Impressão 3D para a Proteção e Restauração de Acervos Históricos e Culturais

Charles Goulding e Andressa Bonafe, da R&D Tax Savers, discutem a impressão 3D e a restauração de artefatos.

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A recente tragédia que destruiu o Museu Nacional no Rio de Janeiro destacou a urgência de se criar meios mais efetivos de proteger e preservar o patrimônio cultural. Iniciativas recentes e avanços tecnológicos demonstram como o escaneamento e a impressão 3D podem revolucionar o estudo, restauração e reconstituição de peças de valor histórico e cultural, tornando-se ferramentas fundamentais na mitigação de vários riscos. Incentivos fiscais para Pesquisa & Desenvolvimento (P&D) estão disponíveis em diversos países para apoiar instituições que desenvolvem e implementam estratégias de preservação digital destinadas a proteger o acervo de museus e bibliotecas.

Incentivo à Pesquisa & Desenvolvimento

Nos Estados Unidos foi implementado em 1981 o programa federal de incentivos tributários para P&D, que proporciona um crédito de até 13 por cento dos custos elegíveis para produtos e processos novos ou aprimorados. O programa utiliza o conceito de pesquisa qualificada, que deve seguir os seguintes critérios:

• Produtos, processos ou software novos e aprimorados;

• De natureza tecnológica;

• Eliminação de incertezas;

• Processo de experimentação.

Custos elegíveis incluem salários, suprimentos, custos relacionados a testes, despesas com pesquisa contratada e gastos associados ao desenvolvimento de patentes. Em 15 de dezembro de 2015, Presidente Obama tornou o incentivo fiscal à P&D permanente. A partir de 2016, o crédito pode ser usado para abater o Imposto Alternativo Mínimo e novas empresas podem ainda utilizá-lo em até USD 250.000,00 por ano em impostos sobre a folha de pagamento.

Impressão 3D e o Futuro dos Museus

Exemplos recentes de escaneamento e impressão 3D em museus apontam para três grandes benefícios dessas tecnologias:

I. Em primeiro lugar, elas tornam possível a reconstituição e restauração de itens perdidos ou danificados. Em 2012, por exemplo, pesquisadores do Harvard Semitic Museum utilizaram escaneamento e impressão 3D para recriar um leão de cerâmica que havia sido destruído há mais de 3 mil anos na Mesopotâmia antiga. Eles construíram modelos 3D dos fragmentos existentes a partir de fotos tiradas de diversos ângulos. Quando unificados, esses modelos formaram uma imagem ainda incompleta da estátua original, que foi então completada utilizando técnicas inspiradas em artefatos semelhantes. Processos convencionais de restauração são extremamente caros e consomem grandes quantidades de tempo, além de exigirem habilidades muito específicas. Por isso, modelagem e impressão 3D representam uma alternativa promissora.

II. Em segundo lugar, novas tecnologias permitem tornar acervos acessíveis a um público mais amplo. A Smithsonian Institution, por exemplo, tem utilizado modelos 3D para criar réplicas de certos itens em seu acervo, tornando-os mais adequados para exposições itinerantes. Digitalização surge como uma alternativa interessante para métodos de duplicação tradicional, que normalmente utilizam moldes de borracha e gesso. Além de requerer menos tempo e trabalho, escaneamento 3D é também menos invasivo e mais preciso, especialmente quando utiliza lasers de alta precisão. Réplicas tão exatas permitem um acesso mais amplo aos acervos, já que exposições itinerantes não são mais prejudicadas pelos riscos de transporte e os altíssimos valores de seguro exigidos.

Em esforço semelhante para ampliar o acesso ao seu acervo, a Virginia Historical Society utilizou escaneamento e impressão 3D para criar uma exposição tátil. O objetivo é permitir que deficientes visuais toquem e sintam artefatos da guerra civil americana.

III. Finalmente, escaneamento e impressão 3D permitem aprimorar a experiência no museu, tanto de um ponto de vista criativo quanto educacional. Com o objetivo de explorar esse potencial, o Metropolitan Museum of Art of New York City tem experimentado com maneiras de aplicar tecnologias de impressão 3D. Em 2012, o Met promoveu uma maratona de escaneamento e impressão 3D com o objetivo de avaliar como essas tecnologias podem ser usadas para engajar artistas e visitantes. Utilizando fotogrametria e software de modelagem 3D, o museu encorajou participantes a utilizarem o acervo como ponto de partida para novas criações.

Escaneamento e impressão 3D também podem revolucionar iniciativas educativas nos museus proporcionando experiências antes inimagináveis. Em 2013, o departamento de educação do American Museum of Natural History promoveu um evento de duas semanas chamado “Capturando dinossauros: Reconstruindo espécies extintas por meio de fabricação digital”. Estudantes de ensino médio tiveram uma introdução ao estudo comparativo da anatomia de fósseis e puderam escanear, modelar e reconstruir ossos de dinossauros utilizando impressoras 3D. Essa iniciativa inovadora ilustra como avanços tecnológicos podem revolucionar o campo da paleontologia e permitir que museus ofereçam experiências educacionais originais.

