suplemento neo año 7, número 83 (2015)

8/20/2019 Suplemento Neo Año 7, Número 83 (2015)

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SUPLEMENTO DE INNOVACIÓTECNOLOGÍA E INVESTIGACIÓDEL SEMANARIO PUNTOEDU

CON AYUDA DE DIFERENTES HERRAMIENTAS,EL GRUPO ENGINEERING & HERITAGEELABORA MODELOS COMPUTARIZADOSQUE PERMITEN CONOCER MEJOR NUESTRASEDIFICACIONES PATRIMONIALES.

Modelotridimensional

AÑO 7 ● N° 83 ● OCTUBRE 2015

IMAGEN 3D: G


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Hace unos meses, un grupode expertos internacionales

en conservación de patrimonio,procedentes de universidades dePortugal y EE.UU., visitó la PUCPy alabó la calidad de las investi-

gaciones que se desarrollabanen nuestra casa de estudios re-lativas a dicha área, así como losexcelentes equipos con los quecuenta el Laboratorio Interdis-ciplinario de Investigación en el

Registro, Diagnóstico y Conservación del Patrimonio. El grupoEngineering & Heritage trabajaen ese contexto, investigacionecomo las que presentamos en presente número.

ANÁLISIS DE NIVEL

LOS TRABAJOS QUE REALIZA EL GRUPO ENGINEERING& HERITAGE DE LA PUCP EN LA IGLESIA SAN PEDRO DE

ANDAHUAYLILLAS Y LA HUACA DE LA LUNA AYUDARÁN ATRAZAR NUEVAS ESTRATEGIAS PARA LA CONSERVACIÓN DE

LOS MONUMENTOS HISTÓRICOS QUE POSEE NUESTRO PAÍS.» Escribe

ISRAEL GUZMÁN

Amás de tres mil me-tros de altitud, losrayos del sol atra-

viesan el cielo dela serranía cuzque-ña e impactan de

lleno en la fachada de la iglesiaSan Pedro de Andahuaylillas. Susrecias columnas de piedra enmar-can pinturas murales de tonosarcillosos y verdes que rodean lapuerta principal, y que, a su vez,contrastan con la sensación gene-ral de austeridad que proyectansus blancas paredes exteriores y

su único campanario. Todo estocambia apenas el visitante atravie-sa el umbral de sus gruesas puer-tas de madera: inmensos marcoslabrados y recubiertos de pan deoro rodean pinturas murales que

revisten casi la totalidad de susparedes. El techo y sus vigas estáncompletamente decorados conmotivos naturalistas y florales,mientras que las esculturas re-ligiosas del altar principal y susmarcos de pan de oro son la defi-nición misma de la abrumadorapresencia ornamental que marcó

EDITORIAL

el barroco. No en vano le dicen la“Capilla Sixtina de América” y fuedeclarada Patrimonio Monumen-tal de la Nación en 1972. Con solo

verla es capaz de hacernos viajar varios siglos en el pasado y, para

entender mejor cómo conservarla,el grupo Engineering & Heritage(E&H) la visitó en julio de este año.

CONSERVACIÓN“Hacemos un proceso de ingenie-ría inverso”, resume el Dr. Rafael

Aguilar, docente del Departamen-to de Ingeniería y coordinador del

EL GRUPO

EN LA HUALUNA SOBRMUROS Y EENSAYOS DACTUALMECOMPLETACARACTERFÍSICA, QUMECÁNICA ADOBES QUFORMAN.

CERCANO

Patrimonio


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| PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ |

SUMA RIO

ENTREVISTA 4-5Dr. Luis Jaime Castillo

INFOGRAFÍA 6-7Modelamiento en 3D

EL EQUIPO 9Engineering and Heritage

EN CONTEXTO 10Escáner portatil

LIBROS 11Procesamiento de imágenes

EN VOZ ALTA 12Dr. Rafael Aguilar

GRUPO E&H

grupo. El primer paso es levantel ‘cascarón’ externo. “Al hacer modelo en 3D de una edificacióen este caso la iglesia, podem

ver su geometría exacta y analizsu comportamiento en el modecomputarizado”, indica.

