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Jun 02, 2024

La fabricación de metales "The Bean" en un nuevo milenio

La visión de Anish Kapoor para la escultura Cloud Gate en el Millennium Park de Chicago era que se pareciera al mercurio líquido y reflejara perfectamente la ciudad que la rodea. Lograr esa uniformidad fue una labor de

La visión de Anish Kapoor para la escultura Cloud Gate en el Millennium Park de Chicago era que se pareciera al mercurio líquido y reflejara perfectamente la ciudad que la rodeaba. Lograr esa perfección fue un trabajo de amor.

"Lo que quería hacer en Millennium Park es crear algo que captara el horizonte de Chicago... de modo que uno pudiera ver las nubes flotando, con esos edificios muy altos reflejados en la obra. Y luego, como está en En forma de puerta, el participante, el espectador, podrá entrar en esta cámara muy profunda que, en cierto modo, hace con el reflejo de uno lo mismo que el exterior de la pieza hace con el reflejo de la ciudad que lo rodea. ".– Artista británico de renombre mundial Anish Kapoor, escultor de Cloud Gate

Difícilmente se podría adivinar, mirando la plácida superficie de la monumental escultura de acero inoxidable, cuánto metal y temple hay debajo de su superficie. Selladas dentro de Cloud Gate están las historias (más de cinco años de desarrollo) de más de 100 fabricantes, cortadores, soldadores, finalistas, ingenieros, técnicos, herreros, montadores y gerentes de metal.

Muchos trabajaron horas extras, realizaron trabajos de taller en medio de la noche, acamparon en el lugar y trabajaron a temperaturas de 110 grados con trajes Tyvek® completos y respiradores de media máscara. Algunos trabajaban en posiciones que desafiaban la gravedad, suspendidos de arneses mientras sostenían herramientas y trabajaban en pendientes resbaladizas. Todo fue un poco más allá (y mucho más) para que lo imposible se hiciera posible.

Materializar el concepto de nubes flotantes etéreas del escultor Anish Kapoor en una escultura de acero inoxidable de 110 toneladas, 66 pies de largo por 33 pies de alto fue tarea de la empresa fabricante Performance Structures Inc. (PSI), Oakland, California, y MTH. Villa Park, Ill. En su 120.º año, MTH es uno de los contratistas de diseño estructural arquitectónico de metal y vidrio más antiguos del área de Chicago.

Lograr los requisitos del proyecto explotaría la ejecución artística, el ingenio, los conocimientos mecánicos y la habilidad de fabricación de las dos empresas. Personalizaron e incluso crearon equipos para el proyecto.

Algunos de los desafíos del proyecto surgieron de su forma extrañamente curvada (un ombligo invertido) y otros de su enorme enormidad. La construcción de la escultura en sitios separados a miles de kilómetros de distancia por dos empresas diferentes creó problemas de transporte y estilo de trabajo. Muchos de los procesos que debían realizarse en el sitio eran bastante difíciles de lograr en un entorno de taller, y mucho menos en el campo. Gran parte de la dificultad surgió simplemente porque nunca antes se había creado una estructura de este tipo; por lo tanto, no había ninguna referencia, ningún plan, ninguna hoja de ruta.

Con una amplia experiencia en la creación de estructuras de armazón, inicialmente en barcos y luego en otros proyectos de arte, Ethan Silva de PSI estaba excepcionalmente calificado para la tarea de fabricación de estructuras de armazón. Anish Kapoor pidió al licenciado en física y arte que le proporcionara un modelo a pequeña escala.

"Así que hice una muestra de 2 por 3 metros, una pieza pulida, muy suavemente curvada, y él dijo: 'Oh, lo hiciste, eres el único que lo hizo', porque había estado buscando dos años para encontrar a alguien que hiciera esto", dijo Silva.

Los planes originales eran que PSI fabricara y construyera la escultura por completo, después de lo cual la pieza entera sería enviada al sur por el Océano Pacífico, a través del Canal de Panamá, al norte por el Atlántico y por la vía marítima de San Lorenzo hasta un puerto en el lago Michigan. , donde un sistema transportador especialmente diseñado lo transportaría hasta Millennium Park, según el director ejecutivo de Millennium Park Inc., Edward Uhlir. Las limitaciones de tiempo y la practicidad obligaron a cambiar esos planes. Por lo tanto, las placas curvas tuvieron que ser reforzadas para el transporte y transportadas en camión a Chicago, donde MTH ensamblaría la subestructura y la superestructura y uniría las placas a la superestructura.

En última instancia, la escultura debía parecerse al mercurio líquido, que se dice que fue la inspiración del artista.

Terminar y pulir las soldaduras de Cloud Gate para lograr una apariencia perfecta fue uno de los aspectos más difíciles de las tareas de montaje y montaje en el sitio. El proceso de 12 pasos concluyó con un colorete iluminador parecido al esmalte de joyería.

"Y básicamente trabajamos en ese proyecto, fabricando esas piezas, durante unos tres años", dijo Silva. "Fue una tarea importante. Y dedicamos gran parte de ese tiempo a descubrir cómo hacerlo y a resolver los detalles; ya sabes, simplemente a perfeccionarlo. Nuestro enfoque, utilizando tecnología informática y buenas técnicas tradicionales de trabajo del metal, fue una combinación de herrería y tecnología aeroespacial".

Era difícil fabricar algo con tanta precisión que fuera tan grande y pesado, afirmó. Las placas más grandes tenían, en promedio, 7 pies de ancho y 11 pies de largo y pesaban hasta 1,500 libras.

