Conservación digital de huesos de miles de años con Artec Space Spider

Al hablar de Nepal, normalmente uno piensa en el Everest, posiblemente la más conocida de las siete maravillas naturales del mundo. Y si se habla de historia antigua, probablemente nos venga a la cabeza Egipto, la antigua Roma, países más orientales, o Sudamérica con su civilización maya y sus propias pirámides. Sin embargo, fue en Nepal donde el Instituto Arqueológico Alemán (DAI) hizo un apasionante hallazgo a principios de la década de 1990.

Khinga-Kalun, Nepal, donde se hizo el descubrimiento. Imagen por cortesía del Instituto Arqueológico Alemán (DAI)

En una de las regiones más remotas del país, el distrito de Mustang, el Instituto descubrió un tesoro de restos animales y humanos muy bien conservados que datan de unos 2.000 años. Los huesos se descubrieron bajo las ruinas de un castillo, en una cámara de unos siete metros de largo y dos de ancho. Se trata de un lugar situado en lo alto del Himalaya, a unos 3.000 metros sobre el nivel del mar, lo que supone un reto añadido a la hora de trabajar.

Los arqueólogos tardaron casi diez años en excavar el yacimiento en tres fases distintas, entre 1991 y 1999. La tecnología disponible en aquella época no ofrecía las posibilidades de digitalización actuales, como la tecnología de escaneo 3D. Veamos más sobre este increíble descubrimiento.

El tesoro arqueológico se encontró en una cámara bajo las ruinas de un antiguo castillo. Imagen cortesía del Instituto Arqueológico Alemán (DAI)

La Dra. Julia Gresky, antropóloga del Instituto, y Monice Timm, que colaboró en la investigación del proyecto, están digitalizando los especímenes. La doctora Gresky admite que, en su larga historia, que se remonta a 1829, el Instituto Arqueológico Alemán ha hecho cosas impresionantes, pero describe este hallazgo concreto como algo "muy especial".

Como ella dice: "El trabajo de un antropólogo es desenterrar pistas de civilizaciones pasadas, dejar que los huesos hablen".

Según la Dra. Gresky, los huesos suelen descubrirse diseminados en cientos o incluso miles de fragmentos que hay que volver a unir meticulosamente. Estos huesos nepalíes, sin embargo, habían permanecido intactos durante más de 2.000 años, casi perfectamente conservados, guardando sus secretos hasta el día de hoy.

Restos animales y humanos de hace 2.000 años muy bien conservados. Imagen cortesía del Instituto Arqueológico Alemán (DAI)

Los hallazgos indican que la cámara se utilizó durante unos doscientos años, a partir del año 200 antes de Cristo. La doctora Gresky estima que, en los dos mil años transcurridos desde entonces, las condiciones de la sala han permanecido relativamente constantes, manteniendo los huesos casi intactos. Además, toda la región de Mustang es un antiguo reino prohibido. De hecho, hasta hace poco, en 1992, el distrito del Alto Mustang era una zona militar restringida y cerrada al resto del mundo. Lo que quizás explique el poco intrusismo en el yacimiento.

Monice Timm procesa en Artec Studio el escaneo 3D de un cráneo del yacimiento. Imagen cortesía del Instituto Arqueológico Alemán (DAI)

Para Timm, lo más importante es el significado histórico del hallazgo. Los huesos cuentan la historia personal de unos pocos individuos, pero además ofrecen pistas esenciales sobre las migraciones y la evolución cultural de los habitantes del norte de Nepal. Por ejemplo, ¿recibieron influencias de Oriente Medio, de la India o del sur de Nepal? El descubrimiento suma algunas piezas más al puzle y fomenta el escaso conocimiento histórico de esta región en particular.

Ante la importancia del descubrimiento, se decidió ir más allá de las habituales fotografías y radiografías o tomografías. Se optó por escanear los huesos y crear modelos 3D de gran precisión. Timm había trabajado con diferentes soluciones en anteriores proyectos, como varios escáneres 3D e incluso fotogrametría. Eso sí, sabía que la tarea era fácil de decir, pero difícil de llevar a cabo.

