Gli scanner Artec 3D attraversano le Ande per far luce sulla storia dell'antico Perù

08/04/2021

Di Matthew McMillion

Nel mezzo di un acquazzone torrenziale nelle foreste pluviali del Perù, l'archeologo e insegnante del Massachusetts Daniel Fernandez-Davila si sentiva vivo come non mai. Era lì con altri dodici, viaggiando a cavallo per decine di chilometri al giorno, con sulla schiena 30 chili di strumenti e provviste. Avevano con sé libri e materiale didattico destinati a un remoto villaggio di montagna.

Sei guide andine li hanno condotti lungo altitudini dai 2000 ai 4000 metri sul livello del mare, dove ogni 90 minuti di cammino si entrava in un nuovo clima: nel giro di un'ora si passava dal gelo degli 0 gradi alla calura dei 30.

L'archeologo Daniel Fernandez-Davila sulla strada per La Morada

La loro fila di 23 cavalli e muli raggiungeva un altopiano soleggiato, e poco dopo erano già fradici sotto la pioggia battente, le gambe dei cavalli si impantanavano nel fango, mentre i sentieri e le strade davanti a loro venivano travolti dall'acqua. Nella terra del Chachapoya, bisogna per forza adattarsi alle sempre mutevoli condizioni atmosferiche.

I Chachapoya erano gli abitanti originari della regione Amazonas dell'odierno Perù settentrionale. Conosciuti anche come il "popolo delle nuvole", a causa della loro vita tra le foreste pluviali delle Ande, i Chachapoya hanno lasciato poche tracce della loro misteriosa cultura.

I sentieri rocciosi ricoperti di vegetazione che serpeggiano tra le colline della foresta pluviale rendono il viaggio lento e pericoloso.

Le loro tracce sopravvissute fino ad oggi includono i sarcofagi di Carajía: alte figure di argilla arroccate in cima a pericolose sporgenze rocciose, all'interno di ognuna delle quali si trova un'antica mummia rannicchiata in posizione fetale; e, naturalmente, l'impressionante collezione di mummie dei mausolei del Lago dei Condor.

Tuttavia, secondo l'esperienza di Fernandez-Davila, esistono molti altri tesori Chachapoya. Li ha visti lui stesso, numerose volte, anche se ci sono altri manufatti e oggetti di cui ha sentito solo voci. Fernandez-Davila torna nelle foreste pluviali del Perù settentrionale quasi ogni anno dal 1998.

Destinazione: il paese di La Morada, raggiungibile solo dopo due giorni di cammino dalla strada principale

Vi si reca con una dozzina di suoi studenti, regalando loro l'esperienza della vita che, nelle loro parole, li cambierà per sempre. Mentre sono sul posto svolgono attività di beneficenza, tra cui portare centinaia di libri e provviste a scuole remote di villaggi di montagna che ne hanno disperato bisogno.

Bambini Chachapoyan nel villaggio di Atuen ascoltando Fernandez-Davila che legge un libro sulla storia antica della loro terra e della loro gente

Fernandez-Davila conduce anche un lavoro archeologico cruciale durante questi viaggi, per documentare e aiutare a preservare questi tesori che stanno scomparendo e le ultime tracce dell'antica Chachapoya. È una corsa contro il tempo, in cui ci si trova in inferiorità numerica contro le devastazioni dell'erosione dell'acqua piovana, dei graffiti, degli atti vandalici e dei saccheggi.

Gli abitanti dei solitari villaggi che punteggiano le vette di queste montagne credono che, trovato un oggetto sacro, tagliandone un pezzo e portandolo via con sé riceveranno benedizioni e protezione.

Ma, col passare del tempo, Fernandez-Davila ha guadagnato la fiducia di questa gente. Gli raccontano spesso dei manufatti da loro trovati nella giungla, o degli oggetti rinvenuti e portati via, poiché un numero sempre crescente di abitanti del posto comprende che, quando questi punti di riferimento dei loro antenati scompariranno, saranno scomparsi per sempre.

Membro del gruppo ed ex studentessa Rachel Lorenc con una ragazza Chachapoya del villaggio

Non c'è mai abbastanza tempo per fare tutto il necessario nelle poche settimane a disposizione ogni anno. Secondo Fernandez-Davila, "Faccio davvero fatica come archeologo ogni volta che un contadino locale mi dice che lì c'è un'altra torre gigante, e lì un altro mausoleo, e lì una grotta di pitture rupestri." E poi mi chiedono: "Tornerai?" Provo a rispondere gentilmente: 'Lo farò, lo prometto, proverò a farlo l'anno prossimo… Ci vado già da 21 anni."

