Artec Eva revela los secretos de un naufragio de 829 años de la era post-vikinga

Durante la extensión del puerto marítimo de Wismar en Mecklemburgo-Pomerania Occidental, Alemania, los arqueólogos descubrieron una serie de naufragios. Uno de ellos, el último en ser descubierto, estaba a solo 9.8 pies (3 metros) de agua.

El agua del mar Báltico y el limo del puerto habían preservado casi perfectamente las vigas del naufragio, debido a que el ambiente del lecho marino del puerto era anaeróbico, con una alcalinidad muy baja, casi sin bacterias o podredumbre, y sin lombrices de madera.

Midiendo aproximadamente 78,7 pies (24 metros) de largo por 13 pies (4 metros) de ancho, el gran barco de cubierta abierta se remonta a alrededor de 1188. Más tarde, el escaneo 3D mostraría que se había construido completamente con hachas y azuelas, y la dendrocronología reveló que las maderas de roble y pino de la nave eran del oeste de Suecia. Tenía el tamaño estimado de una tripulación de 8-12 hombres.

"Es un descendiente de los barcos vikingos", dijo el Dr. Jens Auer, arqueólogo marítimo y líder del proyecto, "y fue enterrado bajo arena y sedimento a lo largo de los siglos". Continuó: "Era un barco de cargamento muy pesado, un diseño nórdico, construido con gran cuidado y durabilidad ... con tablones de pino superpuestos, estilo clinker, con una hermosa construcción curva ... hecho durante un período de tiempo relativamente pacífico, muy probablemente transportaba cargamentos como madera, piedras o incluso pesados ​​cargamentos de cerveza".

"Cuando levantamos el naufragio del mar, nos sorprendió lo fresca que se veían las maderas de pino, como si hubieran sido cortadas el día anterior", dijo Auer.

Para comparar los tres naufragios en términos de sus estilos originales de construcción, la primera y la segunda fueron naves de fondo plano y puntiaguda de estilo vikingo, respectivamente, mientras que la tercera nave, conocida como la "Gran Nave", fue un buque de carga extremadamente fuerte con una vela cuadrada, construido para transportar cargas pesadas alrededor de la región del Mar Báltico.

El siguiente paso de los arqueólogos fue estudiar y documentar completamente el naufragio, tanto para preservarlo como un valioso patrimonio cultural, como para comprender todo lo posible sobre este tesoro arqueológico único para las generaciones modernas y futuras de investigadores, entre otros.

Pero fue una carrera contra el tiempo. Se acercaba el invierno, y las maderas ahora expuestas que descansan debajo del agua sedimentada serían cada vez más vulnerables a los daños. Tuvieron que actuar con rapidez, para levantar el naufragio del piso del puerto y comenzar rápidamente el proceso de estudio y documentación de las maderas supervivientes con los niveles más altos de control.

Cuando Auer observó cómo se había escaneado y documentado en 3D en el pasado, y con qué tecnología, se dio cuenta de que no había manera de que pudieran limpiar, escanear, procesar, describir, anotar y fotografiar los 228 tablones de la Gran Nave, incluso teniendo un periodo de un año.

Auer reunió al mejor equipo de especialistas que pudo encontrar: invitó al especialista en grabaciones 3D y arqueólogo marítimo Thomas Van Damme de Ubi3D, quien trajo consigo un flujo de trabajo único para escanear y anotar mallas 3D en Rhino, como se explica a continuación. El arqueólogo Massimiliano Ditta, a cargo del escaneo 3D, junto con la fotogrametría y la especialista en grabación 3D Marie Couwenberg de Bélgica, y el arqueólogo marítimo Benjamin Halkier de Dinamarca.

"Tomamos una semana para decidir exactamente cómo realizar el escaneo, qué procesos y métodos usar, y en qué orden", dijo Auer.