Fundado oficialmente el a

2013, Engineering & Heritage (A vanced Engineering Analysis aMonitoring of Heritage Strucres) es un grupo interdisciplinrio que reúne a ingenieros civi–muchos de ellos estudiantes deMaestría en Ingeniería Civil–, genieros electrónicos, arqueólog

y arquitectos. Asimismo, cuencon socios internacionales de Ptugal, Canadá y Estados Unidos

Aguilar llegó a la PUCP en

2003 para estudiar la Maestría Ingeniería Civil, luego de concluel pregrado en dicha carrera enUniversidad Nacional de San Annio Abad, del Cuzco. Desde entoces se dedicó al análisis estrucral, pero fue en el 2007, al segusu doctorado en la Universidado Minho de Portugal, que trab

jó con un grupo especializado analizar estructuras existentes albañilería y patrimonio.

“Cuando volví a Lima, en 2011, intenté continuar estudiado e investigando nuestro patmonio, porque es un tema qtiene mucho por desarrollar enPerú”, comenta. Es así que, desel 2012, unió esfuerzos con el DBenjamín Castañeda, docente dDepartamento de Ingeniería y


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especialista en procesamientode señales de imágenes médicas,para laborar de manera comple-mentaria. Tenían muchas ideas,pero aún no contaban con equi-pos para este tipo de estudios.Luego de elaborar algunas pro-

puestas, en el 2013 ganaron elfinanciamiento de la Direcciónde Gestión en Investigación (DGI)para desarrollar trabajos en laHuaca de la Luna, ubicada en el

valle de Moche (La Libertad), enla que, además de tomas pun-tuales en 3D de algunos muros,realizaron, sobre todo, ensayosde geofísica, dirigidos por el M.Sc.Guillermo Zavala. “Como nuestrafilosofía es ser lo menos invasivos,

utilizamos herramientas que nospermiten tener resultados com-parables a los que tendrías con latécnica tradicional, la cual horadael suelo”, comenta Aguilar. Ya másafianzados, en el 2014 obtuvieronfinanciamiento del Fondo para laInnovación, Ciencia y Tecnología(FINCyT, hoy Innóvate Perú), quepermitió mejorar el LaboratorioInterdisciplinario de Investiga-ción en el Registro, Diagnóstico y

Conservación del Patrimonio, enel que ahora trabajan, conocidotambién con el nombre del grupo.

Drones, un escáner láser, ungeorradar, sensores de vibración

y ultrasonido, una cámara termo-

ene

Dr. Luis Jaime Castillo, docente delDepartamento de Humanidades

ENTREVISTA

¿Qué tan novedosas son las

técnicas del grupo E&H?En la PUCP hay una nueva

generación de ingenieros dedica-dos a la conservación de patrimo-nio que va un paso adelante. Nose basa en conocimiento intuitivoexperimental, sino en medicionescon la instrumentación adecuada.Esto es bastante novedoso en elPerú, porque hasta ahora todo hasido empírico. Han habido proce-sos de restauración que, a la larga,

han destruido monumentos. Estegrupo lleva el análisis a un aspec-to mucho más instrumental y conuna mayor base científica.

¿Qué particularidades tienen lasedificaciones consideradas comopatrimonio cultural?Para empezar, no están hechasde acuerdo con el código deconstrucción. Sin ir muy lejos,ningún edificio de Barrios Altos

tiene paredes reforzadas. ¿Quéhacer? No se puede tirar abajouna catedral ni un edificio únicode una zona monumental paraponer concreto y cemento. Tie-nen que tener un tratamiento di-ferente, y eso hace que la arqueo-logía, la historia, la ingeniería y

la arquitectura se reúnan alred

dor de estos edificios y propogan diferentes estrategias.

¿Qué tipo de trabajos desarrllan en la Huaca de la Luna?La Huaca de la Luna es uno de lmonumentos más interesanque hay por sus pinturas mules en relieve, las cuales, inclurevisten muros y plataformas adobe construidas sobre la ladede una montaña. Antes de decid

cómo reforzarla o protegerla, debe estudiarla. El trabajo de uinvestigador es distinto al de restaurador. Nosotros no vampara reparar, sino para recomedar lo que se tiene que hacer cuado se encuentra una situación d

LUIS JAIME

CASTILLO

es arqueólogo

por la PUCP

y doctor en

Antropología

por la

Universidad

de California,

Los Ángeles

(EE.UU.).

Es docente

de nuestra

Universidad,

miembro

de E&H y ex

viceministro

de Patrimonio

Cultural e

Industrias

Culturales.

LaFicha

Han habido

procesos derestauraciónque, a la larga,han destruidomonumentos”.

15MILLONESDE PUNTOS SON LA BASEDEL MODELO 3D DELINTERIOR Y EXTERIOR DE LAIGLESIA DE SAN PEDRO DEANDAHUAYLILLAS.