È stato durante uno di questi viaggi, nel 2008, che Fernandez-Davila, mentre si recava a La Morada, si trovò faccia a faccia con un antico monolite di cui aveva letto anni prima nei lavori di Inge Schjellerup (che aveva condotto diverse ricerche archeologiche in quel luogo durante la Missione Archeologica Peruviano-Danese). Schjellerup è stata la prima a studiare, documentare e fotografare il sito di Pukarumi, dove giace la magnifica pietra, negli anni '80 e all'inizio degli anni '90.

Il monolite è stato anche fotografato da Keith Muscutt e incluso nel suo acclamato libro Warriors of the Clouds. Anni dopo, nel 2005, la pietra è stata catturata nei disegni di Penny Berliner.

Per alcuni minuti, mentre Fernandez-Davila si trovava immobile davanti al monolite, si era ritrovato incapace di allontanarsi. Mentre le sue dita toccavano le incisioni sulla pietra, che serpeggiavano tra spirali, quadrangoli e una sfera circondata da linee radianti, si era reso conto che si trattava di qualcosa che andava ben oltre la semplice scoperta archeologica. Ciò che stava guardando poteva benissimo gettare una nuova luce sulla storia formativa del Perù.

Era necessario effettuare un'analisi iconografica per analizzare correttamente i petroglifi e per iniziare a capire cosa significassero. È stato allora che ha avuto un pensiero terribile: “Questa bellissima pietra non sopravviverà. Ogni anno le piogge acide diventano più forti ed erodono sempre di più i petroglifi. Tra non molto saranno indecifrabili. Devo trovare un modo per preservarli completamente!"

In quel momento il meglio che poteva fare era scattare alcune foto del monolite, e tuttavia si è ripromesso di continuare a cercare finché non avesse trovato il modo migliore per preservare questo monumento unico nel suo genere e di valore storico incommensurabile, non puramente per ragioni di ricerca scientifica ma anche per le generazioni presenti e future di Chachapoya e per il mondo intero.

Ma, nei mesi successivi, la giungla ha reclamato per sé la lastra di pietra di circa un metro per tre. Una volta tornato, l'anno successivo, non è stato in grado di ritrovarla. Fernandez-Davila aveva un'idea generale di dove fosse, anche se il percorso per la città vicina cambia ad ogni stagione, a causa dei cambiamenti prodotti dal tempo atmosferico che riscolpiscono incessantemente il paesaggio e i fiumi.

Due guide andine e Fernandez-Davila decidono la strada migliore da percorrere

Anno dopo anno, Fernandez-Davila era tormentato dal pensiero che, anche se l'immenso monolite era troppo pesante per essere portato via dai saccheggiatori, era solo questione di tempo prima che i vandali, l'erosione della pioggia o entrambi lo rovinassero per sempre.

Riflettendo sulle prime fasi della sua ricerca di una soluzione, Fernandez-Davila ha detto: "Quando ho parlato ad alcuni colleghi dei miei piani per questo progetto, molti di loro mi hanno chiesto perché non usassi la fotogrammetria. Sarebbe stato questo il metodo più facile ed economico, piuttosto che passare giorni a cercare quale scanner acquistare e poi pagarlo.

Ha continuato: "Ma la fotogrammetria ha un enorme difetto: devi scattare molte foto dell'oggetto, ma non vedrai come si uniscono finché non sarai davanti a un computer. Ciò significa che dovrei tornare in laboratorio e mettere tutto insieme prima di sapere se il modello 3D è completo."

“E se mi mancasse anche solo un petroglifo o una superficie cruciale? Cosa dovrei fare, chiamare le mie guide e dire loro che dobbiamo tornare nella giungla con tutti i cavalli e le attrezzature, spendendo altri 10.000$ solo per ottenere questo scatto mancante? E anche se lo facessi, cosa mi garantisce che vandali o saccheggiatori non siano arrivati nel frattempo e abbiano reso quello scatto impossibile da ottenere?"

Alla fine le sue continue ricerche e le consultazioni con altri archeologi lo hanno portato alla scansione 3D come possibile soluzione. Eppure, con così tanti scanner che affollavano il mercato, non era sicuro di quale potesse non solo sopravvivere all'impegnativo viaggio che lo attendeva, ma anche essere in grado di catturare con successo il monolite in 3D a colori e ad alta risoluzione.

Su raccomandazione di altri, si è rivolto al rivenditore certificato Artec Gold Exact Metrology, esperti di scansione 3D con anni di esperienza nei loro campi di competenza. Fernandez-Davila, dopo aver parlato con loro delle difficili condizioni del viaggio, ha descritto il monolite e gli altri oggetti che intendeva scansionare. Gli hanno subito presentato gli scanner 3D portatili Artec Eva e Space Spider.

