Cuando entramos en una catedral, paseamos por un monasterio o visitamos un castillo, pocas veces pensamos en todo lo que está ocurriendo en ellos “por dentro”. No vemos cómo la humedad sube lentamente por los muros, cómo los cada vez más recurrentes cambios bruscos de temperatura generan tensiones invisibles, o cómo una fisura milimétrica puede acabar siendo una grieta escandalosa con el paso del tiempo. Y, sin embargo, ahí es donde empieza muchas veces el deterioro del patrimonio.
Conservar nuestros edificios históricos no es solo restaurarlos cuando aparece esa grieta o limpiarlos cuando una fachada está deslucida. Es, sobre todo, anticiparse. Entender qué les está pasando antes de que el problema sea evidente. Con esa idea nace el Modelo Integral de Monitorización Inteligente y Evaluación Predictiva de Riesgos en Bienes de Interés Cultural (MIMER-BIC), desarrollado por el Área de Patrimonio Cultural de CARTIF.
Este modelo parte de algo en lo que seguro que todos estamos de acuerdo: para saber lo que le pasa a alguien, primero tenemos que escucharlo. Y si ese “alguien” es algo tan valioso como nuestros edificios históricos, escuchar significa medir. Sensores que registran la temperatura, la humedad, la luz (infrarroja, visible y ultravioleta), la calidad del aire, el crecimiento de grietas, la inclinación de los muros, las vibraciones, la presencia de insectos que atacan la madera, el número de visitantes o incluso las posibles intrusiones. Pero lo realmente innovador no es colocar sensores, sino transformar esos datos en información útil. El modelo convierte todas esas mediciones en indicadores claros y en índices de riesgo que permiten saber, con una escala sencilla de 0 a 100, si un edificio está en situación estable o si necesita una actuación prioritaria.
Representación gráfica del modelo MIMER-BIC
Gracias a esta metodología, es posible detectar si el ambiente interior está poniendo en peligro pinturas o retablos, si una estructura está sufriendo movimientos anómalos, si el exceso de visitantes está afectando al microclima, si un episodio meteorológico puede acelerar el deterioro exterior, si está empezando un incendio o si alguien ha entrado donde no debe. Ya no se trata de reaccionar cuando el daño es visible, sino de prevenirlo con tiempo y, sobre todo, con criterio.
Detrás de este avance hay muchos años de investigación. El equipo de CARTIF ha trabajado intensamente en diferentes tecnologías como:
Escaneado 3D
HBIM
Conservación preventiva
Análisis estructural
Modelización de riesgos
Sensorización avanzada
Inteligencia artificial aplicada al patrimonio
Pero este camino no lo ha recorrido en solitario. El trabajo codo con codo con empresas del sector (donde es especialmente destacable el papel de TRYCSA) ha sido clave para que el modelo no se quedara en el papel, sino que pudiera aterrizar en la realidad. Su experiencia práctica, su conocimiento técnico y su implicación han permitido que la propuesta metodológica se contraste, se ajuste y se convierta en una herramienta aplicable y eficaz.
El resultado es un modelo original con una metodología propia (desde la definición de tipologías arquitectónico-funcionales y de las grandes familias de patologías, hasta la formulación de índices sintéticos de riesgo) que está protegido por la normativa de propiedad intelectual. Esta protección no es un mero trámite jurídico: es el reconocimiento de que estamos ante una propuesta pionera, con un alto valor científico y tecnológico para el sector de la conservación del patrimonio. Un modelo desarrollado en Castilla y León, pero con vocación claramente global y en la primera línea de la investigación aplicada al patrimonio cultural.
«Estamos ante una propuesta pionera, con un alto valor científico y tecnológico para el sector de la conservación del patrimonio»
En un momento en el que el cambio climático, la presión turística y la falta de recursos ponen a prueba la capacidad de conservación, disponer de herramientas que permitan priorizar, planificar y decidir con datos objetivos es más necesario que nunca. El modelo MIMER-BIC representa precisamente eso: una nueva forma de cuidar lo que es de todos, combinando conocimiento experto, tecnología y colaboración entre investigación y empresa. Porque al final, conservar el patrimonio no es solo mantener en pie edificios antiguos. Es proteger historias, recuerdos, y una identidad compartida. Y hacerlo con inteligencia hoy es la mejor garantía de que seguirán ahí mañana.
Todos sabemos que la Inteligencia Artificial (IA) se está aplicando con gran acierto en sectores como la medicina, la industria o la movilidad, donde existen millones de datos, imágenes y modelos con los que entrenar algoritmos cada vez más precisos. Sin embargo, cuando se trata del Patrimonio Cultural, la situación es muy distinta.
