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Geología en 3D con un estereoscopio casero

Texto y fotos – Gabriel Castilla Cañamero

Uno de los problemas más habituales en las investigaciones geológicas de campo es el hecho de que muchos afloramientos y formas del relieve se encuentran enmascarados por la vegetación, lo que dificulta su reconocimiento a simple vista. Cuando esto sucede se suele recurrir a fotografías aéreas captadas por aviones o satélites, imágenes que muestran una perspectiva cenital del terreno.

Para ayudar al cerebro a visualizar un relieve tridimensional a partir de una imagen plana (sea ésta una fotografía o un modelo digital del terreno), se suele recurrir a la estereoscopía.

Esta técnica consiste en mirar con un estereoscopio dos fotografías aéreas tomadas por un avión o satélite desde perspectivas ligeramente distintas. El instrumento óptico superpone las dos fotografías, pero mostrando separadamente una a cada ojo. Como resultado, el cerebro recrea la ilusión de profundidad en una única imagen tridimensional, igual que cuando miramos un paisaje desde la ventanilla de un avión que vuela a baja altura.

Figura 1. Modelo del terreno de una zona al norte de El Oso, en La Moraña abulense. Usaremos esta imagen como base para la construcción de nuestro par estereoscópico.

Construyendo un estereoscopio casero

Debido al enorme potencial didáctico que ofrece la estereoscopía, nos propusimos dar a conocer esta técnica con motivo del Geolodía 2019.

Para ello nos planteamos el reto de diseñar un modelo de estereoscopio que cualquier persona pueda construir y utilizar sin necesidad de entrenamiento previo, y con el que descubrir la geología oculta de La Moraña, en especial los cerros testigo y los campos de dunas parabólicas.

Con este fin preparamos un modelo del terreno a partir de datos de altura del terreno y software de acceso libre y gratuito, cuyo manejo describimos pormenorizadamente en la entrada dedicada a los cinturones de dunas en Ávila.

Para saber más: Descubrir los cinturones de dunas de Ávila

Materiales

En la siguiente fotografía podemos ver todos los materiales empleados en la construcción del estereoscopio (de izquierda a derecha):

  • Una lámina de espejo recortable (10X15 cm).
  • Listones cuadrados de madera (0,5×30 cm).
  • Depresores –palos de helado- de madera (2,5X20 cm).
  • Un tablero de madera o de DM (20X30 cm).
  • Una lámina de cartón pluma (30×40 cm).
  • 4 clavos pequeños sin cabeza (opcional).
Fotografía 2. Materiales y herramientas necesarios para la construcción de nuestro estereoscopio.

Todos los materiales fueron adquiridos en un bazar por un coste inferior a 10 euros.

Herramientas

Las herramientas usadas en el montaje fueron:

  • Una regla metálica.
  • Cola blanca de contacto.
  • Unas tijeras fuertes (cortachapas).
  • Y un cúter de proyectista (una pequeña sierra para manualidades también puede servir).

Instrucciones de montaje

En la siguiente secuencia de imágenes podemos apreciar los pasos necesarios para el montaje.

Fotografía 3. Secuencia de montaje
  • En primer lugar (a), tomamos un depresor de madera y lo partimos en varios trozos de aproximadamente 1,2X3,5 cm.
  • A continuación pegamos 6 de estos trozos en el tablero de DM tal y como se aprecia en la imagen (b) -dos en la mitad y cuatro en las esquinas-.
  • Seguidamente, tomamos 2 listones cuadrados que recortamos para que cada uno mida 20 cm (c).
  • Después pegamos sobre las maderas que pusimos en mitad del tablero los 2 listones que acabamos de recortar. Los ponemos uno junto al otro con cuidado de dejar entre ellos el espacio justo que permita encajar una lámina de cartón pluma en la que irá la lámina de espejo adhesiva (d).
  • Opcionalmente podemos reforzar los dos listones con 4 clavos sin cabeza.A continuación pegamos 2 depresores, uno en cada extremo del tablero (e).

Como podemos ver, el hecho de pegar los listones y los depresores sobre los tacos de madera que cortamos inicialmente, crea un espacio por donde podremos deslizar las fotografías aéreas e impedir que se muevan sin necesidad de fijarlas con clips o celofán.

