Nuevos enfoques de investigación de los efectos ambientales perjudiciales sobre las piezas de arte textil gracias al procesamiento de imágenes

La conservación preventiva desempeña un papel fundamental en la preservación de obras de arte y bienes culturales. Para preservar su estado original el mayor tiempo posible, es imprescindible ralentizar los procesos de envejecimiento y determinar los factores que alteran o degradan los materiales. Esto se consigue estudiando y comprendiendo la pieza en cuestión en su totalidad, como un todo. Los métodos científicos que se utilizan para comprender el comportamiento de los materiales en el ámbito del arte requieren un enfoque holístico e interdisciplinario. Las telas, lienzos, tapices y demás creaciones textiles figuran entre los bienes artísticos y culturales más sensibles. En el curso de su producción y manipulación y de su exposición y almacenamiento, se encuentran a menudo expuestos a factores ambientales que pueden dañar los materiales. En el marco de un proyecto de investigación, la start-up francesa S-MA-C-H ha estudiado el Tapiz de Bayeux y ha desarrollado un sistema que, con la ayuda de cámaras IDS, está aportando valiosa información sobre cuáles son las condiciones óptimas de exposición y conservación de este delicado y extraordinario lienzo. La experiencia y los conocimientos de los restauradores, combinados con la tecnología más avanzada, ayudan a identificar los factores potencialmente dañinos en una fase temprana para poder minimizarlos o, en el mejor de los casos, eliminarlos por completo.

El sistema se diseñó específicamente para estudiar al detalle el comportamiento mecánico del Tapiz de Bayeux, y ha sido encargado y financiado por la Dirección Regional de Asuntos Culturales de Normandía. "Hemos aplicado todos nuestros conocimientos en ingeniería mecánica para monitorizar exhaustivamente la tensión y los esfuerzos mecánicos que soporta el tapiz. Además, hemos participado en el estudio y desarrollo de posibles soluciones de conservación. Se trataba de clasificar y evaluar el grado de sensibilidad y los riesgos potenciales a los que estaba expuesto el tapiz en las condiciones ambientales que lo rodeaban", explica Cécilia Gauvin, cofundadora y directora general de S-MA-C-H. Un equipo multidisciplinar de restauradores y conservadores de arte, entre ellos expertos en arte textil, estudió y dibujó la reacción del lienzo ante determinados cambios en las condiciones ambiente. "El proyecto buscaba dar respuesta a dos preguntas centrales: ¿Cuáles son los parámetros óptimos para exponer una pieza sobre soportes inclinados y cómo reacciona el tapiz a su microclima?"

Para poder responder a estas preguntas, el tapiz se monitorizó mediante sensores de temperatura y humedad y también mediante sensores de fuerza para detectar la presión gravitatoria. El corazón y el cerebro del sistema es una Correlación Digital de Imágenes (DIC) 2D de campo completo sin contacto, compuesta por una cámara IDS y un software de desarrollo propio específico para esta tarea.

Una placa de calibración calcula la posición 2D de la cámara en relación con el objeto y corrige cualquier tipo de distorsión causada por la cámara o el objetivo.

"La correlación digital de imágenes es una técnica de procesamiento de imágenes que puede utilizarse para analizar movimientos y deformaciones de objetos. Para ello se toman imágenes de alta resolución de la superficie del objeto y luego se evalúan mediante algoritmos de software que permiten detectar cambios en la forma, la posición o el tamaño del objeto", explica Patrick Schick, Director de Marketing de Producto de IDS. A la hora de elegir el modelo de cámara más adecuado para el sistema fueron determinantes prestaciones como la interfaz, el sensor y la relación calidad-precio. "Para analizar el tapiz se necesitan imágenes de muy alta resolución y un bajo nivel de ruido que permitan captar hasta el más mínimo detalle." La USB 3 uEye CP utilizada cumple estos requisitos gracias al sensor CMOS IMX183 rolling shutter de alta sensibilidad lumínica de la serie STARVIS de Sony que incorpora. La tecnología BSI (Back Side Illumination) del sensor garantiza una calidad de imagen excepcional incluso en condiciones lumínicas muy desfavorables. "La cámara de IDS es ideal para realizar evaluaciones de imágenes muy exigentes, como la monitorización de este lienzo histórico, que tiene lugar con poca luz por motivos de conservación. La cámara USB3 Vision capta imágenes de alta resolución a una frecuencia muy baja durante períodos de tiempo prolongados", añade Patrick Schick. Así, por ejemplo, en el proyecto de investigación la pieza se monitorizó 24 horas al día durante un mes seguido, con tan solo una captura de imagen por hora.

La interfaz PYTHON de la API IDS peak nos permitió desarrollar de manera fácil y rápida un software propio para parametrizar la cámara y capturar las imágenes necesarias.