El Patrimonio (monumentos, obras de arte, yacimientos arqueológicos o archivos históricos, entre otros) es frágil y, en muchos casos, irrepetible. No existen grandes bases de datos de las que deriven los miles o millones de ejemplos que son necesarios para “alimentar” a una IA. Cada bien patrimonial tiene sus particularidades arquitectónicas, materiales, estados de conservación y contextos históricos que lo hace único. Esta escasez de datos convierte no sólo en un reto, sino en un auténtico desafío aplicar las técnicas de IA tal y como se usan en otros sectores.
Es más, incluso cuando existen datos suficientes para conformar una base de conocimiento útil, suele haber reticencias a compartirlos, y no digamos nada para hacerlos públicos. En muchos casos, la información sobre el estado real de conservación de un bien, ya sea mueble o inmueble, se considera comprometida o sensible, ya que revelar deterioros, vulnerabilidades o patologías podría tener consecuencias no deseadas, desde cuestiones legales o de seguridad hasta repercusiones económicas o reputacionales.
Aun así, la IA puede ayudar a extraer el máximo valor de la información disponible, combinando datos procedentes de múltiples fuentes: informes técnicos, análisis científicos, catas, modelos 3D, imágenes históricas o incluso percepciones de expertos.
Lo que es muy claro es que, a diferencia de otros ámbitos que serán copados por la IA, en Patrimonio no sustituirá nunca al experto humano. La toma de decisiones sobre la conservación o restauración de un bien requiere de un profundo conocimiento contextual, sensibilidad (algún día hablaremos de qué significa esto), juicio ético y creatividad, algo que ninguna máquina puede replicar.
Ahora bien, lo que sí puede hacer, y de hecho acabará irremediablemente haciendo la IA, es apoyar a los especialistas: analizar volúmenes de información que antes requerían semanas de trabajo, detectar patrones o proponer hipótesis de comportamiento de materiales, obras de arte o edificios enteros ante distintos escenarios. En definitiva, ofrecer al profesional una visión integrada y rápida que le permita tomar decisiones más informadas.
Mirando al futuro, que en el caso del Patrimonio es el largo plazo, a medida que se generen más datos digitales del Patrimonio (escaneos 3D, registros fotogramétricos, imágenes en diferentes bandas espectrales y resoluciones, análisis químicos o sensorización para conservación preventiva), las oportunidades crecerán. Y lo harán exponencialmente. Pero siempre manteniendo un principio básico: la IA es una herramienta de ayuda a la preservación, no un sustituto del criterio humano que garantiza que nuestro legado cultural siga vivo, comprensible y auténtico.
CARTIF está ya en ello de la mano de entidades que complementariamente juegan un papel fundamental en la investigación, protección, conservación, restauración y difusión del Patrimonio. Proyectos como iPhotoCult a nivel europeo, donde se evaluará la aplicabilidad de la IA a la valoración de la integridad estructural de armaduras de cubierta histórica en madera inspeccionadas con un robot-perro en la Iglesia de Ntra. Sra. De la Asunción (Roa, Burgos) como referente; o el recientemente concedido proyecto MINERVA, que a nivel español digitalizará los procesos de inspección técnica de edificación histórica definidos en el previo ITEHIS (presentados recientemente ante el Comité Técnico Español de Conservación, Restauración y Rehabilitación de Edificios del UNE) aportará conocimiento experto empresarial para ver por dónde puede orientarse la IA en este sentido.
Mucho camino por recorrer y pasito a pasito: ¿andamos juntos?
El Estatuto de Autonomía de Castilla y León destaca en su preámbulo y en varios de sus artículos el valor y la importancia del Patrimonio Cultural como parte esencial de la identidad de la Comunidad y como un activo a proteger y promover, por su singular riqueza y por el que somos conocidos fuera de nuestras fronteras. Este Patrimonio abarca bienes muebles, inmuebles y activos intangibles. Comprender y gestionar estos elementos es crucial para su protección, conservación y transmisión a las futuras generaciones, áreas en las queCARTIF viene trabajando durante 25 años, convirtiéndose en un referente internacional.
Las cifras son apabullantes: Castilla y León tiene protegidos singularmente más de 2.500 Bienes de Interés Cultural (BIC), de ellos 11 bienes están inscritos en la Lista del Patrimonio Mundial de la UNESCO, entre los que figuran tres de las nueve capitales de la región: Ávila, Salamanca y Segovia. Además, ha catalogado hasta la fecha más de 23.000 enclaves de interés arqueológico, más de 500 castillos y 12 catedrales, y una de las mayores concentraciones de arte románico del mundo. A su vez, se han inventariado más de 200.000 bienes muebles de la Iglesia Católica.
Gran parte de este inmenso Patrimonio Cultural de Castilla y León se encuentra en zonas rurales de la Comunidad, ya que:
Los 2.564 BIC protegidosse reparten entre 878 municipios, de los cuales el 94% se encuentran en poblaciones de menos de 5.000 habitantes.