"Hacer todo el trabajo CAD y simplemente crear los planos de construcción reales de la pieza fue en realidad un gran proyecto en sí mismo", dijo Silva. "Usamos tecnología informática para medir las placas y evaluar con precisión su forma y curvatura para que todas encajaran correctamente.

"Hicimos modelos por computadora y luego dividimos la pieza", dijo Silva. "Utilicé mi experiencia con estructuras de conchas y tuve ideas sobre cómo dividir la forma para que las líneas de costura funcionaran para obtener resultados de calidad óptima".

Algunos platos eran cuadrados, otros tenían forma de pastel. Cuanto más se acercaban a las transiciones bruscas, más tenían forma de pastel y mayor era la transición radial. En la parte superior eran mucho más planos y grandes.

Cortar con plasma las placas de acero inoxidable 316L de 1/4 a 3/8 de pulgada de espesor fue bastante difícil, dijo Silva. "El verdadero desafío fue lograr que las gigantescas placas alcanzaran la curvatura lo suficientemente precisa. Y eso se logró formando y fabricando con mucha precisión la estructura del sistema de costillas para cada placa. De esa manera pudimos definir con precisión la forma de cada placa".

Las placas se rodaron sobre un rodillo tridimensional que PSI diseñó y construyó específicamente para rodar estas placas (verFigura 1 ). "Es una especie de primo de un rodillo inglés. Los enrollamos usando técnicas similares a las de fabricar defensas", dijo Silva. Cada placa se curvó moviéndola hacia adelante y hacia atrás sobre el rodillo, ajustando la presión sobre los rodillos hasta que la placa estuvo dentro de 0,01 pulgadas de la dimensión requerida. El alto nivel de precisión requerido dificultaba formar la placa sin problemas, dijo.

Luego, los soldadores soldaron con puntadas con núcleo fundente las placas curvas a las estructuras internas del sistema de nervaduras. "Creo que Flux-core es realmente una manera maravillosa de crear soldaduras estructurales en acero inoxidable", explicó Silva. "Ofrece una soldadura de gran calidad, está muy orientada a la producción y tiene una buena apariencia".

Todas las superficies de las placas fueron rectificadas a mano y fresadas a máquina para recortarlas con la precisión de milésimas de pulgada necesaria para que todas encajaran (verFigura 2 ). Se utilizaron equipos de medición de precisión y escaneo láser para verificar las dimensiones. Finalmente, las placas se pulieron hasta obtener un acabado de espejo y se cubrieron con una película protectora.

Antes de que las placas fueran enviadas desde Oakland, aproximadamente un tercio de las placas y la base y la estructura interior se montaron en una instalación de prueba (verFiguras 3y4 ). Se planificaron procedimientos para colgar placas y se realizaron algunas soldaduras en algunas de las placas pequeñas para combinarlas. "Así que sabíamos que iba a encajar cuando lo estábamos armando en Chicago", dijo Silva.

La temperatura, el tiempo y la vibración del camión podrían haber provocado que las placas laminadas se relajaran. Las rejillas de nervaduras no solo fueron diseñadas para agregar rigidez a las placas, sino que también estaban destinadas a retener la forma de la placa durante el transporte.

Entonces, con la rejilla de refuerzo en el lado interior, las placas fueron tratadas térmicamente y enfriadas para liberar las tensiones del material. Para evitar aún más daños durante el transporte, se hicieron soportes para cada placa y los soportes se cargaron en contenedores, aproximadamente cuatro a la vez.

Luego los contenedores se cargaron en semirremolques, aproximadamente cuatro a la vez, y se enviaron a Chicago, junto con el personal de PSI para trabajar con el personal de MTH en la instalación. Uno era una persona de logística para coordinar el envío y el otro era un supervisor técnico de campo. Trabajó junto al equipo de MTH a diario y también ayudó a desarrollar nuevas técnicas a medida que surgían las necesidades. "Sin duda fue una parte fundamental del proceso", dijo Silva.

Al principio, la misión de MTH Industries era anclar la escultura etérea al suelo e instalar la superestructura, y luego también soldar las placas y realizar el esmerilado y pulido final, con PSI brindando dirección técnica, dijo Lyle Hill, presidente de MTH. . Completar la escultura significó equilibrar lo artístico con lo práctico; teoría con realidad; tiempo requerido con el tiempo programado.

Lou Cerny, vicepresidente de ingeniería y director de proyectos de MTH, dijo que lo que le intrigaba del proyecto era su singularidad. "Hay cosas que sucedieron en este proyecto en particular que, hasta donde sabemos, nunca antes se habían hecho o considerado antes", dijo Cerny.

Pero trabajar en algo único en su tipo requirió ingenio ágil y inmediato para superar desafíos imprevisibles y responder preguntas que surgieron a medida que avanzaba el trabajo:

¿Cómo se montan 128 placas de acero inoxidable del tamaño de un automóvil en una superestructura permanente y se manipulan con guantes de seda? ¿Cómo se suelda el enorme frijol curvo sin apoyarse en él? ¿Cómo se penetra en las soldaduras sin poder soldar desde el interior? ¿Cómo se logra un acabado de espejo perfecto en soldaduras de acero inoxidable en un entorno de campo? ¿Qué pasa si le cae un rayo?