— Cécilia Gauvin, cofundadora y directora general de S-MA-C-H —

Una vez capturadas, las imágenes se procesan con DEFTAC3D, un software especialmente desarrollado por el instituto francés Pprime para la correlación digital de imágenes. El resultado son datos de medición de campo completo de la superficie del objeto basados en miles de coordenadas 2D o 3D a muy alta resolución. El desplazamiento de los puntos de la imagen durante el período de estudio y monitorización se interpreta como una deformación provocada por tensiones o esfuerzos mecánicos del objeto. Los resultados se utilizan para confeccionar mapas de tensión de campo completo y mapas de deformación. Los mapas de tensión de campo completo ilustran las tensiones del material a lo largo de toda la superficie. Indican, por tanto, si el tapiz en su conjunto se ha deformado y cómo. Los mapas de deformación, por su parte, proporcionan información sobre los puntos de deformación concretos del material y permiten al personal del S-MA-CH saber dónde exactamente se ha deformado el tapiz y cómo.

Perspectiva de la cámara IDS para el análisis 2D de puntos de deformación

Los mapas de tensión de campo completo se procesan junto con los resultados de las variaciones ambientales para comprender el comportamiento higromecánico del Tapiz de Bayeux. El comportamiento higromecánico hace referencia a la interacción entre la humedad y las propiedades mecánicas del tejido. Esta interacción depende de varios factores, como el tipo de hilo utilizado para fabricar el tejido y la técnica de costura o bordado empleada para confeccionar el tapiz, lo que añade complejidad al estudio.

Con el fin de suministrar datos científicos al proceso de toma de decisiones, se realizaron pruebas tanto con reproducciones como con el propio tapiz original. En las reproducciones, los mapas de tensión de campo completo se combinaron con los valores medidos por el sensor de fuerza y los valores ambientales (temperatura y humedad). Los resultados permiten extraer conclusiones sobre cuáles son las condiciones ambiente óptimas para conservar el lienzo.

Los datos registrados por los sensores y el sistema de cámaras se documentaron en tiempo real para poder analizar tendencias a largo plazo. La información obtenida puede utilizarse para garantizar que las condiciones ambientales del Museo del Tapiz de Bayeux se encuentran dentro de los límites óptimos para evitar cualquier posible deterioro de los objetos de arte o piezas históricas delicadas expuestas en sus salas, como el Tapiz de Bayeux.

Perspectiva

Los conservadores y restauradores de arte están empezando a apreciar las ventajas que ofrecen las técnicas de diagnóstico estructural. "Nuestro objetivo es desarrollar soluciones plug-and-play específicas para este sector", explica Cécilia Gauvin. Además, la start-up francesa quiere utilizar las tecnologías de visión artificial para desarrollar aplicaciones de control de daños estructurales en cuadros y monumentos históricos. Este enfoque multidisciplinar permite evaluar de forma muy exhaustiva el estado de los objetos para que se puedan adoptar las medidas de conservación más adecuadas. "Nuestros conocimientos en ingeniería mecánica, combinados con el procesamiento industrial de imágenes, generan nuevos enfoques, amplían el ámbito de actuación y permiten desarrollar soluciones innovadoras."

La definición de las condiciones de conservación óptimas para la manipulación, almacenamiento y exposición de obras de arte basada en los resultados de estas investigaciones interdisciplinarias permite frenar el progresivo deterioro de obras de arte textil tanto modernas como históricas. En este contexto, los sistemas de procesamiento de imágenes realizan una valiosa contribución.

El Tapiz de Bayeux data de la segunda mitad del siglo XI. Se trata de un bordado único sobre un lienzo de tela de aproximadamente 52 centímetros de alto, que a lo largo de 68 metros y 58 escenas ilustra mediante texto e imagen la conquista de Inglaterra. Se considera una de las obras pictóricas más notables de la Alta Edad Media por la abundancia de escenas y detalles, la estudiada iconografía y la calidad del bordado y de las técnicas empleadas. A pesar de su nombre, el Tapiz de Bayeux no es en realidad un tapiz, sino un bordado narrativo y descriptivo. Consta de imágenes e inscripciones de texto y está confeccionado sobre nueve paneles de lino unidos por un ribeteado.

El Tapiz de Bayeux en cifras

  • 68 metros de largo
  • 52 cm de altura
  • 9 paneles de tejido de lino
  • 4 costuras
  • 10 colores de hilo de lana
  • 58 escenas individuales
  • 623 personajes
  • 202 caballos
  • 55 perros
  • 505 animales y bestias
  • 27 fortalezas y edificios
  • 41 embarcaciones y navíos
  • 49 árboles

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