El 1% de los municipios con más de 10.000 habitantes, que agrupan casi la mitad de la población de Castilla y León, solo cuentan con el 18% de los bienes.
2.564 BIC protegidos en 878 municipios
1% de los municipios cuenta con el 18% de los bienes
Estos números revelan que estamos ante un recurso tan insustituible como imprescindible para nuestro futuro, con un incuestionable valor educativo y social, más aún en el medio rural. Tiene, además, un considerable potencial económico, con la ventaja de ser endógeno y no deslocalizable. Lenta, pero inexorablemente, el Patrimonio se posiciona como una incontestable oportunidad de desarrollo y no como una carga económica.
La estimación llevada a cabo a partir del estudio de la Asociación de Entidades de Patrimonio Cultural (AEPC-integrada por 27 empresas de la Comunidad que dan empelo a 600 trabajadores-), pone de manifiesto que el sector de patrimonio en Castilla y León genera 225 empleos totales por millón de euros de inversión, que se reparten entre un 8% de empleos directos (17), un 8% indirectos (18), un 50% inducidos en otras industrias (113) y un 33% derivado en el turismo (77). Para rematar, cada euro invertido quintuplica el beneficio de la inversión.
En una Europa que se acerca más a ser un gran museo que una gran fábrica, ¿acabaremos de apostar por el filón que para nosotros supone el Patrimonio?
Refrescando tu memoria, en el blog anterior “De todo lo visible y lo invisible (I)” contamos brevemente cuáles son las tecnologías y técnicas digitales que sirven para investigar, documentar y analizar el Patrimonio Cultural en el rango visible (aquel que aprecian nuestros ojos). Es el momento de contarte ahora las tecnologías y técnicas complementarias que trabajan en otros rangos donde nuestro ojo no ve (lo invisible), permitiéndonos saber su composición, historia y necesidades de conservación. Aquí te van:
Rayos X: la radiografía y la imagen de fluorescencia de rayos X (XRF) son útiles para examinar la estructuración interna y la composición material de los objetos de patrimonio cultural. Estos métodos ayudan a descubrir capas ocultas y detalles constructivos que son vitales para dirigir los esfuerzos en restauración y conservación.
Fuente: rxpatrimonio.com
Imagen por infrarrojo (IR): la reflectografía de infrarrojo cercano (NIR), la termografía infrarroja y la espectroscopía infrarroja se utilizan para analizar pigmentos, identificar dibujos subyacentes o alteraciones, y estudiar la degradación de los materiales. Así podemos entender mejor las técnicas que originalmente empleaban los artistas y los cambios que los objetos han sufrido con el tiempo.
Imagen por ultravioleta (UV): se utiliza para resaltar los detalles superficiales de los objetos y las propiedades fluorescentes que puedan tener. Esta técnica revela marcas ocultas, retoques u otras modificaciones que no son visibles bajo condiciones de iluminación estándar, ofreciendo una retrospectiva sobre restauraciones anteriores y la historia misma de la pieza a estudio.
Análisis microscópico: el uso de microscopía óptica y electrónica permite el examen detallado de características minúsculas como pigmentos, fibras e inclusiones. El análisis microscópico es crucial en el estudio de los materiales y los procesos de degradación a nivel microscópico.
Fuente: «La microscopía en el estudio del biodeterioro y la conservación del patrimonio histórico y cultural». Ana M. García https://oa.upm.es/20369/
Técnicas espectroscópicas: métodos como la espectroscopía Raman, la espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) y la espectroscopía de rayos X proporcionan información detallada sobre la composición molecular de los objetos de patrimonio cultural. Estas técnicas son esenciales para identificar pigmentos, analizar materiales orgánicos y detectar cambios relacionados con el envejecimiento y la degradación.
Técnicas de análisis químico: La cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS) y la cromatografía líquida-espectrometría de masas (LC-MS) se utilizan para identificar y caracterizar compuestos orgánicos presentes en objetos de patrimonio cultural. Estas técnicas ayudan a entender la composición material y los procesos de degradación, lo que a su vez permite definir las estrategias de conservación más adecuadas.
Técnicas de Ensayo No Destructivo (NDT): La tomografía computerizada (CT), la imagen por Terahercios (THz) y los ultrasonidos son cruciales para investigar la estructura interna y el estado de los objetos de patrimonio cultural sin causar daño. Estas técnicas revelan características ocultas, evalúan la integridad estructural e identifican posibles defectos.
Aunque la imagen por rayos X puede penetrar más profundamente, en materiales más densos y proporciona imágenes de mayor resolución que la imagen por THz, esta última es especialmente segura para materiales orgánicos, ya que no implica radiación ionizante (a diferencia de los rayos X, para los que se requieren estrictos protocolos de seguridad para prevenir daños en objetos históricos sensibles). La imagen por THz proporciona un excelente contraste en materiales orgánicos y compuestos, de ahí que se venga incrementando su demanda por su efectividad en pruebas no destructivas.
