Soporte fotográfico para imágenes digitales calibradas de discos de madera.

Constituido por una estructura metálica autoiluminada, destinado a ser usado en trabajos de dendrocronología, permitiendo obtener imágenes de gran definición y con niveles de detalle variable. Este soporte está constituido por una base cuadrangular metálica reglada y cuatro varillas verticales de altitud variable. La base tiene delimitada de una región central donde la rodaja de madera debe ser depositada y, alrededor de esta región, se sitúa una escala milimétrica que permite el correcto dimensionado de la muestra. La parte superior se une a las varillas verticales y sostiene una estructura en forma de cruz que alberga el soporte para la cámara fotográfica exactamente en el centro, así como la iluminación suplementaria mediante focos halógenos y el puerto USB que permite la extracción de las imágenes de la cámara fotográfica.

Soporte fotográfico para imágenes digitales calibradas de discos de madera.

Sector de la técnica

Soporte para el anclaje de cámaras fotográficas constituido por una placa metálica cuadrangular con una escala milimétrica con 4 ejes anclados en sus esquinas que soportan una estructura en cuyo centro se sitúa el soporte para la cámara, contando además con focos de iluminación y un puerto USB.

Estado de la técnica

Historia metodológica

Mediante el análisis de troncos es posible reconstruir la evolución y las condiciones de crecimiento de un árbol y, en consecuencia, de las condiciones de génesis de la madera a extraer de ese árbol.

Estos trabajos de análisis de troncos han constituido, y constituyen aún hoy en día, una preocupación constante en la investigación forestal, datando las primeras referencias de hace más de 200 años, en concreto en estudios llevados a cabo en Centroeuropa, tal y como confirman en sus trabajos -Amorini, E., Fabbio, G. (1988). II método auxometrico: applicazioni in selvicoltura. L'analisis auxometrica in selvicoltura: il método di analisi del fusto. Annali dell'Istituto Sperimentale per la Selvicoltura. XIX: 7-46. La técnica de análisis de troncos intenta reconstruir la evolución del árbol a lo largo de su vida, valorando esa evolución en función de su altura y su diámetro. Para ello se extraen muestras de madera a diferentes alturas del árbol, las cuales son analizadas en laboratorio, de manera que para cada una de esas alturas es posible la obtención de información sobre crecimientos anuales, edades y dimensiones según la altura de la muestra de madera en el fuste. Conocida la altura exacta del árbol entero y estructurando adecuadamente la información anterior, se define un duplo de datos fundamental para poder analizar su evolución en el tiempo, que se concreta en la información de la edad a la que el árbol alcanzó una determinada altura, o, lo que es lo mismo, la altura del árbol cuando tenía una cierta edad.

Para realizar el análisis de troncos es necesario obtener testigos o muestras de madera, las cuales, o bien, se obtienen en forma de bastores o cores, tal y como aplican en sus trabajos, Smelko, S., Scheer, L. (2000). Dendrochronological analysis of diameter growth and increment of pedunculate oak (Quercus robur L.) in Danube floodplain forests. Ekol. Bratislava 19 (2): 125-140, o se extraen en forma de rodajas de madera a diferentes alturas del árbol. Esta última es la opción más recomendable, como mantienen -Soille, P., Misson, L. (2001). Tree ring measurements using morphological image analysis. Can. J. For. Res. 31 (6): 1074-1083, y la que aporta una mejor información, ya que se dispone de toda la superficie de la rodaja para su interpretación en caso de dudas en el análisis.

En los comentados inicios de los estudios de análisis de rodajas estos se llevaron a cabo durante mucho tiempo de manera manual. Es decir, se elegía la dirección o direcciones que se consideraban más convenientes para el análisis y se procedía a su medición directa sobre la superficie de la rodaja mediante interpretación óptica directa.

La evolución de los procedimientos metodológicos de tratamiento de datos, así como la implementación informática que ha sufrido la investigación forestal en los últimos años, han aconsejado la actualización de esa metodología de medición manual de anillos por otra digital mediante imágenes digitales y aplicaciones informáticas que disminuyan la subjetividad a la hora de valorar edades y crecimientos radiales -Vila, P. (2003). Estudio epidométrico y xilológico de las masas de Quercus petraea (Mattuschka) Liebl. en el noroeste de la Península Ibérica. Doctoral Thesis. Cd-Rom. ISBN: 84-9750-304-X. Santiago de Compostela, Spain subjetividad que se minimiza con la calidad de la imagen alcanzada mediante el uso del soporte descrito.