Artec Space Spider ed Eva

Hanno spiegato che Eva sarebbe stato l'ideale per catturare il monolite in un 3D vivido e ad alta risoluzione, mentre Space Spider era la risposta perfetta per le scansioni ad altissima risoluzione delle sezioni più intricate di oggetti grandi, così come di oggetti piccoli con geometrie complesse.

Entrambi gli scanner sono rinomati nei campi dell'archeologia e della paleontologia già da molti anni, dato che consentono ai ricercatori di catturare preziosi manufatti ed esemplari in pochi minuti e trasformarli in modelli 3D incredibilmente precisi pronti per la conservazione digitale, VR e altro ancora.

Fernandez-Davila ha capito che anche se gli scanner erano facili da usare, senza dubbio sarebbe stato già molto impegnato a organizzare la spedizione e ha preferito lasciare la scansione a un esperto. Così ha chiesto a Exact Metrology un volontario.

Mentre descriveva agli ingegneri dell'azienda l'arduo viaggio necessario per attraversare le montagne e raggiungere il monolite, prima ancora che potesse finire il responsabile della formazione/marketing Jason Kleinhenz si è fatto avanti, dicendo che gli sarebbe piaciuto venire e prendersi cura di tutta la scansione.

Così, in una calda giornata di agosto, Fernandez-Davila, insieme a Kleinhenz e un gruppo di altri undici, è atterrato in Perù e subito partito a cavallo per il lungo e tortuoso viaggio verso il monolite e La Morada. Kleinhenz aveva con sé uno zaino con dentro due laptop ed entrambi gli scanner 3D, mentre si dirigevano verso le piovose colline delle Ande. Per assicurarsi che non avrebbero avuto problemi a trovare la posizione del monolite, Fernandez-Davila ha assunto guide locali per mostrare a lui e al suo gruppo la strada.

Nick Ciorogan mostra agli abitanti del villaggio e ai loro figli la magia della fotografia moderna

Un membro del gruppo, il regista internazionale Nick Ciorogan, era lì per creare una documentazione fotografica approfondita del viaggio e del monolite. Ciorogan segue da vicino il lavoro di Daniel da oltre 10 anni. Sta anche producendo un film documentario intitolato "My Teacher", che segue le vite di un gruppo di studenti e del loro insegnante, Fernandez-Davila, mentre viaggiano insieme nelle giungle remote del nord del Perù, trasformando le loro vite così come le molte vite con cui vengono in contatto.

Il futuro di La Morada: i bambini che, pieni di entusiasmo, accolgono i visitatori e guardano i libri che hanno portato

Dopo giorni passati ad attraversare sentieri di montagna disseminati di rocce e spostarsi attraverso una fitta vegetazione, facendosi strada col machete per far avanzare il gruppo e i loro cavalli, hanno finalmente raggiunto il tratto di giungla dove sarebbe dovuto essere il monolite. Ma nemmeno le guide locali sono riuscite a trovarlo.

Lungo un sentiero che costeggia il fiume Huabayacu, sulla strada da La Morada al monolite

Solo dopo aver sorvolato con un drone la volta della giungla e aver sovrapposto al feed video una mappa scansionata di un disegno della ricercatrice Inge Schjellerup, tracciato anni prima, sono stati in grado di individuare la massiccia pietra, ormai completamente inghiottita da rampicanti e vegetazione. Dopo aver accuratamente spazzato via l'erba da davanti con l'aiuto delle guide, Fernandez-Davila ha dato il via libera a Kleinhenz per iniziare la scansione del monolite.

Foto del drone sovrapposta alla mappa di Pukarumi di Inge Schjellerup che mostra la posizione esatta del monolite (in arancione): Riferimento della mappa archeologica: Schjellerup, I. 2005 Incas y Espanoles a la Conquista de los Espanoles. Pg. 288 IFEA. Lima

Anche se Fernandez-Davila aveva fiducia nella tecnologia e nelle capacità di scansione di Kleinhenz, catturare il monolite è stato un test di importanza critica per verificare se l'Artec Eva potesse scansionare accuratamente le superfici umide e organiche e gli elaborati petroglifi nonostante le condizioni umide e nebbiose della giungla. E per farlo, nelle parole di Fernandez-Davila, "con zero intrusione, nessun danno arrecato alla pietra e niente di rimosso o portato via dal sito."