Cerny dijo que el primer indicio de que este sería un proyecto inusualmente difícil fue cuando comenzó la construcción e instalación del camión de 30,000 libras. Subestructura de acero para soportar la escultura.

Aunque las fabricaciones de acero estructural rico en zinc proporcionadas por PSI para ensamblar la base de la subestructura fueron relativamente sencillas, el sitio para la subestructura estaba a mitad de camino sobre un restaurante y a mitad de camino sobre un estacionamiento, cada uno a diferentes elevaciones.

"Así que la subestructura estaba en voladizo, oscilando sobre un punto", dijo Cerny. "Cuando estábamos colocando gran parte de este acero, incluido el comienzo del trabajo de la placa, en realidad tuvimos que introducir una grúa en un agujero de 5 pies de profundidad".

Cerny dijo que utilizaron sistemas de anclaje muy complejos, incluidos sistemas de pretensión mecánica, similares a los que se utilizan en la minería del carbón, y algunos anclajes químicos. Una vez colocada la base de acero en hormigón, fue necesario construir una superestructura a la que se uniría la carcasa.

"Comenzamos a instalar el sistema de armadura con dos grandes anillos fabricados de acero inoxidable 304 en forma de O, uno en el extremo norte de esta estructura y otro en el extremo sur", dijo Cerny (consulte la Figura 3). Los anillos se mantienen unidos mediante vigas de tubos entrecruzadas. El subchasis de núcleo anular está construido en secciones y atornillado en obra con refuerzos soldados mediante GMAW y soldadura electrostática.

"Así que existe una gran superestructura que nadie ve jamás; es estrictamente para el marco estructural", dijo Cerny.

A pesar de los mejores esfuerzos para diseñar, fabricar y montar todos los componentes necesarios para el proyecto en Oakland, esta escultura no tenía precedentes y abrir nuevos caminos siempre viene acompañado de rebabas y rayones. Además, combinar los conceptos de fabricación de una empresa con los de otra no fue tan sencillo como pasar el testigo. Además, la distancia física entre los sitios generó retrasos en la entrega que hicieron lógica alguna fabricación en el sitio.

"Aunque los procedimientos de montaje y soldadura se habían elaborado de antemano en Oakland, las condiciones reales del campo requirieron ingenio de adaptación por parte de todos", dijo Silva. "Y el equipo sindical fue realmente fantástico".

Durante los primeros meses, el ritual diario de MTH consistía en determinar qué se necesitaba para el trabajo del día y cuál era la mejor manera de fabricar algunos de los miembros necesarios para montar el subchasis, así como algunos de los puntales, "amortiguadores", brazos, clavijas y Se necesitan saltadores para montar un sistema temporal para colgar platos, dijo Hill.

"Fue un proceso continuo, diseñar y fabricar sobre la marcha para mantener las cosas en movimiento y llevarlas al sitio rápidamente. Pasamos muchísimo tiempo clasificando lo que teníamos, rediseñando y reingeniería en algunos casos, y luego fabricando las piezas necesarias.

"Literalmente, el martes tendríamos 10 piezas de algo que teníamos que tener en el sitio el miércoles", dijo Hill. "Hubo muchas horas extras, mucho trabajo de taller realizado en medio de la noche".

"Probablemente alrededor del 75 por ciento de los conjuntos de placas colgantes fueron fabricados o modificados en el campo", dijo Cerny. "En varias ocasiones, literalmente fabricábamos las 24 horas del día. Yo estaba en el taller hasta las 2 o 3 de la mañana, iba a casa, me duchaba y recogía material a las 5:30 de la mañana, todavía húmedo."

El sistema de suspensión temporal que MTH utilizó para ensamblar la carcasa estaba compuesto por resortes, puntales y cables. Todas las uniones entre las placas se atornillaron temporalmente. "Así que toda la estructura fue fijada mecánicamente, suspendida desde el interior, la armadura 304", dijo Cerny.

Comenzaron con la cúpula en la parte inferior de la escultura del ombligo: el "ombligo del ombligo". La cúpula se suspendió de la armadura mediante un sistema temporal de soporte de resorte colgante de cuatro puntos compuesto por soportes, cables y resortes. Los resortes proporcionaron un "toma y daca" a medida que se agregaban más placas, dijo Cerny. Luego, los resortes se reajustaron según el peso agregado de cada placa para ayudar a equilibrar toda la escultura.

Cada una de las 168 placas tenía su propio sistema de soporte de resorte colgante de cuatro puntos y, por lo tanto, se sostenía individualmente cuando se colocaba en su lugar. "La idea era no sobrecargar ninguna articulación, porque se ensamblaron con una separación de 0/0", dijo Cerny. "Si una placa golpea la placa que está debajo, podría causar pandeo y otros problemas".

Como testimonio de la precisión del trabajo de PSI, el ajuste fue tan bueno que las brechas eran casi inexistentes. "PSI hizo un trabajo tremendo al fabricar las placas", dijo Cerny. "Les doy todo el crédito por eso, porque al final, realmente encajó. El ajuste fue excelente, lo cual para mí fue increíble. Estamos hablando, literalmente, de milésimas de pulgada. Las placas se unieron con un borde cerrado."

"Cuando terminaron de montarla, mucha gente pensó que estaba terminada", dijo Silva, no sólo porque las costuras estaban apretadas, sino también porque la pieza completamente ensamblada, con sus placas altamente pulidas y con acabado de espejo, había cumplido su función. para reflejar su entorno. Pero las costuras de las juntas a tope eran visibles y el mercurio líquido no tiene costuras. Además, la escultura aún tenía que ser soldada por completo para conservar su integridad estructural para toda la posteridad, dijo Silva.

