réplicas no pretenden sustituir a los instrumentos originales, sino servir como herramientas educativas. Puedes saber más sobre el proyecto en el siguiente vídeo:

La réplica de las escrituras védicas

Desde su fundación en 2006 por el Dr. P.R. Mukund, la fundación sin ánimo de lucro Tara Prakashana, con sede en Bengaluru, ha salvado más de 3.300 manuscritos antiguos de hojas de palma, en su mayoría relativos a literatura y enseñanzas védicas centenarias. El vedicismo es una de las principales influencias del hinduismo primitivo, y la fundación tiene la misión de preservar y transmitir los conocimientos de estas antiguas fuentes védicas. En 2024, Tara Prakashana abrió el primer laboratorio de fabricación aditiva para la conservación de manuscritos en la India, y su primer proyecto fue imprimir en 3D la copia más antigua del mundo del Bhagavad Gita, una escritura hindú. Utilizando una impresora 3D FDM, el equipo recreará la escritura con filamento plástico, garantizando así la conservación del texto para las generaciones venideras.

Manuscritos de hoja de palma. (Créditos: Tara Prakashana)

Renovando una casa tradicional china con impresión 3D

En China, profesores de la Universidad de Hong Kong han renovado una antigua casa de madera mediante la integración de paredes impresas en 3D. Este proyecto, denominado Traditional House of the Future, combina la arquitectura tradicional con tecnología moderna para revitalizar el paisaje rural y adaptarse a las necesidades actuales de la comunidad. Como parte de una iniciativa gubernamental en la aldea de Nanlong, el equipo escaneó y desmontó la estructura original para luego expandirla con paredes impresas en 3D. Estas nuevas adiciones permitieron la creación de espacios más funcionales, como un patio de entrada, cocina y baños, mejorando la flexibilidad de la vivienda. Tras la construcción de las paredes, se reintegraron los elementos originales, como el armazón de madera y el techo de tejas. Este enfoque demuestra una vez más cómo la impresión 3D ayuda a preservar el patrimonio arquitectónico mientras introduce soluciones sostenibles y adaptables.

Créditos: Lidia Ratoi/John Lin

La reconstrucción del Templo de Bel de Palmira

Investigadores de la Universidad de California, en San Diego, han recreado digitalmente el antiguo Templo de Bel en Palmira destruido en 2015 durante la guerra civil siria. Utilizando más de 1000 fotografías previas a su destrucción, se generó un modelo fotorrealista en alta resolución mediante modelado 3D que conserva cada detalle arquitectónico y artístico del templo. Incluidas las obras de arte y las inscripciones que lo cubrían. La reconstrucción del templo con estas técnicas llevó un año, ya que se trata de un proyecto sin precedentes. En la actualidad, el modelo forma parte del repositorio de la universidad y sirve como referencia clave para la preservación del patrimonio y futuras reconstrucciones.

Restauración de la Fontana di Melograno

Otro proyecto muy interesante es el del Departamento DITAG de la Universidad Politécnica de Turín. El DITAG implementó el escáner Handyscan 3D de Creaform para sus proyectos de conservación cultural. Esta herramienta permite una gran precisión (hasta 0,05 mm) con portabilidad y facilidad de uso. Con ella, escanearon la Fontana di Melograno de la fortaleza medieval Valentino de Turín para restaurarla. Se trata de una réplica de la Fontana di Melograno del siglo XVI, cuya versión original se encuentra en el castillo de Issogne, en el Valle de Aosta. Realizada por el herrero Cesare Bianchi, la copia se presentó en la Exposición Histórico-Arqueológica y Artística de Roma de 1911. Para la restauración, utilizaron el escáner 3D Handyscan para captar las superficies interiores con todo detalle y el sistema LIDAR para cartografiar las zonas más amplias y menos detalladas. La combinación de estas dos tecnologías dio como resultado una representación precisa y de resolución múltiple, lo que garantizó el éxito de la restauración.