LaCifra

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“EL PATRIMONIO NO SOLOES FUENTE DE IDENTIDAD, SINTAMBIÉN DE DESARROLLO”

➤


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preocupamos por el patrimo-nio ahora, luego nos daremoscuenta que hemos sacrificadodemasiado. Incluso, la depreda-ción del medioambiente puedeser reversible, pero el daño alpatrimonio cultural es siempreirreversible. El Perú no debeaceptar que, teniendo un pa-trimonio único, se le trate con

técnicas empíricas, pues esteno solo es fuente de identidad,sino también de desarrollo. Setrata de un atractivo que esta-mos perdiendo. Tenemos quetener estándares y medidas deprevención y protección mu-cho más avanzadas. ✜

SEGÚN CASTILLO,EN EL PERÚNO SE TOMAEN CUENTA LA‘SALUD’ DE UNEDIFICIO TRAS UNSISMO DESDE UNPUNTO DE VISTAESTRUCTURAL,SINO SOLO SUASPECTO.

terminada. El estudio de la Huacade la Luna no se realiza, necesaria-mente, para arreglarla, sino parasaber cómo aproximarnos a unsitio similar, porque nadie en elPerú lo ha hecho antes. En funciónde estas mediciones, se pueden tra-zar estrategias de conservación.

¿El Estado tiene políticas paraaplicar estas tecnologías?

Yo fui viceministro de PatrimonioCultural hasta hace poco. En elministerio hay mucho entusias-mo y entrega, pero muy poco co-nocimiento técnico y trabajo demedición verdaderamente cien-tífico, con los aparatos y técnicas

debidos. Lo que ocurre es que losconservadores se preocupan másen la pintura mural que en la es-tructura del edificio y no se dancuenta de que este se podría venirabajo. Un gran problema de losedificios en el Perú es que, luegode un sismo, por privilegiar su epi-dermis, se les arregla para que luz-can como deberían y no para que

estén realmente saludables.

¿Por qué considera importanteinvertir en la conservación denuestro patrimonio?

Algunos dicen que deberíamosatender la pobreza y otras nece-sidades primarias, pero si no nos

ALONSO CHERO


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gráfica e instrumentos para medir

la resistencia de la madera sonalgunos de los equipos que des-tacan a primera vista, además delas enormes computadoras y servi-dores necesarios para procesar lareconstrucción en 3D y su poste-rior análisis estructural. “Hemospodido reunir un laboratorio quees único en Latinoamérica, dedi-cado a los ensayos no destructivospara construcciones existentes”,cuenta Aguilar. “Al tener varias he-

rramientas, podemos estudiar unproblema desde diferentes puntosde vista”, explica. Eso precisamen-te es lo que han hecho en la igle-sia San Pedro de Andahuaylillas.

PATRIMONIOEntre el 6 y el 11 de julio, el equi-po de E&H recolectó la mayorcantidad de datos posibles de estaconstrucción de fines del siglo XVI.La geometría interna de la edifica-

ción fue obtenida principalmentea través del escáner láser. Colocadoen 49 puntos distintos, este gene-ra una nube de puntos a partir deltiempo que le toma a la luz láserser refractada por la superficieque lo rodea. “El láser es muy útil

y preciso, pero hay zonas a las queno tiene acceso, por ejemplo, a los

Mira un videosobre el trabajo delgrupo Engineering& Heritage enwww.puntoedu.pucp.edu.pe.

.eduWeb

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|➤VIENE DE LA PÁGINA 4|

INFOGRAFÍA

EL M

techos. Por ello, nos complementa-

mos con técnicas de fotogrametría y con el uso de drones”, cuenta Aguilar. Así, un dron de cuatro hé-lices sobrevoló la iglesia colonial ytomó fotos desde 52 ángulos.

Las señales generadas por estos–y otros– equipos son procesadas

y traducidas en información legi-ble. De eso se encarga el equipode Castañeda. Tanto en el caso delescaneo láser como en la fotogra-metría, un software especial y una

serie de complejos algoritmos ge-neran una nube de puntos repre-sentativos de la edificación, concoordenadas precisas en los ejes

vertical, horizontal y de profundi-dad. Los puntos se unen para ge-nerar un enmallado al que luegose le brinda textura.

Para realizprecisión el modelo

E&H COMPLEMENTASUS MODELOS 3D

CON INFORMACIÓNQUE OBTIENE DEL

SUELO Y DE LAEDIFICACIÓN CON

HERRAMIENTAS,COMO SENSORES

DE VIBRACIÓN,CÁMARAS

TERMOGRÁFICAS OGEORRADARES.