La finalización de Cloud Gate tuvo que suspenderse durante la gran inauguración del parque en otoño de 2004, por lo que el omphalus fue spot-GTAW, y así permaneció durante meses.

"Se podían ver pequeñas manchas marrones, que eran soldaduras TIG por puntos en toda la estructura", dijo Cerny. "Empezamos a montar la tienda en enero".

"El siguiente gran desafío de fabricación de este proyecto fue soldar las uniones sin perder la precisión de la forma debido a la distorsión por contracción de la soldadura", dijo Silva.

La soldadura por plasma proporcionó la resistencia y rigidez necesarias, con un riesgo mínimo para las placas, dijo Cerny. Una mezcla de 98 por ciento de argón y 2 por ciento de helio funcionó mejor para reducir las incrustaciones y mejorar la fusión.

Los soldadores utilizaron una técnica de soldadura por plasma de ojo de cerradura utilizando una fuente de alimentación Thermal Arc® y un conjunto especial de tractor y antorcha desarrollado y utilizado por PSI.

"Un pequeño insecto mecánico corre sobre una pista de goma que sujeta la antorcha de plasma y el mecanismo de alimentación de alambre. La antorcha de plasma corta un ojo de cerradura a través de las dos placas. Mientras corta la placa, un mecanismo de alimentación de alambre detrás de la antorcha en el calor El área de la zona alimenta el alambre, y el alambre se funde y se convierte en la junta soldada", explicó Cerny.

El sistema semiautomático utiliza una pista de goma con ventosas para que se ajuste a la forma de la estructura. "A medida que te mueves alrededor de una costura en particular, y la costura cambia de radio, también cambia; también se curva hacia los lados, no solo recta en dos dimensiones", dijo Cerny.

"Las soldaduras tenían que ser de penetración total, pero teníamos que soldar desde un solo lado, todo desde el exterior", continuó. Para lograr una penetración total de la soldadura, los soldadores utilizaron un canal o cámara de aluminio hecho a medida en la parte posterior que se extendía a horcajadas sobre la junta que se estaba soldando. Se mantuvo en su lugar y se presionó contra la articulación mediante una serie de abrazaderas Robin. Se tapó con masilla cuando fue necesario para evitar el escape del gas protector. El canal se inundó con gas inerte, de modo que el gas literalmente entraba en la junta desde la cara interior, explicó Cerny.

"No estamos hablando de nueva tecnología; estamos hablando de usar la tecnología en condiciones de campo bajo circunstancias extrañas y modificarla para que funcione, de verdad", dijo Cerny. "Los cabezales se modificaron, se cortaron en ciertos ángulos y todo lo demás se cambió ligeramente. Experimentamos mucho para que funcionara, porque se trataba de soldadura en todas las posiciones dentro del mismo recorrido, lo que significa que está justo frente a ti. verticalmente hacia arriba, verticalmente hacia abajo y por encima. Así que estás constantemente ajustando la alimentación de gas, la velocidad de alimentación del alambre, la velocidad a la que viajas. Es algo que los chicos tuvieron que desarrollar mientras trabajaban con ello. No hay ningún libro que "Te digo eso, desafortunadamente."

"Creo que lo que estresaba a los soldadores era que sabían que si se cometía un error y se hacían agujeros, había muchas reparaciones", dijo Cerny. "Si no se obtienen soldaduras de penetración completa, se vuelve a cortar. Fuimos muy afortunados; hicieron un muy buen trabajo y lo manejaron con bastante rapidez. Básicamente, lo hicimos en el tiempo que dijimos que llevaría". y con el nivel de calidad que esperábamos."

"Debido a que se trataba de un proyecto nuevo, un proceso nuevo y un producto nuevo, queríamos pecar de cautelosos", dijo Hill. "Por ejemplo, originalmente seguimos una recomendación sobre cómo precargar las placas, como lo llamamos nosotros. La teoría es que empujas los dos bordes donde se unen estos dos planos, en realidad fuerza los bordes hacia arriba, o hacia arriba, o hacia arriba, como se Se sueldan en su lugar y luego se encogen al calentarse. Luego se pule la junta hasta dejarla plana. Nunca querrás tener una junta cóncava.

"Bueno, los expertos en el campo señalaron que las suposiciones iniciales sobre cómo reaccionaría el acero durante la soldadura estaban muy equivocadas. La contracción durante la técnica de soldadura por plasma terminó siendo casi inexistente. Así que los empujamos 0,0015 pulgadas y luego Tenían una altura de 15 milésimas. Así que empezamos a retirarlo. Hubo una cierta cantidad de prueba y error".

Una vez que todas las placas estuvieron completamente en su lugar y se completó la soldadura de las placas exteriores, hubo que realizar soldaduras permanentes en el interior.

La tercera y última fase del proyecto fue el esmerilado y pulido final.

"El objetivo era eliminar la visibilidad de la costura", dijo Cerny (verFigura 5 ). "No es sólo que estés tratando de hacer que esta cosa desaparezca bajo cierta cantidad de luz. Está completamente expuesta bajo las luces más brillantes disponibles: el sol pleno en pleno mediodía. La gente puede caminar hasta ella desde todos los ángulos posibles. Y nosotros "Estamos más que un poco preocupados."

