lunes, 26 de octubre de 2009

Documentación geométrica muralla romana de Zaragoza

Transcribo aquí el artículo aparecido en el nº 6 de la revista KAUSIS

DOCUMENTACIÓN GEOMÉTRICA DE LA MURALLA ROMANA EN EL Nº 2-4 DE LA CALLE MÁRTIRES DE ZARAGOZA MEDIANTE ESCANEADO LÁSER 3D


Fco. Javier Gutiérrez González, GrupoEntorno
Jorge Angás Pajas, 3D Scanner Patrimonio e Industria. Spin-Off Universidad de Zaragoza

Zaragoza, a 11 de marzo de 2009


Agradecemos la invitación del consejo director de la revista para tratar de un tema de gran actualidad y del que empiezan a conocerse ejemplos interesantes, como es la documentación geométrica del patrimonio histórico artístico, en el ejemplo del trabajo realizado sobre los restos conservados de la muralla romana en el subsuelo de los números 2 y 4 de la calle Mártires de Zaragoza, a la entrada del céntrico “tubo” de la ciudad. Estos trabajos no habrían sido posibles sin la destacada colaboración de la familia Lalmolda, cuyo aprecio y respeto por el patrimonio arqueológico permitirá a todos los ciudadanos conocer estos restos, tanto in situ como a través de la documentación que aquí presentamos.
Es nuestra intención en este artículo difundir un método de documentación que destaca por su precisión y perdurabilidad, así como por permitir una revisión permanente de los datos arqueológicos, que en muchas ocasiones pueden resultar deteriorados por el tiempo o perdidos por multitud de factores. Pero, además, en situaciones de urgencia de distinta índole (como una inminente ruina de los restos, necesidad de rapidez en la obra, etc.), resulta de una ayuda inestimable y el método definitivo.
El presente trabajo ha sido realizado en colaboración estrecha entre los profesionales de la topografía y de la arqueología, como no puede ser de otra forma, pues ni uno ni otros pueden suplantar ni solucionar las parcelas de ambos. Existen ya ejemplos de notables trabajos de topografía que pretenden explicar restos histórico-arqueológicos, que fallan lamentablemente en esto último; del mismo modo que muchas antiguas publicaciones arqueológicas recogen errores de topografía, algo que afortunadamente cada vez sucede con menor frecuencia.


Investigaciones en el solar y restos hallados de la muralla romana.

En 2005 realizamos catas verticales en los muros maestros de las tres plantas más bajas del edificio y otras dos en las zonas practicables de los sótanos, en las que pudimos valorar la presencia de la muralla, en sus dos materiales constitutivos: el opus caementicium y la sillería de arenisca y caliza.
Entres 2007 y 2008 hemos realizado el seguimiento del vaciado y la excavación arqueológica de las zonas positivas del solar en las que se ha completado el conocimiento de los restos contemporáneos, modernos y medievales, en su mayoría atarjeas de desagües y pozos ciegos, así como la estructura de la muralla romana y el reaprovechamiento de su cara exterior de sillería en época medieval y moderna en los medianiles compartidos con el edificio de la calle Coso nº 43.
La muralla romana y sus implicaciones históricas serán tratadas en un trabajo específico en otra revista especializada, por lo que ahora presentamos sólo una escueta descripción, pues además se corresponde bien con la realizada por ESCUDERO, DE SUS en 2003 (pp. 399-406). La base de la estructura es una cimentación de opus caementicium sobre la que se levantó, al menos, un muro interior (hacia la ciudad) y un relleno del mismo material, aunque aparentemente con menor colocación de los caementa de piedra caliza. Este relleno pudo estar contenido por otro muro paralelo al primero citado, ésta vez hacia el exterior de la ciudad, aunque aquí no lo hemos hallado. Posteriormente a esta estructura, se añadió por el exterior otra cimentación, esta vez en capas alternativas (cinco) de piedra caliza informe y argamasa de cal. Sobre esto se asentó la sillería de piedra, que en sus dos primeras hiladas es siempre de arenisca, mientras que luego es ya mayoritariamente de piedra caliza.
En este solar hemos coincidido también con uno de los torreones que jalonaban el perímetro de la muralla pétrea. Aunque sólo conservado en sus arranques, presenta características similares a los ya conocidos. Su hilada exterior de piedra parece configurar un interior hueco, aunque eso está aún en discusión, pues las sucesivas reutilizaciones posteriores como espacios de viviendas han destruido, también aquí, gran parte de su estructura interior.
Por lo que respecta a la alineación, continúa los tramos conocidos a ambos lados bajo el solar del centro comercial Puerta Cinegia y los del Teatro Principal o el del Coso con la Calle Eusebio Blasco.