Habían estado utilizando el escáner Faro Arm 3D, un escáner de contacto. Al poner el escáner en contacto directo con el objeto que se está escaneando, los puntos individuales se escanean, se convierten en sólidos y, finalmente, en modelos 3D. Es un proceso largo y lento, y requiere técnicos expertos para que todo salga bien.

La experiencia pasada les mostró que, incluso trabajando todo el día, podrían, como máximo, escanear y anotar completamente solo 1.5 tablones/día. Con 228 tablones en espera de ser escaneadas, esto pone su tiempo para completar el proyecto en más de un año. Eso era simplemente demasiado lento, y por eso tenían que encontrar otra manera.

Durante su tiempo en la evaluación del impacto ecológico y el trabajo de preservación de naufragios en un proyecto anterior, Auer fue presentado al escáner 3D profesional Artec Eva por los distribuidores expertos de Artec, KLIB, quienes cuentan con una certificación Gold. Eva es un escáner 3D liviano a todo color que se usa en una variedad de industrias, incluida la arqueología y la ingeniería inversa. Auer estaba muy impresionado por lo que vio. Como prueba final, probó a Eva en algunas maderas húmedas. Cuando vio la rapidez y la precisión con que el escáner de luz estructurada de mano capturó todo el espectro de detalles de las maderas, tomó su decisión de inmediato y eligió a Eva.

Y así, con la fuerte recomendación de Auer, el equipo siguió adelante con el uso de Eva para trabajar con el Gran Barco.

"Normalmente se habría necesitado un año para escanear y anotar todas estas maderas a la antigua usanza, pero con Eva, ¡hicimos todo en solo un mes!", Dijo Auer.

El proceso de escanear las maderas con Eva fue el siguiente:

El escaneo tuvo lugar en un almacén de Schwerin, no lejos del famoso Castillo de Schwerin.

"7 tablones / día, que incluyen limpieza, escaneo, anotación, descripción, fotografía... 228 tablones en 33 días por un equipo de 4 personas", dijo Massimiliano Ditta.

Todos los días, 7 maderas se preparaban para escanear, 2 de ellas se secaban y se escaneaban de una en una, mientras que las otras 5 restantes esperaban bajo paños mojados. La razón de esto es que algo más de 20-30 minutos de exposición al aire seco causaría que las maderas empezaran a doblarse y romperse.

"Escanear los cuatro lados de cada madera de 26.2 pies de largo (8 metros), .7-1.1 pulgadas de espesor (2-3 cm) tomó solo 5-10 minutos", dijo Massimiliano Ditta.

"A pesar de que a Eva era nueva para mí, y tuve que tomarme un poco de tiempo para acostumbrarme, me gusta mucho... nos ahorró mucho tiempo y fue muy cómodo de usar, especialmente en comparación con el escáner de contacto de Faro", dijo Ditta.

Continuó: "Escudriñamos algunas de las vigas de madera en sus costados, mientras que otras, debido a que estaban demasiado inclinadas cuando las colocamos en posición horizontal, debieron ser suspendidas por cuerdas del techo y las escaneamos de esa manera".

Van Damme explicó el proceso completo, que creó y luego refinó con Auer, Ditta y los demás durante el proyecto, y luego lo presentó en una conferencia de ISBSA.

“Primero, se escaneó cada tablón, los cuatro lados y los escaneos fueron procesados convertidos en hermosas mallas texturadas a todo color en Artec Studio. Estas son las réplicas digitales más ideales de las maderas. Desde allí, estos se exportaron como archivos OBJ a Rhino 5 para su anotación".

“Luego, en Rhino, cada característica de la madera estaba completamente anotada, a través de la función PolylineOnMesh, almacenada en capas separadas, precisamente en el lugar donde se encontraba en la madera. Estas notas incluían detalles sobre cada corte y marca de corte, todos los orificios de los clavos, todos y cada uno de los pequeños rasguños, el propio grano de madera, qué tipos de clavos se usaron, ya sean clavos de hierro o clavos de madera, qué herramientas se utilizaron para la construcción, si hubo signos de reparaciones, qué tipo de madera se usó, e incluso de qué parte (s) del árbol proviene la madera, ya sea el tronco o la rama, etc. "

"Durante este proceso de anotación, no solo teníamos las mallas de textura digital con nosotros, sino que también estábamos mirando la verdadera madera física que teníamos delante, la cual examinamos muy de cerca".