Trabajar en un proyecto único, nunca antes realizado, conlleva riesgos. "Cuando nos pidieron que hiciéramos la soldadura y el pulido con plasma, internamente tuvimos un pequeño debate sobre si queríamos hacerlo o no", dijo Hill. "Tuvimos pares en la industria, tanto personas que fabrican solo internamente como empresas que fabrican y terminan en el campo, que nos dijeron: 'No podrás lograr un acabado de espejo después de soldar acero inoxidable. Tendrás que hacerlo". decoloración o una superficie rugosa, muy probablemente ambas cosas.

"Estábamos en una situación difícil porque es uno de esos proyectos en los que teníamos mucho que ganar si salía bien, y mucho que perder si no salía bien", dijo Hill. "Pasé muchas noches sin dormir durante el desempeño del trabajo".

El acabado de la soldadura fue un proceso de 12 pasos, explicó Cerny, comenzando con el desbaste de la soldadura cerca de la superficie existente utilizando papel de circonio de grano 60 sobre una cinta circular. Para sacar el material de la junta para que se mezclara con las áreas circundantes sin rayar, todo el lijado posterior se realizó con lijadoras de banda semiautomáticas con ruedas que "montaban" el material fuera de la junta.

"Las ruedas tenían tornillos de ajuste, y fijábamos la altura o profundidad del cinturón y seguíamos ajustándolos hasta llegar a la altura de la superficie circundante y todo estaba combinado al mismo nivel de acabado", dijo Cerny.

A partir de ahí, los finalistas utilizaron un papel de lija cerámico de grado especial de grano 400, llamado tipo CF-Trizact™. "Es algo que realmente no se ve en nuestra industria; generalmente es para un instrumento quirúrgico. Pero funciona muy bien en acero inoxidable". ", dijo Cerny.

3M trabajó con ellos para desarrollar algunos sistemas de correas nuevos para que el acabado fuera muy brillante antes de la fase de pulido final, dijo.

"Nos permitieron trabajar en algunos que aún no están en el mercado", dijo Cerny. "A 3M también se le ocurrió probablemente un par de docenas de productos de lijado, y lo redujimos a unos seis que funcionaron para nosotros, por lo que la mayor parte se hizo con una máquina de banda y productos 3M".

Aún así, puedes llevar un ombligo al papel de lija, pero no puedes hacerlo brillar.

"Fue mucho ensayo y error", dijo Cerny. "Estás rectificando y puliendo soldaduras en una superficie curva y en acero inoxidable relativamente delgado, lo cual es muy implacable. No puedes atacarlo demasiado agresivamente, porque si lo rasgas, si obtienes una onda, o Si lo quemas, vas a pasar una cantidad excesiva de tiempo remodelando esa pieza para que vuelva a tener la curvatura adecuada, y tratar de reemplazar una de esas placas sería un esfuerzo enorme".

Evitar la distorsión mientras se pulían las soldaduras fue la parte más difícil del proceso, dijo Cerny. "Esa superficie con acabado de espejo es muy, muy susceptible a parecer un espejo de casa de la risa si no está exactamente al ras, especialmente cuando hay edificios a tu alrededor con líneas rectas.

"Lo que significa que los chicos que hicieron el trabajo de acabado realmente tuvieron que esculpirlo. Tuvieron que usar un marcador para dibujar una cuadrícula a lo largo de la junta y el área circundante y luego doblar una tira de listón alrededor de la curvatura. Y buscaron cualquier altura Detecte o una brecha y conéctelos hasta que desaparezcan.

"Se podría comenzar con una costura de soldadura de sólo media pulgada de ancho y terminar con un área de 18 a 20 pulgadas de ancho, fusionando esa unión. Es algo así como lo que hacen los fabricantes de carrocerías, pero con el acero inoxidable, lleva una eternidad hacerlo". "Eso. No podría haber ningún cambio abrupto en la superficie".

Para lograr el acabado de espejo brillante, altamente pulido y reflectante, los finalistas utilizaron una especie de abrillantador de joyería, una sustancia cerosa llamada colorete. Tres tipos de coloretes contienen tres grados de abrasivos.

"Muchos de los coloretes que son capaces de llevar el pulido de una superficie semiacabada a un acabado de espejo (los llamamos coloretes de corte) también contienen una buena cantidad de abrasivos, lo que significa que literalmente cortan el acero inoxidable. Nuestro problema era: "También agregaron distorsiones y ondas. Así que solo usamos el colorete final de grano 800, un lubricante, para iluminar y eliminar los rayones finales", dijo Cerny.

"Todo el mundo te dirá que si te saltas un paso, tendrás que volver atrás", añadió Cerny. "Debido a que teníamos que hacer esto en forma de coproducción (teníamos 24 o 25 personas trabajando a la vez justo afuera), teníamos que asegurarnos de que se siguieran todos los pasos. No pulimos un cuadrado de 3 pies todo el tiempo. la forma de reflejar y luego movernos. Haríamos un cierto paso en grandes áreas de la superficie y luego haríamos el siguiente paso.

"Pero el objetivo, y todo el mundo tiene los dedos cruzados, es que cuando lleguemos al siguiente paso, todo salga bien".

MTH había levantado un muro de 60 por 100 pies. Tienda de campaña personalizada, primero para evitar interrupciones durante el invierno mientras se construía la subestructura y ensamblaba el núcleo del anillo, y luego para confinar los gases de soldadura.