Métodos de documentación del patrimonio cultural a través de la tecnología láser escáner: un cambio conceptual por descubrir.

La documentación del patrimonio histórico a través de la tecnología láser escáner 3D constituye una pieza clave en la fiel representación y caracterización, además de constituir un verdadero archivo documental geométrico totalmente reproducible diacrónicamente, utilizándose del mismo modo como una herramienta de control de cualquier tipo de alteración estructural.

Actualmente la introducción de la tecnología pionera láser escáner 3D ha supuesto una revolución en cuanto método y resultados en el campo de la documentación y análisis geométrico del patrimonio cultural, a través de una recogida y almacenaje masivo de datos operativos generado por un barrido láser.

Su aplicación se utiliza con el fin de documentar y analizar cualquier elemento o estructura en múltiples campos o disciplinas, bien sean relacionadas con la conservación y restauración del patrimonio cultural (arquitectura, arqueología, paleontología), o bien conectados con otros campos afines a la ingeniería, industria u obra civil. No hay que olvidar un incipiente tercer campo de aplicación relacionado con estudios medioambientales, con el fin de predecir y controlar la erosión de suelos, estudios hidráulicos, documentación del paisaje y SIG, análisis de zonas de difícil acceso, etc.


En todas sus disciplinas adquiere un largo etcétera en cuanto sus múltiples usos y aplicaciones relacionándose sucesivamente, en un continuo proceso, unas ideas con otras en un largo camino todavía por descubrir.
Una cuestión, sin embargo, resulta unánime por todos los especialistas: es el futuro inmediato respecto a la documentación gráfica y geométrica del patrimonio cultural, un modo de registro que cambia metodologías de trabajo, con todos los inconvenientes que genera en la representación bidimensional. Desterrando de este modo los clásicos alzados en 2D de cualquier estructura arquitectónica, como una herramienta más y no como un producto final. Resulta un largo proceso discordante entre tecnología y metodología donde el único límite sólo viene fijado por nuestra imaginación.

A través de esta valiosa información tridimensional se obtienen modelados y visualizaciones 3D imprescindibles como una eficaz herramienta para cualquier estudio o análisis más exhaustivo, con el fin de establecer una precisa documentación, registro y análisis exacto, de cualquier tipo de estructura ya sea mueble o inmueble, además de su valía como documentación gráfica.

Al mismo tiempo, permite crear por primera vez dentro del campo patrimonial un verdadero archivo documental geométrico totalmente objetivo, desligado de cualquier tipo de interpretación por parte del técnico, generando un modelado totalmente reproducible cuantitativa y cualitativamente a cualquier escala, de manera eficaz y sobre todo de manera fiel al elemento, pudiéndose detectar sincrónica o diacrónicamente cualquier tipo de alteración o patología milimétrica en su morfología.

La utilización de nuevas tecnologías en la caracterización y documentación del patrimonio tiene que ir combinado al desarrollo de nuevos métodos científicos que profundicen cuantitativa y cualitivamente. En muchas ocasiones la complejidad de estas nuevas técnicas aleja la comprensión interdisciplinar, sin embargo en el estudio del patrimonio cultural tan importante es su análisis científico como su posterior comprensión y divulgación. Por ello apostamos en la documentación de cualquier elemento patrimonial tanto por una metodología combinada y asociada en beneficio de un análisis científico más completo que permita una rica documentación gráfica texturizada además de un control preventivo de la morfología.

Toda esta riqueza científica adquiere un mayor significado si viene acompañada y dirigida hacia una divulgación a través de la creación de un entorno Web 3D que permitan una visualización y análisis instantáneo con una valiosa información gráfica y métrica de la nube de puntos generada.

Uno de los objetivos de la implantación de la tecnología láser escáner 3D, optimizar en tiempo y costes, obteniendo una precisa documentación, análisis y control de cualquier elemento, mientras de igual manera se produce un significativo aumento cuantitativo y cualitativo del producto final acompañado por un método divulgativo con un libre acceso on line a nivel de usuario que haga más efectivo su carácter técnico-científico, hecho que sin duda redunda en una mejor comprensión de todo el público en general.

Las ventajas que ofrece esta aplicación respecto al producto final que obtenemos se basa en la gran calidad del proceso de adquisición de datos a través del escaneado láser, junto a una labor de tratamiento y postproceso de los datos obtenidos en el terreno. Se obtiene de esta manera un amplio abanico de resultados: desde planimetrías de secciones, plantas o alzados arquitectónicos conservando la textura original del modelo, hasta ortoimágenes rectificadas, modelados tridimensionales, visualizaciones en Web, videos interactivos, comparación de estructuras y análisis de patologías arquitectónicas.