Ha continuato: "Se ciò avrebbe potuto essere dimostrato, se l'Eva avesse potuto fornire i risultati di cui avevamo bisogno, allora lo avremmo portato con noi ogni volta che, nella foresta pluviale o in altre località remote, avremmo avuto bisogno di catturare sculture di pietra in modo non intrusivo."

Una delle guide locali in soggezione mentre incontra il monolite per la prima volta

Kleinhenz ha posato delicatamente il suo laptop, ha collegato l'Artec Eva e ha iniziato a scansionare la facciata della pietra scura e consumata dal tempo, un passaggio alla volta. Ogni lato del monolite veniva catturato in 3D a colori ad alta risoluzione, mentre il laptop con il software Artec Studio confermava visivamente a Kleinhenz, Fernandez-Davila e agli altri che ogni aspetto della superficie della pietra, inclusi tutti i petroglifi, stava prendendo vita nel mondo digitale a due milioni di punti al secondo.

Nessun contatto necessario: Jason Kleinhenz scansiona il lato sinistro del monolite con Artec Eva

Ma poi il cielo si è aperto. Una singola goccia di pioggia si è moltiplicata fino a diventare un acquazzone. Prima ancora che Kleinhenz si voltasse per chiedere aiuto, un membro della squadra è scattato in piedi e ha sollevato un telo per proteggere sia lui che lo scanner. Tutti gli altri hanno steso teloni sopra il monolite, per evitare che la pioggia vi cadesse sopra.

Non molto tempo dopo, mentre il diluvio continuava, il power bank di Kleinhenz si è guastato, rendendo inutili i suoi pannelli solari. Quindi le batterie del laptop hanno emesso un avviso di bassa potenza. Mancavano solo pochi minuti.

Fortunatamente, non sono emerse altre complicazioni. E così, in circa un'ora dall'inizio alla fine, ogni centimetro dell'intero monolite è stato scansionato, con alcune scansioni extra fatte per sicurezza.

Il monolite di Pukarumi rinasce in 3D: il render verde è stato scelto per distinguere facilmente i petroglifi

Kleinhenz ha salvato le scansioni su due dischi rigidi separati come backup, quindi ha dato ciascuna unità a una persona diversa, per una maggiore sicurezza. Da lì è stato un viaggio di due giorni per tornare al loro campo base, dove si sono preparati per il capitolo finale della loro spedizione.

Dopo essere tornati negli Stati Uniti, Kleinhenz è tornato in ufficio e il team di Exact Metrology ha trasformato le scansioni in modelli 3D, utilizzando Artec Studio per rimuovere tutti i dati indesiderati, allineare le varie scansioni ed esportare i file nel software di progettazione Geomagic, compreso Geomagic Wrap.

Il vero colore e le geometrie del monolite catturato da Artec Eva

Per quanto riguarda i futuri usi del modello 3D, Fernandez-Davila ha aggiunto: "Stamperemo in 3D un modello in scala ½ del monolite per il Museo di Leymebamba, che renderà questo tesoro inestimabile accessibile sia ai residenti che ai turisti. Ora ricercatori e studenti in Perù o in qualsiasi altro luogo possono esaminare i petroglifi, tutte le incisioni sulla pietra, per gli anni e persino per i secoli a venire."

Durante la spedizione, subito dopo aver scansionato il monolite, hanno messo alla prova Space Spider . Fernandez-Davila voleva valutare la capacità dello scanner portatile di acquisire in modo non distruttivo artefatti più piccoli con alti livelli di dettaglio.

Per fare ciò, lui e Kleinhenz hanno scansionato diversi oggetti portati dagli abitanti del villaggio, tra cui frammenti di ceramica, una serie di rocce (teste di mazza, usate per sfondare i teschi nemici negli antichi combattimenti, in vari stati) e un grosso pestello in pietra utilizzato per macinare il grano.

La gente del posto che ha assistito all'evento aveva gli occhi spalancati mentre i loro sguardi passavano tra lo scanner, il manufatto e il computer, mentre i manufatti prendevano vita sullo schermo in pochi secondi.

Fernandez-Davila e la studentessa di Wayland HS Sydney Lloyd analizzano i petroglifi del monolite tramite immagini digitali e stampate

Dopo essere tornato a casa in Massachusetts, Fernandez-Davila stava esaminando il modello 3D del monolite e ha scoperto qualcosa che lo ha lasciato senza fiato: un'incisione sul lato destro della pietra, precedentemente non documentata, di un serpente piumato dalle fauci affilate. Era troppo rovinato per essere visto esaminando il monolite a occhio nudo, eppure l'Artec Eva lo aveva catturato nella sua interezza.

