Fabricación de metal "The Bean" en un nuevo milenio

La visión de Anish Kapoor para la escultura Cloud Gate en el Millennium Park de Chicago fue que pareciera mercurio líquido, reflejando perfectamente la ciudad que la rodea. Lograr esa perfección fue un trabajo de amor.

"Lo que quería hacer en Millennium Park es hacer algo que se relacionara con el horizonte de Chicago... para que uno viera las nubes flotando, con esos edificios muy altos reflejados en el trabajo. Y luego, dado que está en la forma de una puerta, el participante, el espectador, podrá entrar en esta cámara muy profunda que, en cierto modo, hace lo mismo con el reflejo de uno que el exterior de la pieza está haciendo con el reflejo de la ciudad alrededor ."– El artista británico de renombre mundial Anish Kapoor, escultor de Cloud Gate

Difícilmente se podría adivinar al mirar 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 en desarrollo, de más de 100 fabricantes de metal, cortadores, soldadores, acabadores, ingenieros, técnicos, herreros, montadores y gerentes.

Muchos trabajaron horas extra, realizaron trabajos de taller en medio de la noche, acamparon en el lugar y trabajaron duro en temperaturas de 110 grados en 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 allá) para que lo imposible se hiciera posible.

Materializar el concepto de nubes flotantes etéreas del escultor Anish Kapoor en la 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 año 120, MTH es uno de los contratistas de diseño estructural de vidrio y metal arquitectónico más antiguos del área de Chicago.

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

Algunos de los desafíos del proyecto surgieron de su extraña forma curva (un ónfalo u ombligo invertido), algunos de su enorme enormidad. La construcción de la escultura en sitios separados a miles de kilómetros de distancia por parte de dos empresas diferentes generó 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 tal estructura nunca se había creado antes; por lo tanto, no había referencia, ni modelo, ni 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 le pidió al graduado 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 y con una curva muy suave, 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 completa se enviaría al sur por el Océano Pacífico, a través del Canal de Panamá, al norte por el Atlántico y por la vía marítima de St. Lawrence 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 debían sujetarse para el transporte y transportarse en camiones 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 uniforme 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 similar al esmalte de un joyero.

"Y básicamente trabajamos en ese proyecto, fabricando esas partes, durante unos tres años", dijo Silva. "Fue una tarea importante. Y gran parte de ese tiempo se dedicó a descubrir cómo hacerlo y trabajar en los detalles; ya sabes, simplemente perfeccionándolo. Nuestro enfoque, utilizando tecnología informática y buenas técnicas de metalurgia a la antigua, fue un combinación de herrería y tecnología aeroespacial".

Dijo que era difícil fabricar algo con mucha precisión que fuera tan grande y pesado. 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 de CAD y simplemente crear los dibujos de construcción reales para 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 caparazón y tuve ideas sobre cómo dividir la forma para que las líneas de unión funcionaran y obtuviéramos resultados de calidad óptima".

Algunos platos eran cuadrados, otros tenían forma de pastel. Cuanto más se acercaban a las transiciones pronunciadas, más en forma de pastel tenían y mayor era la transición radial. En la parte superior, eran mucho más planos y más 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 placas gigantescas tuvieran la curvatura lo suficientemente precisa. Y eso se logró formando y fabricando con mucha precisión el marco del sistema de costillas para cada placa. De esa manera, pudimos definir con precisión la forma de cada placa".

Las planchas se rodaron en un rodillo tridimensional que PSI diseñó y construyó específicamente para rodar estas planchas (verFigura 1 ). "Es una especie de primo de un rodillo inglés. Los enrollamos usando técnicas similares a la fabricación de 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 dificultó formar la placa sin problemas, dijo.

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

Las superficies completas de las placas se rectificaron tanto a mano como 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 se enviaran las placas desde Oakland, aproximadamente un tercio de las placas y la base y la estructura interior se erigieron en un montaje de prueba (verFiguras 3y4 ). Se planificaron los procedimientos para colgar las placas y se realizaron soldaduras de costura en algunas de las placas pequeñas para combinarlas. "Así que sabíamos que iba a encajar cuando lo armamos en Chicago", dijo Silva.

La temperatura, el tiempo y la vibración del camión podrían haber causado que las placas enrolladas se relajaran. Las rejillas de nervaduras no solo se diseñaron para agregar rigidez a las placas, sino que también tenían la intención de conservar la forma de la placa durante el tránsito.