Debido a que la molienda de acero inoxidable produce polvo de níquel-cromo y cromo hexavalente, la carpa también era necesaria para encerrar la estructura para evitar que el polvo y las virutas llegaran al área pública en general.

Cerny describió las difíciles condiciones de trabajo dentro de la tienda durante el proceso de acabado: "Te pones ropa, luego te pones un traje Tyvek® de cuerpo entero, que no respira, luego una capucha. Luego te pones este respirador de media máscara en tu cara y guantes, y luego te pones un escudo en la cara, mientras afuera hace 90 grados". La temperatura en la parte superior de la tienda protectora podría superar los 115 grados.

"Y ahora estás trabajando en esta estructura a la que no tienes forma de sujetarte. Literalmente estás trepando con cuerdas y todo lo que puedes, y sosteniendo una pieza de equipo. Básicamente, teníamos arneses de suspensión al lado de la estructura. y en toda la mitad superior de la estructura en el exterior, estás cambiando correas, estás ajustando máquinas, mientras estás en una superficie inclinada que es muy resbaladiza y, al mismo tiempo, estás tratando de trabajar. "Se levantó todo este polvo. Fue una pesadilla. Así que puedes imaginar lo difícil que fue ser productivo", dijo Cerny.

Para proteger a los soldadores y finalistas, MTH utilizó ocho filtros HEPA continuamente durante el proceso de soldadura y monitoreó la calidad del aire durante las etapas de soldadura y acabado a través de una conexión de computadora en la oficina, dijo Hill. "Estábamos muy preocupados por la salud y la seguridad de los muchachos.

"También contamos con OSHA en el lugar", continuó Hill. "Nos guiamos por los niveles de exposición y las pruebas. Nuestros muchachos estaban soldando y esmerilando, y estaban trabajando en condiciones realmente pésimas. Se libera más cromo hexavalente durante el proceso de soldadura que durante el esmerilado, pero con el esmerilado, teníamos tantos "Más meses de exposición. Al menos con esta estructura, era una preocupación mayor que la soldadura".

Tanto para PSI como para MTH, el proyecto Cloud Gate consumió más tiempo del esperado.

"Realmente había llegado el momento de hacerlo", dijo Hill. "El proyecto duró casi dos años y eso nos dolió mucho, porque tuvimos que rechazar otros trabajos.

"Estábamos físicamente limitados en cuanto a la cantidad de personas que podían trabajar a la vez de manera productiva. Estaban físicamente uno encima del otro. En un momento, teníamos a 24 de nuestro mejor equipo de campo allí. Hemos tenido algunos de los mejores arquitectos. trabajadores del hierro del país involucrados en esto", dijo Hill.

"Creo que llegamos al punto en el que, bueno, estás en ello y te has comprometido con ello, así que tendrás que terminarlo".

El acabado final de Cloud Gate acaba de finalizar, por lo que está oficialmente completado. Entonces, ¿se ha cumplido la misión celestial? ¿La piel de Cloud Gate se parece al mercurio líquido? La prueba está en la reflexión. El lector tendrá que inspeccionar la escultura y juzgar. Al menos un observador ha descrito Cloud Gate como un imán para las personas: inclinan la cabeza e invariablemente se sienten atraídas bajo su arco de 12 pies de altura para observar sus reflejos en su vórtice de 27 pies de altura.

Hills, Cerny y Silva hicieron comentarios entusiastas por la mano de obra y la destreza de todos los involucrados.

"Los muchachos que tuvimos en el trabajo fueron fenomenales", dijo Hill. "Teníamos tres o cuatro muchachos allí que son simplemente genios de la mecánica. Y un par de herreros aquí en el taller ayudaron a modificar el equipo".

"La mayoría de los fabricantes han adoptado la actitud de que este no es sólo su trabajo, sino que es algo que sus hijos y nietos podrán ver", dijo Cerny. "Querían hacerlo bien. Realmente se lo tomaron mucho más personalmente que cualquier otro trabajo que les haya visto hacer".

"Cuando conocimos a MTH por primera vez, quedé muy impresionado por su actitud positiva, su sofisticación técnica y su enfoque práctico para resolver problemas", dijo Silva.

Silva añadió: "Creo que la obra de arte es magnífica. Es agradable trabajar con algo que va a existir durante mucho tiempo. Mis hijos y mis nietos pueden ir a verlo. Realmente disfruté ese aspecto".

Cerny está de acuerdo. "Esto sobrevivirá a todos los que hemos trabajado en ello. Estará ahí para las generaciones venideras".

¿Que sigue? "A medida que avance en la vida, la construcción de Cloud Gate siempre será uno de los hitos de mi carrera", dijo Silva, y agregó que esta experiencia lo está llevando hacia nuevas direcciones emocionantes y satisfactorias.

"Ahora buscaremos algún otro problema que abordar", dijo Cerny. "Aunque no sé si estaría ansioso por hacer otro de estos ahora mismo", dijo riendo.

El tiempo puede decir si lo hará o no. Se rumorea que recientemente se ha propuesto otra característica para el Millennium Park: un brillante puente con forma de "espada samurái" que va desde el centro del parque hasta el tercer piso del adyacente Instituto de Arte. Con acabado espejo. ¿Alguien quiere pulir joyas?

Formando dos maravillas estructurales y de fabricación.

Ambas estructuras de acero inoxidable diseñadas por Frank Gehry en Millennium Park, Chicago, de 24,5 acres, son identificables por sus diseños característicos de "cintas". De hecho, las dos estructuras están integradas; La pasarela sinuosa del Puente Millennium BP funciona como una barrera visual y sonora desde Columbus Drive para el Jay Pritzker Pavillion, una sala de conciertos al aire libre.