A la izquierda, una foto de la Fontana di Melograno; a la derecha, los modelos digitales obtenidos con el escáner 3D Handyscan de Creaform. (Créditos: MuseoTorino / Creaform)

Reconstrucción de la tumba de Seti I mediante escaneados LiDAR

En 2001, Factum Arte comenzó la documentación detallada de la tumba de Seti I en el Valle de los Reyes. El objetivo era crear una réplica de alta precisión del yacimiento arqueológico. Para ello, se utilizó el escáner FARO Focus 3Dx230 para medir la estructura arquitectónica y las relaciones espaciales dentro de la tumba. Este escáner LiDAR capturó la geometría de la tumba desde 70 posiciones diferentes, con una distancia media entre puntos de medición de 1,5 a 3 mm. Aunque la tecnología LiDAR proporciona datos espaciales precisos, no es suficiente para captar detalles finos de la superficie en alta resolución.

Para solucionar este problema, la Fundación Factum desarrolló el escáner 3D Lucida para capturar bajorrelieves, paredes pintadas y tallas, pudiendo captar hasta 100 millones de puntos por metro cuadrado. Esto les proporcionó una resolución tan alta que incluso las grietas y pinceladas más finas resultan visibles. Los datos de escaneado láser capturados se registraron en Faro Scene para generar una nube de puntos E57. Las fotos se optimizaron en Lightroom para mejorar la exposición, la claridad y el color, y los datos se importaron a Reality Capture para su posterior procesamiento. Allí se llevó a cabo una reconstrucción paso a paso. Las imágenes se dividieron por habitaciones, se alinearon individualmente y se exportaron en componentes. Por último, se registraron y fusionaron todos los componentes, utilizando los datos de escaneado láser como referencia precisa.

Una nube de puntos de escaneados láser y fotos fusionadas en RealityCapture. (Créditos: Fundación Factum)

Documentación digital de Polonnaruwa

El Polonnaruwa, en Sri Lanka, incluye las ruinas de un antiguo jardín creado por Parakramabahu I en el siglo XII. En marzo de 2019, un equipo llevó a cabo una campaña de campo de ocho días para documentar este importante sitio del patrimonio cultural. El objetivo era crear un registro digital de las ruinas y proporcionar datos para futuras restauraciones. La documentación se basó en una red de modelos digitales de dieciséis estructuras capturadas mediante escaneado láser y fotografía. A partir de los escaneados tridimensionales se obtuvieron planos de planta, secciones y alzados que proporcionaron una imagen completa del yacimiento arqueológico. Una de las principales ventajas de la fotogrametría es su método de registro sin contacto, especialmente importante cuando se estudia un monumento cultural. Además, el equipo combinó la fotografía terrestre y con drones con el escaneado láser para crear modelos de alta resolución, detallados en geometría y color. RealityCapture también resultó ser un complemento importante, ya que ofrecía la posibilidad de combinar fotografía y escaneado láser y procesar grandes cantidades de datos de forma eficiente.

Captura de pantalla de RealityCapture. (Créditos: RealityCapture)

Realización de películas históricas con escáneres 3D

No es ningún secreto que los conflictos y las guerras tienen un fuerte impacto en el patrimonio y la cultura. Irak, por ejemplo, es uno de los países que ha sufrido una mayor destrucción. Sin embargo, se trata de una región rica en historia, ya que en su día formó parte de Mesopotamia, la cuna de la civilización. Hace unos años, el cineasta Ivan Erhel inició un proyecto cinematográfico para documentar la riqueza cultural de esta zona. La historia trata de un hombre que quiere preservar lo que queda del patrimonio cultural iraquí utilizando las tecnologías 3D. Se han usado varias soluciones de Artec3D para escanear el país, desde pequeños objetos hasta muros de varios metros de altura. Ivan Erhel explica: “En varios momentos de la historia, Bagdad ha estado en la cima del mundo. Quizás ahora podamos reunificar un poco el país, y también recordar al mundo lo que todos debemos a Mesopotamia. El 90% de nuestra cultura se origina aquí, se lo debemos todo”.