“Siguiendo estos dos pasos, produjimos dibujos técnicos en 2D para todas las maderas, uno por uno, con todos los detalles. Estos dibujos son básicamente versiones destiladas de los modelos 3D, que muestran solo la información interpretada que es relevante para los investigadores, incluido el contorno de la madera y las secciones transversales para mostrar su forma, y las polilíneas codificadas por colores que muestran las diversas características que anotamos en la madera en Rhino. Al tener un dibujo técnico en 2D de la madera, otros investigadores pueden "entender" la madera con un solo vistazo ", dijo Van Damme.

"La gran ventaja de Artec Eva fue que, en comparación con la fotogrametría, era mucho más fácil de usar, lo que significa que incluso las personas con relativamente poca experiencia en el escaneo 3D podrían llevar a cabo la documentación, además fue más" divertido" y "ergonómico” para escanear las maderas de esta manera, en lugar de tomar más de 300 imágenes de cerca de cada madera desde ángulos incómodos", explicó Van Damme.

Estos dibujos técnicos, así como las vistas en 2D de las mallas texturizadas de la madera y las descripciones escritas de cada una se agregaron al Catálogo de Madera al final del informe publicado, y esto ha permitido a los investigadores examinar cada madera en detalle. El catálogo de madera contiene una leyenda que explica a qué se refieren los distintos colores en el dibujo técnico.

“En el pasado, todos los bordes de las maderas debían rastrearse utilizando un digitalizador de contactos (como FaroArm), que consumía mucho tiempo. Lo bueno de nuestro enfoque es que Rhino tiene herramientas que convierten automáticamente el escaneo anotado (la malla 3D texturizada + las capas que contienen las polilíneas que dibujamos para interpretar las maderas) en un dibujo técnico. "Así que los dibujos lineales en 2D se generan esencialmente a partir de los escaneos anotados, sin que tengamos que rastrear todos los contornos de la madera", dijo Van Damme.

Cuando se trató de reconstruir digitalmente toda la nave a partir de las mallas de alta resolución de las maderas supervivientes, hubo un pequeño problema: algunas de las maderas no estaban tan intactas como otras. Auer explicó lo que eligieron hacer: "El lado del puerto se conservó casi por completo, simplemente tomamos el lado que escanearon con Eva y reflejamos eso, creando así toda una nave desde el lado que Eva había capturado de forma tan hermosa".

Massimiliano Ditta 3D imprimió todas las maderas para crear una versión pequeña de la nave. "Imprimí en 3D el naufragio a escala 1/20 en polvo de yeso, para reconstruir el naufragio exactamente como estaba, así como para ayudar a identificar la posición de varios elementos sueltos".

El modelo a pequeña escala se utilizará para diversos tipos de análisis científicos, como hidrostático, CFD (dinámica de fluidos computacional), etc., así como para difusión pública, para mostrar a los visitantes y personas de todo el mundo, a través de Internet cómo se veía el barco original.

Auer y Ditta escanearon el modelo del Gran Barco con su recién adquirido Artec Space Spider, un escáner 3D en color de muy alta resolución que sobresale en la creación de réplicas digitales impecables de incluso los objetos más intrincados.

Auer dijo que todo el proyecto ha funcionado tan bien que la Oficina de Cultura y Conservación de Mecklenburg-Vorpommern ha comprado recientemente el nuevo escáner 3D de mano profesional de Artec, Artec Leo, y espera que se entregue pronto. Leo es un galardonado y revolucionario escáner 3D que incluye una pantalla táctil incorporada y ofrece una experiencia de escaneo completamente inalámbrica.