El Pabellón Jay Pritzker de 120 pies de altura es una maravilla estructural y de fabricación. Las ondulantes cintas de acero inoxidable cepillado que enmarcan la abertura del proscenio están sostenidas por las vigas del techo del pabellón de abajo, que se eleva en voladizo a unos notables 130 pies del escenario. El diseño y la fabricación de las cintas fueron una combinación de ilusión y practicidad, según John Zils, de la firma de arquitectos e ingenieros Skidmore, Owings & Merrill LLP, Chicago, ingeniero estructural senior del pabellón y del puente BP.

"Decidimos utilizar secciones rectas y segmentarlas para crear la ilusión de curvatura", dijo Zils. "En otras palabras, en realidad no hay partes dobladas en esas cintas", dijo Zils.

Las secciones de estructura están instaladas en una superficie de 9 por 10 pies. rejilla para formar la curvatura aproximada. Los verticales son tramos de ala ancha y los horizontales son tubos cuadrados, prefabricados en taller en tramos rectos. El cambio de ángulo se produce en los puntos nodales de la cuadrícula para seguir la curvatura, dijo Zils. "Así que cuando se colocó el revestimiento de acero inoxidable, en realidad tenía la curvatura exacta que Gehry estaba buscando".

La estructura de respaldo se prefabricaba en segmentos que se probaban y luego se llevaban al sitio y se ensamblaban en secciones más grandes. Luego se montaron paneles de respaldo de aluminio prefabricados en la estructura de respaldo con una conexión atornillada. Luego, las "tejas" de acero inoxidable se fijaron mecánicamente con clips a los paneles de soporte. "Por lo tanto, cada una de las cintas metálicas tenía tres o cuatro secciones estructurales prefabricadas que luego se montaban en pedazos", explicó Zils.

El área del escenario está conectada a un enrejado elevado de tubos de acero entrecruzados. El enrejado tubular pintado en mate, hecho de secciones estructurales huecas seccionadas y arqueadas, presenta una divergencia un tanto abrupta en forma y brillo con respecto a las cintas relucientes que enmarcan el proscenio, y en cierto modo se asemeja más a las vigas tubulares que sostienen las cintas que a las cintas mismas. Pero tiene un propósito doble y práctico: define sin columnas el área de asientos en el césped para 7.000 personas y soporta estructuralmente el sistema de sonido de última generación, que se dice imita la acústica de una sala de conciertos cubierta.

"Frank Gehry quería ver una estructura honesta", dijo Zils. Considerado independientemente, el "pabellón acústico" al aire libre es, en sí mismo, ingenioso. De alguna manera, 570 toneladas de acero logran brotar y arquearse con gracia desde los pilones que flanquean un área aproximadamente al tamaño de dos campos de fútbol: 625 pies de largo por 325 pies de ancho.

Las secciones estructurales huecas de 12, 14, 16, 18 y 20 pulgadas de diámetro, fabricadas por Acme Structural, Springfield, Missouri, que unen el área diagonalmente y se ajustan a juntas TYK en puntos nodales designados y diseñados con precisión. intervalos. Acme Structural cortó la tubería y fabricó y soldó las juntas o nodos TYK donde se cruzan las tuberías. Evidentemente, las intersecciones soldadas eran fundamentales.

Cada una de las secciones de tubería se laminó en uno de cinco radios diferentes, que van desde un radio agudo de 100 pies hasta uno poco profundo de 1000 pies. radio, en enormes dobladoras de tres rodillos Roundo de Chicago Metal Rolled Products, (CMRP) Chicago, la empresa que Acme Structural contrató para doblar las tuberías.

El aspecto final era fundamental, por lo que no podía haber rayones, ni siquiera tan superficiales como la profundidad de una uña, en la tubería, dijo el presidente de CMRP, George Wendt. La empresa no solo tuvo que utilizar TLC para manipular las tuberías, utilizando eslingas de nailon, por ejemplo, sino que también tuvo que enrollarlas de una manera que minimizara los daños durante el proceso. El fabricante tuvo que desarrollar herramientas personalizadas (juegos de rollos) para adaptarse a cada diámetro, así como el proceso para curvar estos grandes tubos en frío según los estándares estructurales expuestos arquitectónicos (AESS). Además, originalmente los diseños de Gehry requerían que los tubos se curvaran en dos. dimensiones en dos planos, lo que requiere 20 radios de curvatura diferentes, según Zils. CMRP sugirió modificaciones de diseño que simplificaron el proyecto y redujeron el número de radios diferentes, manteniendo visualmente el efecto deseado de Gehry, dijo Zils.

"Sugerimos que sería más fácil de fabricar y menos costoso si doblamos la tubería en un plano y cambiamos los radios en el punto donde cada una de las tuberías se cruza entre sí en estas uniones nodales", dijo Wendt. "Es un poco más complicado de lo que parece. De cada pilón surgen dos tubos arqueados. Uno se arquea en una curva plana y baja, y el otro se arquea en una curva más alta. Se inclinan de modo que terminan en dos o tres pilones encima. "Así que fue un gran avance desde el punto de vista de la fabricación y una gran reducción de costos", dijo Zils.