En todo el proceso metodológico de las aplicaciones del láser escáner al campo patrimonial encontramos varios puntos conceptuales que debemos aclarar:
1. Gestión informática de la información generada. Cada aplicación requiere un tratamiento o técnica individualizada tanto de campo como de procesamiento de software. Creación de archivos documentales del monumento en una fecha concreta. Es necesario crear soportes de seguridad y almacenamiento, si bien reducido a archivos ASCII que puedan ser importados y tratados en un futuro.
2. Representación gráfica en soportes bidimensionales. El trabajo e implantación con la tercera dimensión requiere de un largo cambio conceptual de la cultura metodológica heredada. Mejorando tanto cualitativa como cuantitativamente el resultado final.
3. Acceso público de la información. Proceso de democratizar los resultados 3D a nivel de usuario a través de un consenso técnico, científico, y de propiedad intelectual. Si bien ligado con el punto 2, los datos generados tienen que ser familiares hasta un cierto punto con cualquier público en general para facilitar el tratamiento.


Documentación de la muralla romana en nº 2-4 de la calle Mártires de Zaragoza.

El proceso de documentación a través del láser escáner se realizó en dos diferentes fases de octubre de 2007 y de agosto de 2008, cuando finalizó la excavación arqueológica de todo el solar. La compleja morfología del solar, típica de un casco histórico, y las necesidades propias de la obra, ha exigido realizar el proceso en varios periodos y no se pudo documentar en un único momento todo el yacimiento de manera íntegra. Por este motivo ha sido necesario plantear un proceso metodológico de documentación en diferentes fases, de manera que pudiesen ser integradas, una vez finalizado el proceso de documentación. Para ello se elaboró en la Fase I un sistema de coordenadas topográfico apoyándose en la propia red de coordenadas absolutas del Ayuntamiento de Zaragoza, con el fin de proporcionar la base para encajar las diferentes fases. La topografía por este motivo, adquiere una importancia tal que fundamenta todo el trabajo posterior del escáner, representa la base de todo el proceso metodológico. El carácter relevante del proceso previo de topografía clásica se establece al proporcionar los diferentes puntos de control para unir los diferentes escaneados dentro de un mismo sistema; además sirve también de referencia externa que permite controlar y ampliar diacrónicamente la estructura o cualquier fase de excavación arqueológica, lo que implica un control dimensional sobre el modelo previo; además es otro testigo que garantiza la precisión final del modelado obtenido.

El proceso queda sintetizado:
FASE I. Octubre de 2007. Zona Noreste.
1. Disposición de un sistema de bases topográfico sobre el terreno.
2. Referenciación a un sistema de coordenadas externo a través de topografía clásica.
3. Proceso de varios escaneados y texturización de las estructuras arqueológicas evidentes.
4. Postproceso de la FASE I. Modelado 3D, planimetrías, diferentes secciones, transversales y longitudinales, ortofotos de planta y alzados, productos multimedia del modelo 3D.
FASE II. Agosto de 2008. Zona Suroeste.
1. Continuación del escaneado en la nueva zona excavada de la muralla.
2. Enlace topográfico con el sistema de coordenadas de la Fase I.
3. Encaje de las dos bases de datos generadas en las Fases I y II.
4. Modelado 3D y postproceso de todo el conjunto monumental asociado.
5. Informe final sobre todos los datos generados.

La información y datos generados tienen que estar estrechamente relacionados con los objetivos fijados del trabajo previo. Este factor puede resultar obvio, pero hemos podido comprobar que, en muchas ocasiones, en los procesos de escaneado queda empañado el objetivo prioritario, que sin duda debe ser totalmente independiente de cualquier técnica y no quedar subordinado el medio al fin y con ello generar una discordancia. Por esta razón el orden lógico es que una vez fijado los objetivos y resultados, se establece la técnica necesaria.
Respecto a los datos generados, cada trabajo es totalmente particular y requiere de una metodología adaptada a los problemas que se quieren solventar. El hecho concreto de las murallas en C/ Mártires 2-4, ha requerido en primer lugar de la generación de una ortofoto a la cota absoluta precisa. Sin esta tecnología sería totalmente inconcebible poder seccionar el modelo 3D en la cota requerida y poder establecer una ortofoto. Resulta necesario no olvidar también que la propia estrechez de la morfología del solar impediría su realización a través de una cámara métrica; este requerimiento de extracción de una planimetría en 2D del modelo tridimensional va unido a la metodología arqueológica de la documentación y posterior publicación en soportes físicos.
Otro tipo de información generada además de las diferentes secciones longitudinales y transversales, convierte los datos brutos 3D, en datos que puedan ser visualizados, gestionados y analizados en estándares informáticos a nivel de usuario. Este hecho además contribuye poco a poco a un cambio conceptual y metodológico que hace fácilmente intercambiable la información postprocesada. La normalización de un método a través de estándares contribuye a un proceso de permeabilización y comprensión técnica. Por ello el resto de datos generados en las murallas a través de archivos HTML y PDF facilita la gestión tridimensional. Un camino por descubrir e investigar va directamente ligado a la gestión de los mismos archivos en bases de datos y/o servidores comunes a modo de archivo documental, que en cualquier tiempo o espacio seamos capaces de reproducir tanto gráfica y métricamente cualquier elemento de nuestro patrimonio cultural.