Para lograrlo, había que contar con el equipo adecuado. No podían, por ejemplo, pegar marcadores de escaneo en un cráneo de 2.000 años de antigüedad (como requieren muchos escáneres 3D) y despegarlos después. La fotogrametría requeriría mucha preparación, montones de fotografías tomadas con mucho detenimiento, e incluso así, sin proporcionar la precisión y la densa nube de puntos que sí puede ofrecer un escáner 3D de última generación. Por suerte, Timm había trabajado antes con Artec Space Spider. Había comprobado lo fácil que es de usar y lo bien que captura objetos de ese tamaño.

“Otros escáneres me acababan frustrando porque el proceso era muy largo, incluso escanear un hueso pequeño me llevaba muchísimo tiempo", dice Timm. " Por eso me encantan los escáneres de Artec, son mucho más rápidos y fáciles de usar.”

La Dra. Gresky coincide. "Nunca había trabajado con escáneres 3D, e incluso me divertí mucho escaneando con él. El Space Spider es muy bueno, tanto para principiantes como para profesionales".

Artec Space Spider es un escáner 3D ligero y de alta resolución con tecnología de luz azul. Pesa sólo 0,85 kg y, como los demás escáneres de Artec, es ideal para el escaneo sin contacto ya que no requiere de marcadores sobre el objeto a escanear. El escáner fue diseñado inicialmente para la Estación Espacial Internacional y es perfecto para capturar objetos pequeños y medianos, así como detalles complejos de objetos más grandes.

Escaneos de textura de alta resolución de Artec Space Spider. Imagen cortesía del Instituto Arqueológico Alemán (DAI).

La resolución 3D de Space Spider, de hasta 0,1 mm, y la precisión 3D, de hasta 0,05 mm, ofrecen el nivel de calidad requerido para que los investigadores puedan compartir los modelos con sus compañeros de la comunidad científica. Los modelos son lo bastante precisos como para realizar análisis al detalle, como, por ejemplo, mediciones.

“Se pueden apreciar aspectos patológicos. Como la mano, por ejemplo, se puede examinar su forma más de cerca y detectar detalles que pueden pasar desapercibidos”, explica Timm.

El Space Spider utilizado en este proyecto fue suministrado por KLIB, un Embajador de Artec con certificación Gold en Alemania. La empresa ofrece soluciones para diferentes aplicaciones basadas en el escaneo 3D y cuenta con amplia experiencia en el suministro y la asistencia técnica de escáneres 3D.

“En cuanto supimos de las condiciones del proyecto, supimos que Space Spider sería perfecto para este trabajo", afirma Knut Lehmann, director general de KLIB. “Sabíamos que necesitaban algo sencillo y fácil de usar, pero que fuera capaz de escanear en alta resolución, con gran precisión y con un color excelente: Space Spider.”

El proceso de escaneo era bastante sencillo, incluso teniendo en cuenta la fragilidad de los ejemplares. Los huesos más pequeños y simples se escaneaban en cuestión de minutos, mientras que los más complejos, que exigían distintos enfoques, requerían más tiempo. Las costillas, las clavículas y las vértebras requerían entre 10 y 20 minutos, y los cráneos, unos 30. El procesamiento de los escaneos en Artec Studio nos llevó unos 20 minutos para los huesos más sencillos, y entre 30 minutos y 2 horas para los cráneos.

Detallados escaneos que incluso captan el alcance de la caries dental. Imagen por cortesía del Instituto Arqueológico Alemán (DAI).

Hasta ahora, los resultados hablan por sí solos. Los escaneos de alta resolución han desvelado muchos datos interesantes. Por ejemplo, un espécimen presenta una infección alrededor de los dientes molares. Tal vez un recordatorio de los antiguos, de que hay que usar el hilo dental con regularidad.

El proyecto está en marcha, y crece constantemente, en lo que será una colección excepcional de huesos bien conservados y analizados. Por el momento, se centra en el análisis y la conservación digital para su consulta científica. Una vez que el trabajo esté terminado, el Instituto estudiará la posibilidad de implantar la infraestructura necesaria para poner la colección a disposición del público y divulgar más al detalle esta fascinante investigación.