Desarrollo de herramientas de fabricación digital para la instrumentación de estructuras históricas, Caso de estudio: Basílica de Santa María del Mar.

Abstract

Los edificios y monumentos que integran el Patrimonio Histórico representan un elemento que pertenece a la historia y a la tradición de un país, motivo principal por el que se deben conservar y en algunos casos restaurar. Tanto la conservación como la restauración se apoyan en un proceso completo de investigación y diálogo multidisciplinario, entre los cuales destaca la monitorización de las estructuras. La monitorización permite la obtención de información necesaria para determinar el estado de conservación de la estructura, prever situaciones de riesgo y adelantarse al deterioro del patrimonio. Dicho esto, es evidente la necesidad de monitorizar las estructuras, sin embargo, las técnicas convencionales presentan elevados costes impidiendo muchas veces su aplicabilidad. En este contexto, el presente proyecto trata sobre el diseño y la propuesta de instalación y ejecución de un sistema de monitorización, utilizando recursos de bajo coste, en la Basílica de Santa María del Mar de Barcelona. Dicho sistema tiene el objetivo de monitorizar dos grietas de la Basílica para poder extraer conclusiones de los fenómenos que las originan. En la primera fase del proyecto, la inicialización, se responde a las cuestiones que es necesario tener claras antes de comenzar el diseño del sistema, los requisitos del proyecto y las necesidades de las partes interesadas. La segunda fase trata sobre el diseño del mismo, especificando los sensores y el sistema de adquisición de datos que se utilizan, ambos con dispositivos low-cost. En este caso, se emplean tres sensores diferentes: sensor de luz, sensor de temperatura y humedad y sensor de desplazamiento. En cuanto al sistema de adquisición de datos se realiza a través de placas Arduino, concretamente el modelo Yún ya que cuenta con capacidades. En esta fase también se realizan las pruebas del sistema en una estructura piloto con el objetivo de asegurar la correcta ejecución de este antes de trasladarlo a Santa María del Mar. Una vez realizadas las pruebas y comprobado el funcionamiento del sistema, en la tercera fase se plantean las propuestas de instalación del sistema de monitorización en la iglesia, haciendo unos reajustes a las necesidades y condiciones reales de esta. Finalmente, en la cuarta y última fase se establecen las buenas prácticas a realizar durante la ejecución del sistema, pasando por el mantenimiento y la evaluación continua de este, la gestión e interpretación de datos y para acabar la presentación de los datos obtenidos. Como presentación de datos también se realiza un proyecto de divulgación y visualización del Patrimonio Cultural mediante técnicas de fabricación digital, impresión 3D y sensores de luz, aplicadas a la fachada de Santa María del Mar.

Buildings and monuments of Cultural Heritage represent a country's history and tradition, for which reason they must be preserved and in some cases restored. Both conservation and restoration rely on a complete process of investigation and multidisciplinary dialogue, amongst which the monitoring of structures stands out. Monitoring provides the essential information needed to determine the state of conservation of the structure, to foresee risk situations and to anticipate the deterioration of heritage. Having said that, monitoring structures is necessary. However, the high cost of conventional techniques prevent their applicability. In this context, the present project deals with the design and a proposal of installation and execution of a monitoring system, using low cost resources at the Santa María del Mar Basilica in Barcelona. The aim of this system is to monitor two cracks that are in the Basilica to be able to reach a conclusion about the phenomenon that generates them. In the first stage of the project, the initialization, responds to the issues that are necessary to be clear before the beginning of the design: project requirements and stakeholders needs. The second stage is about the design of the system, specifying the sensors and data acquisition system that are used, both with low-cost devices. In this case, three different sensors are used: light sensor, temperature and humidity sensor and displacement sensor. With regard to the data acquisition system, it is done using Arduino boards, specifically the Yún model (as it has a WiFi network). In this phase, the system is also tested on an experimental structure, with the objective of ensuring its correct functioning before translating it to Santa Maria del Mar. Once the test has been done and the operation of the system has been verified, the third phase consists of outlining the proposals for the installation of the monitoring system in the church, making some readjustments to its real needs and conditions. Finally, the fourth and last stage establishes the best practices to be performed during the execution of the system, including the maintenance and continuous evaluation of the system, the management and interpretation of data and, finally, the presentation of the data obtained. To present the data, a project of dissemination and visualization of the Cultural Heritage is realized through digital fabrication techniques, 3D printing and light sensors, applied to the facade of Santa Maria del Mar.