LAS HERRAMIENTAS MÁS ULOS MODELOS 3D DE MONULA FOTOGRAMETRÍA (1) Y E

2

2. LÁSER

MONUMANALI

ROBERTO ROJAS


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MIENTO EN 3Dtrucción en tres dimensiones, es vital reproducir concas físicas del monumento analizado. De esta manera, se comportará de manera similar al objeto real.

FOTOGRAMETRÍA: UTILIZAFOTOGRAFÍAS PARASUPERPONERLAS Y ASÍ OBTENERCOORDENADAS DE DISTINTOSPUNTOS DE LA ESTRUCTURA.EL GRUPO E&H EMPLEA UN DRON.

ESCÁNER LÁSER: MIDE EL TIEMPO QUE LETOMA REGRESAR A LA LUZ LÁSER AL SERPROYECTADA CONTRA UN OBJETIVO. TOMAINFORMACIÓN DESDE MÁS DE UN PUNTO. SEUSA, PRINCIPALMENTE, PARA INTERIORES.

DE LAS DIVERSAS FOTOGRAFÍAS, TOMADAS DESDEDIFERENTES ÁNGULOS, SE OBTIENE UNA NUBE DEPUNTOS. UNIDOS FORMAN FIGURAS GEOMÉTRICAS.

INFOGRAFÍA: LUIS AMEZ MACE

CON LOS DATOS OBTENIDOS Y LOS PUNTOSUNIDOS, SE OBTIENE UNA MALLA. DE ELLA SEELABORA UN MODELO FINAL TEXTURIZADO.

NEROS SON

2).

1

NUBE DE PUNTOS

MALLA

EL MODELO FINAL SEUSA PARA ELABORAR

PLANOS DETALLADOS DELA ARQUITECTURA DE UNA

ESTRUCTURA Y HACERDIAGNÓSTICO ESTRUCTURAL

AVANZADO.

MODELO 3D

DRON


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“Con esta información cons-

truimos un modelo predictivopara evaluar el comportamientode la iglesia. En este caso, lo ana-lizamos frente a sismos. Esto nospermite investigar qué interven-ciones o reforzamientos son losmás adecuados”, explica Aguilar.“Sin embargo, hay un proceso in-termedio muy denso que también

mecánica de los adobes que la fman: “Tenemos pedazos de adooriginales que son sometidospruebas de compresión, tensi

y flexión, para entender cómocomportan”, explica el docenaunque estos también son some

dos a una caracterización a travde ensayos de ultrasonido o tomgrafías sónicas, para determinsus características antes de tocel material.

Distinto es el caso de la iglesde Andahuaylillas. “Hemos derrollado otras técnicas que, stocar la estructura, nos permitconocerla y comprenderla”, señla. Así, a través de cámaras termgráficas, registran el calor de u

superficie, a partir de lo cual pude identificar materiales, fisurarefacciones previas en una pareTécnicas cualitativas de este tisirven para conocer partes putuales de la edificación, pero otrtécnicas cuantitativas miden comportamiento en conjunto.trabajo realizado en la iglesia cluyó, por ejemplo, la colocacide sensores de vibraciones tan sesibles que reaccionan con el rui

ambiental. “Hicimos ensayos este tipo en la torre de la igles y pudimos ver cómo se compordinámicamente. Así, podemos cbrar nuestros modelos en funcia lo registrado con este análipara validarlos y obtener modelmás confiables que den una meción más precisa”, explica Aglar. “Estos ensayos no destructivpara el diagnóstico estructural edificaciones patrimoniales son

foco de nuestro trabajo”, concluEl objetivo final no solo es econtrar la mejor manera de coservar la iglesia de San pedro

Andahuaylillas o la Huaca de Luna, sino promover el uso de tnicas científicas y no destructiva nivel nacional para conservnuestro patrimonio.

desarrollamos: vemos qué le pasapor dentro a las estructuras. Se tra-

ta de un diagnóstico estructural ybusca entender cómo son los ma-teriales”, acota.

ANÁLISISEn el caso de la Huaca de la Luna,por ejemplo, E&H se encuentra enpleno proceso de completar unacaracterización física, química y

|➤VIENE DE LA PÁGINA 6|

65SECCIONESDISTINTASSE HANESCANEADOEN LA HUACADE LA LUNA.