  • Por último (f), recortaremos un trozo de cartón pluma de unos 20X10 cm sobre el que pegaremos la lámina de espejo. Recortaremos los picos con las tijeras cortachapas para evitar accidentes en los ojos.

El resultado final del montaje podemos verlo en esta fotografía.

Fotografía 4. Estereoscopio terminado.

Montaje de un par estereoscópico

Para apreciar visualmente el relieve en un par de fotografías estereoscópicas necesitamos que éstas se hayan tomado desde perspectivas distintas, como ya explicamos anteriormente. Sin embargo, puesto que solo disponemos de una imagen, lo que vamos a hacer es engañar al cerebro mostrándole dos imágenes iguales pero montadas de tal forma que una (la de la izquierda) sea especular a la original (que pondremos a la derecha), tal y como podemos ver en la fotografía 5.

Fotografía 5. Imagen especular (izquierda) reflejada en el espejo del estereoscopio (derecha). En segundo plano (casi tapada por el espejo) está la imagen original. En el reflejo ya podemos intuir el relieve.

El estereoscopio de un único espejo fue inventado a mediados del siglo XIX por el científico británico Charles Wheatstone y su uso es perfecto para situaciones en las que solo se dispone de una fotografía.

Existen muchos programas que nos permiten generar una imagen especular a partir de otra. Quizá lo más rápido sea utilizar el procesador de textos Word o el creador de diapositivas PowerPoint de Microsoft (sus homólogos gratuitos de Open-office puede realizar la misma tarea).

El procedimiento es sencillo: se pega en un documento de Word apaisado la imagen que queremos ver en 3D, hacemos una copia de esta imagen y la pegamos justo al lado de la original; luego desplazamos el marco derecho hacia la izquierda hasta crear la imagen especular, tal y como podemos ver en la fotografía 6. Una vez tengamos lista la composición podemos imprimir el documento y recortarlo para poder deslizarlo bajo los depresores del estereoscopio.

Fotografía 6. Montaje listo para usar en nuestro estereoscopio. La fotografía de la izquierda es exactamente igual que la de la derecha, pero ha sido dispuesta especularmente. Descarga este montaje ya preparado y listo para imprimir.
Este es un par estereoscópico de los Montes Apenninus de la Luna. También puedes descargarlo aquí para verlo con tu estereoscopio casero.

Al encajar un espejo entre ambas fotografías podemos mirar el montaje mostrando a cada ojo una fotografía y haciendo creer al cerebro que las está viendo desde perspectivas diferentes. Para engañar al cerebro de manera rápida y eficaz debemos mirar el espejo con el ojo izquierdo y la fotografía con el ojo derecho. Para ello lo mejor es poner la nariz junto al espejo y mirar relajadamente, sin cruzar ni forzar la vista, tal y como se aprecia en la fotografía 7.

Como resultado de este “engaño” nuestra mente construye la ilusión de tridimensionalidad, recreando el relieve de los campos de dunas y los cerros testigo como si los estuviésemos viendo desde un avión.

Figura 7. Una participante del Geolodía 2019 usando nuestro estereoscopio. Fotografía de Isabel Hernández.

Bibliografía

  • Centeno, J. D.; Fraile, M. J.; Otero, M. A. y Pividal , A. J. (1994) Geomorfología práctica. Ejercicios de Fotointerpretación y Planificación Geoambiental. Editorial Rueda, Madrid.
  • García Rodríguez, M. P.; Sanz Donaire, J. J.; Pérez González, Mª E. y Navarro Madrid, A. (2012). Guía Práctica de  Teledetección y Fotointerpretación. Departamento de Análisis Geográfico y Geografía Física. Universidad Compluense de Madrid.

Herramientas para descubrir los cinturones de dunas de Ávila

Autor – Javier Elez

Con la llegada de la revolución digital todos tenemos más herramientas para explorar el mundo, también los geólogos. Desde el punto de vista de la geología, temática principal de este blog, queremos destacar dos que nos permiten, por ejemplo, descubrir que el norte de Ávila está cubierta de dunas.