Las imágenes digitalizadas para su posterior interpretación utilizando muestras de frondosas de crecimiento lento, género Quercus p. ej. (Q. robur, Q. petraea y Q. pyrenaica), presentan mayor dificultad a la hora de visualizar e identificar los anillos de crecimiento.

En primer lugar, la transición o cambio de color de la madera de primavera a la madera de verano es mucho menos marcada que en el caso de las coníferas. Esto hace que, tras la corta, y después de un breve período de secado, se uniformiza la superficie y se dificulta la distinción para el programa.

En segundo lugar, si además de frondosas se trata de especies de crecimiento lento, se agudiza la problemática de la superposición de anillos o anillos muy próximos, es decir, lo que se define como reducciones de crecimiento, que son tanto mayores cuanto más lento crece la especie.

Al digitalizar la imagen con un escáner, de forma general, se recomienda una resolución de 100 o 200 ppp cuando la distancia entre anillos es superior a 2 mm, mientras que si esta es inferior a 1 mm se requiere que la resolución supere los 400 ppp, apuntando que normalmente los dendrocronologistas usan imágenes con la mayor resolución posible. Sin embargo, eso conlleva el hecho de que los tamaños de archivo y los tiempos de análisis se cuatriplican al doblar la resolución de la imagen obtenida o al manejar una imagen de color en lugar de una imagen con escala de grises. La utilización del color no mejora la precisión del análisis, sin embargo, resulta más cómodo para el operador detectar variaciones cuando dispone de una imagen en color que cuando trabaja con escala de grises. Esto hace que se apunte la posibilidad de escanear sólo parte de la rodaja de madera, en lugar de escanearla entera, lo que, lógicamente, disminuye el tamaño del archivo final de forma considerable. Además, el escaneo directo de la rodaja exige resaltar mucho el contraste, dado que no resulta útil al detectar el programa poco contrasta de colores y no ser capaz de diferenciar claramente los anillos.

Todo eso supone que, con rodajas de tamaño medio-bajo, los tamaños de archivo son demasiado grandes. Por ejemplo, para rodajas menores de 10 cm se obtienen tamaños de archivo mínimos de 3 Mb llegando incluso a 40 Mb si la resolución se incrementa a los 2.400 ppp, lo cual no es recomendable y hace totalmente inviable usar este sistema.

Para la solución del problema del tamaño de archivo de imagen se plantea el uso de una cámara fotográfica digital asentada en el soporte diseñado y que aseguran la calidad necesaria. Sin embargo el empleo del soporte diseñado y una cámara digital plantea dos dudas.

La primera de las dudas se basa en saber si existen deformaciones en los extremos o en zonas no centrales de cada foto inducidos por la proyección cónica. Usando el gráfico que aparece en la Figura 1 con líneas separadas entre sí un milímetro y fotografiándolo situado bajo el soporte diseñado, se volcó el archivo al ordenador y se midió. En la práctica se hicieron mediciones en grupos de cuatro puntos seleccionados al azar en las áreas con cruces de líneas y distribuidas por todo el gráfico.

El resultado fue que la diferencia entre la mayor y la menor de las distancias anteriores no superó las dos décimas de milímetro, dimensión que se considera límite para la percepción visual humana. En consecuencia, el uso de una proyección cónica no influye en la variación de las dimensiones en los distintos puntos al obtener la imagen desde la parte alta del soporte diseñado.

La segunda duda consiste en cómo solucionar los problemas de escala debido al uso de diferentes escalas al tener que variar en el soporte la altura a la cual se obtiene la imagen, adaptándola a las necesidades de trabajo de la investigación. Para ello, se decidió calibrar la propia rodaja de madera mediante algún objeto de dimensiones conocidas. Dicho proceso de calibrado es necesario realizarlo tanto en horizontal como en vertical, con la recomendación de que la distancia de dimensiones conocidas que se usa como patrón se acerque a los límites de la rodaja a analizar, minimizando así el error. Para ello se ha dotado al soporte de una escala milimétrica bordeando la zona central destinada a la ubicación de la rodaja de madera y que permite calibrar fácilmente cualquier imagen tanto en el eje horizontal como en el vertical (ver Figura 2).

Metodología aplicada al presente diseño

Tal y como ya se ha comentado, el análisis de troncos supone el estudio de la evolución de un árbol o de una masa forestal entera, facilitando los trabajos de gestión forestal y que,...

1. Soporte de anclaje de cámaras fotográficas constituido por