El equipamiento para imagen por THz es escaso en la UE, encontrándose principalmente en instituciones de investigación tecnológicamente avanzadas, museos importantes y laboratorios de conservación especializados. CARTIF tiene la suerte de contar con un sistema THz de doble fuente (100 GHz y 280 GHz), lo que lo convierte en el socio adecuado para apoyar a los museos y cualquier tipo de instituciones culturales centradas en la conservación del arte y la ciencia de materiales.
Imagen por THz de CARTIF para proporcionar información sobre la composición y estratificación de un pergamino: el auténtico pan de oro se diferencia claramente de otros materiales como adhesivos, pigmentos o sustratos subyacentes.
Se deben considerar métodos de análisis multimodal adicionales para incluir la dimensión temporal, pudiendo hacer así un seguimiento de la evolución de características y fenómenos a lo largo del tiempo. Esto implica la integración de los datos adquiridos por diferentes tecnologías visibles/no visibles en otras estructuras de datos más complejas que proporcionan nuevas oportunidades de análisis para científicos, restauradores y comisarios. A su vez esto requiere de herramientas avanzadas de procesamiento y visualización de esos datos, que actúen como entornos virtuales para un análisis preciso, permitiendo explorar completamente los siempre complejos objetos de patrimonio cultural.
Las plataformas colaborativas son esenciales para compartir e integrar datos digitales visibles y no visibles en este contexto, facilitando la cooperación entre investigadores y profesionales a nivel mundial, y mejorando la comprensión y conservación colectiva del patrimonio cultural.
La reciente European Collaborative Cloud for Cultural Heritage (ECCCH) se origina en 2023 para crear herramientas innovadoras que sirvan para digitalizar todo tipo de objetos del patrimonio cultural, convirtiéndose en un tema estrella en la investigación aplicada de la UE para garantizar la sostenibilidad y la conservación asequible de nuestro legado histórico.
Puedes imaginar que digitalizar el patrimonio cultural implica una amplia variedad de tecnologías y técnicas, algunas de las cuales sirven para analizar aquellas cuestiones que somos capaces de “detectar” con nuestros ojos (lo visible), y otras sirven para descubrir y analizar aquello que no somos capaces de ver (lo invisible). ¿Alguna vez te has preguntado cuáles son? Sigue leyendo mientras comenzamos con las relativas a lo visible. No seas impaciente, te explicaremos las que se utilizan para lo invisible en el siguiente “episodio”.
Europa dice que digitalizar las características visibles de los objetos del patrimonio cultural requiere al menos de esta gama de herramientas y métodos innovadores:
Escaneado 3D de alta resolución: para capturar la forma, textura y geometría de todo tipo de objetos. Para ello se emplean técnicas como el escaneo láser, el escaneo de luz estructurada, la Structure from Motion (SfM, que usa secuencias de imágenes) o la Neural Radiance Field (NERF, que aplica IA a secuencias de imágenes). Todas ellas permiten crear 3D tan detallados como se necesite.
Métodos avanzados de obtención de imágenes: esto puede incluir técnicas como imágenes multiespectrales (que usan normalmente entre 3 y 20 bandas no necesariamente contiguas unas a otras), imágenes hiperespectrales (que usan un mayor número de bandas, pero siempre contiguas) o imágenes de transformación de reflectancia (RTI), que revelan detalles, mejoran la precisión del color y proporcionan análisis de materiales.
Realidad Virtual (RV) y Realidad Aumentada (RA): para generar experiencias inmersivas y visualización de objetos del patrimonio cultural. Permiten a los usuarios explorar e interactuar en entornos virtuales con objetos digitalizados, proporcionando una experiencia más atractiva y educativa.
Metadatos y anotaciones semánticas: para garantizar la adecuada documentación, organización y recuperación de los objetos digitalizados. Estas herramientas permiten la descripción, clasificación y vinculación de objetos con información relacionada adicional, como el contexto histórico, información del artista o la importancia cultural.
Soluciones de almacenamiento y gestión de datos:a medida que crece el volumen de objetos del patrimonio cultural digitalizados, se requieren repositorios digitales en la nube para proporcionar almacenamiento escalable y seguro a la gran cantidad de datos generados en la digitalización.
Plataformas colaborativas: para facilitar la cooperación entre múltiples instituciones y expertos, facilitando el intercambio de criterios y opiniones entre profesionales y partes interesadas, lo que permite un acceso fluido a los datos digitalizados.
Todas estas cosas las hacemos en CARTIF. ¿Te atreves a preguntarnos?