Satélites y Sistemas de Información Geográfica (SIG)

En primer lugar, las imágenes y datos de todo tipo obtenidas de nuestro planeta por los diversos satélites existentes. Y en segundo lugar los programas informáticos que nos permiten manejar estos datos, tanto consultarlos y visualizarlos como operar con ellos, y que se denominan de forma genérica Sistemas de Información Geográfica (SIG).

Para los que no lo veáis claro, echad un vistazo a Google Earth y pensad en cómo es posible imaginarse el planeta con este detalle sin tener las herramientas adecuadas… Difícil, ¿verdad?

Hoy queremos poneros un ejemplo de la aplicación de las no tan nuevas ya tecnologías de satélite al conocimiento de nuestro planeta.

Las dunas de la Moraña

En Ávila existen dunas con unas formas súper delicadas conservadas prácticamente intactas desde hace unos 11.500 años. ¿Lo sabías?

Estos depósitos eólicos desérticos se agrupan en cinturones de dunas que tienen longitudes kilométricas y formas muy elaboradas. Como todas las dunas, eran movidas por los vientos dominantes en su momento. Pero, ¿dónde están ahora? Pues escondidas en el paisaje.

Para desenmascararlas necesitamos de los datos que nos proporcionan los satélites y un poco de software.

  • Los datos que vamos a utilizar son datos de elevación (altimetría) de alta resolución obtenidos mediante tecnología LIDAR. Los tenemos de forma gratuita para todo el territorio nacional en el Centro Nacional de Información Geográfica.
  • Para cocinar estos datos utilizamos un Sistema de Información Geográfica (SIG), que es el software que nos va a permitir realizar cálculos con los datos de elevación. El cocinado es sencillo: calculamos lo que se denomina modelo de elevaciones sombreado, que es una simulación de las sombras que haría el sol sobre el modelo del terreno que suponen los datos de elevación. El resultado es espectacular, mira la Figura 1.
Figura  1. Desliza la barra para ver el modelo sombreado a la izquierda y la fotografía de satélite a la derecha. Verás cómo las dunas solo se ven a simple vista con el primero. La zona es la cabecera del rio Arevalillo, al norte de El Oso, y abarca entre otras a la localidad de Cabizuela.

Si hacemos zoom en las dos dunas bien definidas abajo a la izquierda del cinturón veremos esto:

Figura 2. Las bonitas dunas de Cabizuela con más detalle. La elevación que tienen sobre el fondo prácticamente plano llega a ser de unos 12 m máximo.
Figura 3. Foto en el campo y desde el sur de las mismas dunas de Cabizuela. Encima de ellas quedan las zonas de pinares, donde no se puede cultivar nada más. Como ves, a simple vista no son nada evidentes.

Aquí va un video 3D realizado a partir de los datos del modelo de elevación junto con el modelo de elevaciones sombreado. En él hemos exagerado en la vertical para que se vea mejor el relieve, otro truco que se puede hacer con estos datos.

Estos cinturones de dunas no solo se encuentran aquí en la Moraña abulense, sino que se extienden a lo largo de toda la zona sur de la meseta castellano-leonesa y se reconocen fácilmente también en Segovia (Tierra de Pinares) y Valladolid.

Busca tú las dunas con Iberprix

Si quieres buscar tú mism@ las dunas, te dejamos aquí un visor online muy sencillo que te ahorrará todo el trabajo de manipulación de datos.

Se llama Iberpix, es un producto gratuito que ofrece el Instituto Geográfico Nacional de España y es extremadamente sencillo de usar.

Abajo a la derecha encontráis un botón rojo con un símbolo de “capas”, pincháis y os aparecen pestañas.

Desmarca todas y marca solo la de “Relieve” y podrás ver un modelo de elevaciones sombreado de toda España.

Dadle al zoom ya que tiene muy buena resolución…

En próximos artículos os contamos cómo se forman las dunas y qué información nos aportan sobre el clima y el paisaje en el que se formaron, justo aquí, en la Moraña abulense.

¿Te atreves a decir desde dónde soplaba el viento dominante hace 11.500 años…?

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