Preservação Digital de Acervos de Bibliotecas

Muitas das maiores bibliotecas nos EUA têm importantes coleções de artes e antiguidades, que até recentemente estavam relegadas ao armazenamento. O advento de livros eletrônicos, no entanto, diminuiu o espaço físico necessário para acomodar artigos literários, liberando áreas consideráveis. Assim, um número crescente de bibliotecas está utilizando seus espaços para realizar exposições de itens colecionáveis e antiguidades, os quais são retirados de áreas de armazenamento menos vulneráveis e levados aos salões principais. Essa mudança gerada pela tecnologia acaba expondo um número maior artefatos de valor inestimável a riscos variados. Por isso, a preservação digital baseada em escaneamento e impressão 3D deve também passar pelos acervos de bibliotecas.

Tecnologias de Escaneamento 3D

Muitos desenvolvimentos tecnológicos têm contribuído para tornar a aplicação de impressão 3D em museus possível. Avanços em fotogrametria são talvez os mais importantes deles, especialmente no que diz respeito à reconstituição de artigos perdidos ou destruídos. Fotogrametria é uma técnica que permite a construção de modelos 3D a partir de sequências de fotos 2D sobrepostas. Esse método permite estimar estruturas 3D, dada a posição e orientação da câmera, a qual pode ser calculada ou obtida por meio de sensores de movimento. Algoritmos fotogramétricos utilizam princípios da fotogrametria para obter parâmetros de orientação a partir de imagens subsequentes, criando densas nuvens de pontos dos objetos a serem modelados. O desenvolvimento de software para o processamento do dados fotogramétricos é um desafio importante, particularmente no que concerne à consistência posicional em relação às medidas de referência.

Se comparado à fotogrametria, o escaneamento por laser atinge maior precisão, especialmente em grandes áreas. No entanto, esse método requer equipamentos mais complexos e caros, o que pode ser proibitivo, particularmente para instituições com recursos limitados, como era o caso do Museu Nacional. Em contraste, a maior parte dos avanços fotogramétricos são relacionados ao software, o que tem resultado em menores custos e maior acessibilidade. Um número crescente de programas fotogramétricos permite a utilização de câmeras comuns e até mesmo telefones celulares. A imagem abaixo apresenta um modelo 3D do crânio de Luzia, que pertencia ao acervo do Museu Nacional, gerado a partir de fotogrametria.

Desafios

Aplicações recentes de escaneamento e impressão 3D mostram como avanços tecnológicos têm o poder de revolucionar os campos da museologia, arqueologia, paleontologia, entre muitos outros. Muitos desafios permanecem, no entanto, incluindo o desenvolvimento de soluções acessíveis a museus em todo o globo, especialmente em países em desenvolvimento. Essas soluções também devem considerar a fragilidade e o valor dos artefatos em questão, que frequentemente requerem manuseio especializado. Um desafio adicional é viabilizar o escaneamento e impressão 3D em larga escala. Por exemplo, assegurar que modelos 3D dos 137 milhões de itens que compõem a coleção da Smithsonian Institution permaneçam disponíveis para as futuras gerações, apesar das prováveis mudanças nos formatos digitais. Próximos passos incluem a avaliação da viabilidade de se aplicar tecnologia 3D numa escala arquitetônica, o que poderia contribuir para a preservação de locais de valor cultural e histórico.

Conclusão

A tragédia do Museu Nacional apontou a urgência de criar meios mais efetivos para proteger e preservar nossa herança cultural. Modelagem e impressão 3D podem ser a solução para a mitigação de diversos riscos que ameaçam acervos de museus e bibliotecas. No caso do museu nacional, há esperança para a reconstituição de alguns itens, especialmente devido aos desenvolvimentos fotogramétricos e à possibilidade de esforços colaborativos na coleta de fotos. Iniciativas semelhantes permitiram a construção de réplicas de estruturas icônicas destruídas na guerra da Síria, como o Arco de Triunfo de Palmira, a qual já foi exposta ao redor do globo, em cidades como Nova York, Londres e Dubai.

Responsável pela reconstrução do Arco, o Instutite for Digital Archeology trabalha em parceria com a UNESCO para promover um projeto chamado Million Image Database, um arquivo permanente de acesso livre que reúne imagens de patrimônios históricos e culturais. Na medida em que a tecnologia avança, a preservação digital pode se tende a se tornar chave para a salvaguarda de tais patrimônios. Nesse contexto, escaneamento e impressão 3D serão ferramentas estratégicas para assegurar que os tesouros do passado permaneçam acessíveis às futuras gerações.