La otra característica diseñada por Frank Gehry en Millennium Park es un puente peatonal inclinado de 925 pies de largo que serpentea aparentemente sin rumbo pero que en realidad funciona como un enlace con Grant Park y el lago Michigan, así como una barrera de sonido para el pabellón. Además de su cubierta de madera, está completamente revestida con paneles de acero inoxidable.

Zils dijo que un desafío importante era lograr los requisitos de forma, configuración y perfil bajo (proporción de 1 a 20) de Gehry. "Tuvimos que encontrar una manera de atravesar Columbus Drive, una vía importante con un espacio mínimo determinado, y aún así crear un puente que tuviera un perfil bastante delgado y una forma curvilínea", dijo Zils. "La profundidad estructural con la que tuvimos que trabajar siguió reduciéndose. Esa es parte de la razón por la que las pasarelas son tan largas, para crear esa pendiente suave".Participación temprana del fabricante.Como hizo con el Pabellón Jay Pritzker, Zils colaboró ​​con contratistas y fabricantes de acero para garantizar que los radios y dimensiones de los componentes fueran alcanzables.

Tres sistemas estructurales diferentes componen la estructura del puente, explicó Zils: Dos accesos largos y curvilíneos, uno a cada lado de Columbus Drive, conducen al camino y son estructuras de hormigón armado.

Las secciones de armadura en voladizo de acero estructural se extienden desde esos dos accesos de concreto sobre el borde de la carretera. Están construidos con tubos de acero estructural de dos pulgadas de espesor y 20 pulgadas de diámetro y miembros de conexión (secciones de brida de 10 y 14 pulgadas de ancho) soldados entre sí en una configuración de armadura en voladizo.

Conectando esas secciones en voladizo hay una estructura de viga cajón rectilínea de acero estructural de 6 pies de ancho, 3 pies y 6 pulgadas de profundidad con una parte inferior arqueada. Esta viga es el miembro que soporta la carga. Está construido con una placa de 1-1/2 pulgada de espesor en la vertical, y las placas horizontales superior e inferior varían en espesor. Está sostenido por los puntos de unión en los extremos de los voladizos, así como por un pilón central de concreto sostenido independientemente en el medio de Columbus Drive.

La curvatura del puente es creada no sólo por el diseño serpentino sino también por los "faldones" que se ensanchan horizontalmente desde los lados del puente.

Faldas. Lo que realmente compone los faldones del puente son estructuras secundarias soldadas a la viga cajón y en voladizo a lo ancho, explicó Zils. Las placas de brida superior e inferior de 1-1/2 pulg. de espesor y 10 y 8 pulg. de ancho y otras formas fabricadas actúan como brazos estabilizadores en soportes de 10 pies. centros. Los miembros horizontales conectados entre los brazos estabilizadores actúan como vigas horizontales. Un panel de respaldo de aluminio se extiende entre las vigas. A continuación, el revestimiento de acero inoxidable se fija mecánicamente al panel de soporte. Este faldón forma el borde inclinado del puente.

Permasteel es Cladding Technologies, EE. UU., Windsor, Connecticut, el subcontratista del proyecto que fabricó todos los componentes de acero para el faldón, la parte inferior y la pasarela, y produjo 9.406 paneles de acero inoxidable. Los paneles están fabricados como tejas, diseñadas para eliminar el agua de la lluvia o la nieve como escamas de pescado.

Arco.Además, la parte inferior del puente se arquea sobre Columbus Drive, lograda mediante una combinación de la curvatura estructural de las secciones en voladizo y la viga cajón, y los montantes curvos que siguen las formas arqueadas.

Radius Track, Blaine, Minnesota, fabricó los 132 montantes de acero curvos que formaron la curvatura final de la estructura "parte inferior". Los montantes y vigas de acero galvanizado curvado G90 de 0,054 pulgadas de espesor (calibre 16) están sujetos a la pesada superestructura de placa de acero, o "hierro rojo". Se fijaron paneles de aluminio estándar y clips de montura a los montantes para ayudar a crear la superficie curva. Las tejas de acero inoxidable están unidas mecánicamente a los montantes curvos./p>

Permasteelisa utilizó CATIA® para crear archivos de coordenadas XYZ para enviarlos a Radius Track que indicaban con precisión dónde y cómo se curvarían los montantes huecos formados en rollo. CATIA modeló los distintos grados, ubicaciones y longitudes de las curvas y produjo un archivo de control numérico que se envió directamente a la máquina controlada numéricamente por computadora de Radius Track que curva y fabrica los montantes. Archivos separados indicaban dónde debían perforarse los orificios de montaje para los tirantes transversales entre las vigas curvas.

El método patentado de engarzado y curvado de Radius Track reduce el tiempo necesario para curvar los montantes, según el presidente Chuck Mears. El otro método comúnmente utilizado, cortar y atar, consume más tiempo porque los montantes deben cortarse casi por completo, girarse y volverse a unir con sujetadores, dijo.

Ventana de oportunidad de un fin de semana.

Para intensificar la presión creada por los desafíos inherentes al proyecto, solo existía una breve ventana de oportunidad para el montaje e instalación de las secciones en voladizo y la viga cajón. Columbus Drive estaría cerrado sólo un fin de semana. "Así que uno de nuestros requisitos era que estas partes del puente se ensamblaran y simularan en el taller para que el fabricante pudiera verificar todas sus alineaciones antes de enviar todo al sitio", dijo Zils. "Hacer estos ajustes de prueba en el taller fue crucial". "El montaje ese fin de semana transcurrió literalmente sin problemas", dijo Zils.