Introducción

La idea de este proyecto surge a partir de la caída del Dedo de Dios en 2005. Dicho proyecto tiene dos objetivos principales. Uno, fijar un procedimiento de control de desplazamiento en rocas de grandes dimensiones en escenarios de riesgo para personas e infraestructuras y dos, realizar el modelado tridimensional del Roque para poder tener una representación fiel del mismo, en caso de pérdida definitiva.

Trabajos a realizar

Tras un estudio preliminar, se llegó a la conclusión de combinar técnica topográfica con fotogramétrica para lograr nuestros objetivos, siendo los trabajos a realizar:

1. Estudio detallado de la zona de trabajo. La orografía del terreno, el difícil acceso, la condición climática de la zona y la singularidad del monumento, forzaron a que visitáramos varias veces el lugar para planificar la misión y las distintas tareas a acometer.

2. Observaciones topográficas. La topografía es necesaria para dotar de coordenadas precisas a unos marcadores fijos situados a ambos lado de la grieta principal del roque. Para ello es preciso situar puntos en el suelo, clavando estacas de madera o usando pasta resinosa para fijar sobre roca. Desde estos puntos tomamos ángulos y distancias entre ellos, conformando una red con forma de polígono irregular. Esta red de puntos nos permite garantizar que las observaciones a los marcadores sobre el roque y en caras opuestas del mismo, estarán en un mismo sistema de referencia. Los marcadores se aseguraron en la roca con un taladro de alimentación autónoma.

fraile_red-de-apoyo

fraile_marcadores

4. Observaciones GPS. Para georreferenciar el modelado final, se realizaron observaciones GPS de una estación externa a la poligonal y otra perteneciente a la misma, a partir de las cuales se calcularon las coordenadas UTM del modelo.

fraile_estaciones-gps

5. Observaciones fotográficas. Las fotografías se realizaron con un Hexacopter provisto de cámara Sony Nex 5. Se planificó un vuelo en círculo alrededor del roque y de forma automática con la ayuda de un receptor GPS instalado en el mismo. Debido a la poca precisión del receptor se rediseñó esta tarea, realizando finalmente vuelos verticales controlados manualmente y vigilados por el operador de cámara.

fraile_exacopter

6. Creación del modelado. La selección de fotografías obtenidas en campo, nos dejó con un total de 795 para obtener el modelado final utilizando el software PhotoScan. Este software primero orienta las cámaras determinando con precisión, la posición relativa en la que se encontraba en el momento de la toma. Esto se logra comparando similitudes entre imágenes y realizando complejos cálculos numéricos. Posteriormente, el programa determina una nube de puntos densa que requiere una gran cantidad de recursos hardware. A continuación, la nube se triangula formando una malla de triángulos, lista para ser texturizada con las fotografías, obteniéndose un acabado fotorealista.

fraile_modelado3d

Resultados

El resultado del modelado final se puede ver en el visualizador 3D de Sketchfab:

Mediante técnicas de impresión 3D podemos tener otras posibles salidas que nos permitan tener físicamente El Fraile en nuestras manos. Una de las salidas puede ser la impresión sobre cartón de creando láminas que posteriormente unir y obtener el resultado final.

fraile_impresion-carton

Otra de las alternativas es la impresión con una bobina de plástico la cual pasa a través de la impresora 3D en donde se derrite y se va creando la forma requerida.

fraile_impresion-3d

Por último, hemos realizado la impresión en el interior de un bloque de cristal para la cual se utilizan tres rayos láser que se van intersectando.

fraile_impresionlaser

Existe una gran variedad de alternativas para la impresión de un modelado en tres dimensiones, pero para este proyecto solo se han estudiado las nombradas anteriormente.

Créditos

Título del Trabajo: Modelado Tridimensional por Técnicas Fotogramétricas del Roque de El Fraile
Autora: Gwendoline Estupiñán Déniz
Tutores: Fernando Toscano y Moisés Martín