Un'immagine nettamente simile, che veniva disegnata dagli artisti solo durante il Periodo Formativo del Perù, era stata scoperta su una sezione dell'arte di Cupisnique nel principale sito archeologico di Chavin, che il radiocarbonio faceva risalire a circa 2000 anni fa. Ciò significa che il petroglifo appena scoperto fu molto probabilmente inciso secoli prima di quelli sul lato sinistro.

Il bassorilievo della testa del serpente piumato Formativa, rivelato da Artec Eva, con conferma fotografica digitale e analisi del disegno di D. Fernandez-Davila

Ulteriori analisi iconografiche comparative hanno stabilito che i petroglifi sul lato centrale destro della pietra furono realizzati probabilmente tra il 400 a.C. e il 200 d.C., mentre quelli sul lato centrale sinistro furono incisi tra il 700 d.C. e il 1470 d.C.

Fernandez-Davila ha parlato di un passo importante per guadagnare la fiducia della gente della regione: "Abbiamo portato un capo della comunità del villaggio locale come testimone oculare, in modo che potesse tornare dalle persone e dire loro in prima persona che il nostro scanner Artec non ha bisogno di profanare alcun terreno sacro; non abbiamo nemmeno bisogno di toccare i resti o il manufatto stesso."

Ha continuato: “Vogliamo che le persone sappiano che questi scanner funzionano come una torcia e non danneggiano nulla. Si rilassano molto quando capiscono che le cose stanno davvero così."

“In questo modo sanno che con questi scanner non abbiamo bisogno di fare nessuno scavo, nulla viene distrutto e non stiamo portando via nulla a loro o alla loro terra. Il monolite è ancora dov'è stato per secoli: proprio accanto al sentiero che porta a La Morada ".

“Vogliamo che vedano che stiamo facendo questo lavoro per loro e per la loro gente. Quando finalmente se ne rendono conto, iniziano a condividere sempre più manufatti, portandoci anche a vedere monumenti e oggetti che non hanno mai condiviso con estranei prima."

Artec Eva che cattura il lato sinistro del monolite, che presenta i classici petroglifi Chachapoya visti su altri manufatti locali

Fernandez-Davila ha sottolineato come con gli scanner Artec non importa se si ha un manufatto a disposizione per una sola volta: sarà sufficiente. "Con Eva e Space Spider nulla è lasciato al caso. Posso facilmente vedere in tempo reale come ogni superficie del manufatto viene catturata. In caso di dubbio, una sola passata dello scanner risolve il problema. In pochi minuti, utilizzando Artec Studio, posso trasformarli in modelli 3D incredibilmente realistici proprio lì sul posto, o nella mia tenda, o dove voglio. È davvero facile."

Il basso costo e la disponibilità della stampa 3D consentono di ricreare e utilizzare questi manufatti nelle scuole e nelle università per l'istruzione e la ricerca, mentre l'esaustivo livello di dettaglio presente nei modelli 3D li rende perfetti per ambienti VR o studi approfonditi da parte di archeologi e altri ricercatori in tutto il mondo.

Il misterioso e vasto paesaggio color smeraldo della foresta pluviale, dove innumerevoli siti archeologici sono rimasti nascosti per secoli

Per Fernandez-Davila, i vantaggi che gli scanner Artec 3D hanno offerto all'archeologia sono indiscutibili: "In questo campo, gli archeologi professionisti di tutto il mondo cercano costantemente di ricostruire accuratamente il passato, com'era in realtà, piuttosto che ricostruirne una rappresentazione sulla base delle nostre credenze. Questa è la mia missione di archeologo e questo è ciò che gli scanner Artec mi danno il potere di fare."

Al 60° Incontro annuale di studi andini a Berkeley, in California, nel gennaio 2020, Fernandez-Davila e Kleinhenz hanno tenuto insieme una sessione incentrata sul monolite e sulla spedizione, e hanno anche offerto al pubblico una dimostrazione dal vivo delle capacità di scansione di sia Artec Eva che Space Spider.

Kleinhenz ha commentato il ruolo fondamentale che la scansione 3D può svolgere nel futuro della conservazione culturale e storica: "Un enorme passo successivo sarà per i governi di tutto il mondo la creazione di biblioteche 3D nazionali, simili alla Biblioteca del Congresso degli Stati Uniti, dove ospitare raccolte digitali costituite da petabyte di dati 3D di scansioni di oggetti insostituibili."

Ha continuato: "Questo garantirà che questi inestimabili manufatti siano preservati per le generazioni attuali e future. Realizzare questo progetto è assolutamente alla nostra portata, e dobbiamo farlo per tutta l'umanità."