LaCifra

EL GRUPOENGINEERING

& HERITAGERECOLECTÓ TODALA INFORMACIÓN

QUE NECESITABA, INSITU , DE LA IGLESIA

SAN PEDRO DE

ANDAHUAYLILLASENTRE EL 6 Y EL11 DE JULIO DELPRESENTE AÑO.

GRUPO E&H


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ENCONTEXTO

20MINUTOSTOMÓ EL ESCANEO DEL INTERIORDE LA TORRE DE PISA. UNESCÁNER TRADICIONAL RECOGEINFORMACIÓN DESDE UN SOLOPUNTO EN ESE MISMO TIEMPO.

CSIRO trabajó cinco añospara desarrollar la tecnologíaque usa Zebedee. El institutopropone el escaneo ycomparación continua demonumentos históricos paradetectar daños.

30METROSES EL RANGO MÁXIMO DEUSO DE ZEBEDEE, BASTANTEMENOR AL DE UN ESCÁNERTRADICIONAL, QUE SUPERAFÁCILMENTE LOS 300 METROS

La emblemáticaTorre de Pisafue analizadacon un escánerláser capaz derecoger datosen movimiento ya mucha mayorvelocidad quelos tradicionales.

Escaneo instantáneo

Los investigadores del Com-

monwealth Scientific and

Industrial Research Organi-

sation (CSIRO) crearon Ze-

bedee, a fines del 2013, el primer

escáner láser capaz de recoger

datos en movimiento. Un escáner

láser tradicional necesita tomar

datos desde una posición fija para

“ubicarse” en el espacio. Zebedee,

en cambio, está montado sobre un

resorte, lo que le permite moverse,

recoger datos desde varios ángulos

y, combinándolo con el movimien-

to del investigador que lo lleve, to-

mar detalles de todo el espacio. Un

complejo sistema de sensores y un

potente software son la clave para

unir toda la información recogida.

Zebedee demostró su funciona-

miento escaneando el interior de la

icónica Torre de Pisa, logro nunca

antes alcanzado debido al reducido

espacio de su escalera de caracol.✜

CS


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LIBROS

Los autores de MultipleView Geometry

in Computer Vision explican cómo aplicarmétodos e implementar

algoritmos para recrear laestructura de una escenadel mundo real en unmodelo computarizado.El libro cubre principiosgeométricos relevantes y larepresentación algebraica deobjetos para que puedan sercomputarizados. Asimismo,describe en detalle los másrecientes desarrollos, tantoteóricos como aplicados,

de la reconstrucción deespacios en un marcode trabajo unificado quepermite su comprensión.

Los conceptos y metodologíasbásicas para elprocesamiento deimágenes digitalesson abordados con un

enfoque de avanzada y en un lenguajematemáticamenteaccesible.

Digital Image

Processing

Propone un métodode mapeo paraambientes terrestres ysubmarinos medianteel uso de una sola

cámara. Presenta,además, un algoritmode modelamiento en3D simplificado.

Efficient 3D Scene

Modeling and Mosaicing

Multiple ViewGeometry inComputer Vision

Richard Hartley yAndrew ZissermanCambridge University

Press, 2003 (*)

ENLAWEB

SKETCHUPhttp://www.sketchup.com

DAACHhttp://www.journals.elsevier.com/digital-applications-in-archaeology-and-cultural-heritage

Digital Applications in Archaeology and

Cultural Heritage es una publicación digitalque, desde el 2014, publica artículos académi-cos revisados sobre modelamiento en 3D. Estosson de libre acceso y abarcan campos, como laarqueología, la paleoantropología o la historiade la arquitectura.

Desde esta página electrónica se puede des-cargar el software Sketchup, uno de los másutilizados para modelamiento en 3D. Esta es unade las herramientas con la que trabaja el grupoEngineering and Heritage de nuestra Universi-dad. Su entorno accesible, facilidad de dominio yamplia versatilidad lo hacen uno de los favoritosentre diseñadores de todo tipo de espacios.

(*) Todas estas publicaciones pueden hallarse a través del Sistema de Bibliotecas de la PUCP.

Rafael C. González yRichard E. WoodsPrentice Hall, 2012

Tudor Nicosevici yRafael GarcíaSpringer-Verlag BerlinHeidelberg, 2013 (*)


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ENVOZALTA

Los ensayos nodestructivos parael diagnóstico estructural deedificaciones

patrimoniales son el foco denuestro trabajo.

RAFAELAGUILARDOCTOR EN INGENIERÍA CIVIL

VÍCTOR Z

suplemento neo año 7, número 83 (2015)

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