El equipo utilizó el escáner Eva de Artec para digitalizar las paredes. (Créditos: Ivan Erhel).

Cartografía del Hukuru Miskiy de Malé, en las Maldivas

El Hukuru Miskiy de Malé, que traducido significa «La mezquita del viernes», es uno de los lugares históricos más importantes de las Maldivas. Actualmente figura en la lista provisional de la UNESCO de lugares Patrimonio de la Humanidad. El lugar, construido en 1658, incluye la estructura de la mezquita, el cementerio del siglo XVII y el minarete. Es el edificio más grande del mundo construido con coral. Para que el complejo de la mezquita sea inscrito oficialmente en la lista de la UNESCO, es necesario documentarlo detalladamente y llevar a cabo obras de conservación y renovación. Por ello, el Departamento de Patrimonio de las Maldivas encargó a Water Solutions Pvt Ltd la elaboración de un mapa en 3D del lugar, supliendo la falta de planos o documentos históricos relacionados con su construcción.

Water Solutions, una empresa especializada en cartografía y consultoría medioambiental, utilizó varias herramientas. Entre ellas, el escáner láser Leica BLK360, la estación total Leica Viva TS16 y el rover Leica GS18 T GNSS RTK. A pesar de las dificultades asociadas a los espacios confinados y a los intrincados detalles arquitectónicos, gracias a estos instrumentos capturaron todo el yacimiento arqueológico en tan sólo unos días. La digitalización del complejo permitirá preservar su arquitectura y apoyar futuros trabajos de restauración. Los datos recogidos se utilizarán para la rehabilitación del tejado y como base para la solicitud oficial de inscripción en la lista de la UNESCO.

Accesibilidad del patrimonio cultural con las tecnologías 3D

Entre las aplicaciones de la fabricación aditiva en el sector del arte y el patrimonio cultural se encuentra el trabajo de Hi.Stories, con sede en Italia. La misión de esta empresa es mejorar el patrimonio cultural mediante tecnologías 3D, aprovechando su potencial para crear piezas interactivas en lugares culturales. En concreto, Hi.Stories utiliza la impresión 3D para crear recorridos táctiles para personas con discapacidad visual y mejorar la accesibilidad de los museos. Además, la empresa imprime en 3D artefactos con fines educativos o que se prestan momentáneamente para que las instituciones culturales puedan mostrar copias al público.

Impresión en 3D de un antiguo escudo de armas. (Créditos: Hi.Stories)

Violín Paganini impreso en 3D para la mediación cultural moderna

Con motivo del 70 aniversario del Premio Paganini en 2023, el organizador del mismo nombre ideó una estrategia de marketing especial. El Premio Paganini colaboró con la empresa italiana 3DiTALY para imprimir en 3D el famoso violín «Il Cannone» del compositor y «violinista del diablo» Paganini. El original, fabricado por Guarneri, se encuentra en el Palazzo Tursi de Génova. Se midió mediante escaneado 3D y luego se reimprimió a escala 1:1. Para ello, 3DiTALY utilizó el proceso SLA y resina blanca. Un reto particular fueron los numerosos detalles y las estructuras de soporte necesarias, que tuvieron que retirarse cuidadosamente tras la impresión. A continuación, la pieza de la impresora 3D se equipó con cuerdas rojas de nylon.

Para el alcalde de Génova, Marco Bucci, el violín impreso en 3D no es sólo una inteligente iniciativa de marketing, sino también un moderno enfoque de la educación cultural. El violín pretende despertar el interés por la historia (de la música) y dar nueva vida a la polvorienta imagen de Paganini. “Se trata de una gran iniciativa promocional para el Premio Paganini, que también será popular entre los jóvenes. El «Cannone» en 3D es una oportunidad extra que brindan las nuevas tecnologías, y puede llevarse a los colegios y a toda la ciudad para contar la historia de Paganini de una forma poco convencional”, dice Bucci.

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