Propuesta de conservación y exhibición permanente
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El proyecto de integración de los restos arqueológicos en el edificio de locales y oficinas, redactado por el despacho OLANO Y MENDO ARQUITECTOS S. L., los promotores han primado el respeto absoluto a la integridad del patrimonio histórico-artístico sobre la base de las prescripciones de la Dirección General de Patrimonio Cultural de Gobierno de Aragón, de modo que se maximice su disfrute por los ciudadanos que accedan al mismo, al tiempo que logra el máximo posible aprovechamiento comercial del espacio; todo ello mediante un profundo estudio estructural que permite construir alrededor de la muralla con elementos poco intrusivos y estilizados para optimizar la visibilidad de las estructuras conservadas.
En el momento de entregar estas líneas, ya están bien avanzados los trabajos de construcción y podemos afirmar que en los puntos más adecuados para su comprensión se instalarán paneles explicativos de los restos, con lo que este edificio será un ejemplo de tratamiento del patrimonio arqueológico en el proceso de edificación.


Bibliografía.

BELTRÁN, F. (Ed.) (2007): Zaragoza. Colonia Caesar Augusta, Serie Ciudades romanas de Hispania. Las capitales provinciales, 4. Ed. «L´Erma» di Bretschneider.
CAMPANA, S.; FRANCOVICH, R. (2006): Laser Scanner e GPS. Paesaggi archeologici e tecnologie digitali 1, Firenze.
ESCUDERO, F. DE A.; DE SUS, M. (2003): “La muralla romana de Zaragoza, en Defensa y territorio”, en MORILLO, A. (Coord.) Hispania de los Escipiones a Augusto. Espacios urbanos y rurales, municipales y provinciales, Universidad de León - Casa de Velázquez, pp. 391-425.
FORTE, M. (2003): Mindscape: ecological thinking, cyber anthropology and virtual archaeological landscapes, en FORTE, M.; RYAN WILLIAMS, P. (Eds.), The reconstruction of Archaeological Landscapes through Digital Technologies, BAR International Series S1151, Oxford, pp. 95-109.
LODEIRO, J. M. (1995): “Aplicaciones de la topografía en la documentación arquitectónica y monumental” Madrid.
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SANCHIRICO, C. (2007): Elementi di topografia archeologica, Siena.
SGRENZAROLI, M.; WOLFART, E. (2002): “Accurate Texture-Mapped 3D Models for documentation Survey and Presentation Representation Purposes”, en Proceeding of the CIPA WG 6 on Scanning of Cultural Heritage Recording, Corfù, Greece, pp. 148-155.
SERRETA A.; ANGÁS J. (2008): “Documentación y representación del patrimonio altoaragonés mediante técnicas escáner 3D. Representación de Santa María de Iguacel (Jaca)”. Proyecto de investigación financiado por el Instituto de Estudios Altoaragoneses (2007-2008).
VALLE MELÓN, J.M. (2007): Documentación Geométrica del Patrimonio: Propuesta conceptual y metodológica. Tesis doctoral. Universidad de La Rioja.


Vista general de los restos desde el noreste


Vista de la cara interna del forro exterior de sillares


Ortofoto generada a través de una vista nadiral



Restos del torreón, visto desde el sur



Cimentación de opus caementicium de la muralla, lado norte (interior de la ciudad romana)


Detalle de la cara interna del forro exterior de sillares, lado Este

2 comentarios:

Mono Gramático dijo...

Hola Francisco Javier (la verdad es que no sé como llamarte, Javi, Paco, Guti o con el nombre entero).
Soy Roberto Lérida, autor del blog Aragón Romano y de la web del Patrimonio ROmano de Aragón; gracias por tus enlaces a ellos en tu blog y enhorabuena por tu blog y tu interesante trabajo. He hecho un enlace y actualización de tu blog en el mío para estar al tanto de tus trabajos y novedades. Gracias por compartirlas con los demás. Un saludo.

Francisco Javier Gutiérrez González dijo...

Muy agradecido. Lo mismo pienso de tu blog.
Hasta la próxima