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 más daños durante el tránsito, se hicieron cunas para cada placa y las cunas se cargaron en contenedores, aproximadamente cuatro a la vez.

Luego, los contenedores se cargaron en semirremolques, unos 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 con el equipo de MTH a diario y ayudó a desarrollar nuevas técnicas a medida que surgían las necesidades. "Ciertamente 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 la dirección técnica de PSI, dijo Lyle Hill, presidente de MTH. . Terminar 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 realmente considerado antes", dijo Cerny.

Pero trabajar en el primero de su tipo requirió ingenio ágil e inmediato para dominar 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 mientras se manipulan con guantes de seda? ¿Cómo se suelda el enorme frijol curvo sin apoyarse en él? ¿Cómo se penetran 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 la primera indicación de que este sería un proyecto inusualmente difícil fue cuando comenzó la construcción y la instalación en el 30,000 lb. subestructura de acero para soportar la escultura.

Aunque las fabricaciones de acero estructural ricas 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 en diferentes elevaciones.

"Entonces, la subestructura estaba en voladizo, tambaleándose sobre un punto", dijo Cerny. "Donde estábamos instalando una gran cantidad de este acero, incluido el comienzo del trabajo de la placa en sí, tuvimos que hacer que una grúa entrara en un agujero de 5 pies de profundidad".

Cerny dijo que usaron sistemas de anclaje muy complejos, incluidos sistemas de pretensión mecánica, similares a los que se usan en la minería del carbón, y algunos anclajes químicos. Una vez que la subestructura de acero se fijó en el hormigón, se tuvo que erigir una superestructura, a la que se uniría el caparazón.

"Comenzamos a instalar el sistema de armadura con dos grandes anillos en forma de O de acero inoxidable 304 fabricados, 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 con armaduras de tubos entrecruzados. El bastidor auxiliar de núcleo anular está construido en secciones y atornillado en campo con refuerzos soldados usando GMAW y soldadura por electrodos.

"Así que existe esta gran superestructura que nadie ve; es estrictamente para enmarcar la estructura", dijo Cerny.

A pesar de los mejores esfuerzos para diseñar, diseñar, fabricar y erigir todos los componentes necesarios para el proyecto en Oakland, esta escultura no tenía precedentes, y los nuevos caminos siempre vienen con rebabas y rasguños. Además, combinar los conceptos de fabricación de una empresa con los de otra no era tan simple como pasar la batuta. Además, la distancia física entre los sitios creaba demoras en la entrega que hacían lógica la fabricación en el sitio.

"Aunque los procedimientos de ensamblaje y soldadura se habían elaborado con anticipación en Oakland, las condiciones reales del campo requerían el ingenio de adaptación de todos", dijo Silva. "Y el equipo sindical fue realmente genial".

Durante los primeros meses, el ritual diario de MTH fue determinar lo que se necesitaba para el trabajo del día y la mejor manera de fabricar algunos de los miembros necesarios para erigir el bastidor auxiliar, así como algunos de los puntales, "amortiguadores", brazos, clavijas y palos de pogo necesarios para erigir 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 mucho tiempo resolviendo lo que teníamos, rediseñando y rediseñando en algunos casos, y luego fabricar las piezas necesarias.

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

"Probablemente alrededor del 75 por ciento de los conjuntos de placas colgantes se fabricaron o modificaron 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, me iba a casa, me duchaba y recogía el material a las 5:30 de la mañana, todavía húmedo."

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

Comenzaron con la cúpula en la parte inferior de la escultura del ónfalo, el "ombligo del ombligo". El domo se suspendió de la armadura utilizando un sistema de soporte de resorte colgante temporal de cuatro puntos compuesto por colgadores, cables y resortes. Los resortes proporcionaron "toma y daca" a medida que se agregaban más placas, dijo Cerny. Luego, los resortes se reajustaron en función del peso que cada plato agregó 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 sujetaba individualmente a medida que se colocaba. "La idea era no sobrecargar ninguna junta, porque estas se juntaron con un espacio libre de 0/0", dijo Cerny. "Si una placa golpea la placa debajo de ella, podría causar pandeo y otros problemas".

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

"Cuando terminaron de armarlo, mucha gente pensó que estaba terminado", dijo Silva, no solo porque las costuras estaban apretadas, sino también porque la pieza completamente ensamblada, con sus placas altamente pulidas y con acabado de espejo, había emergido en 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 soldarse 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 puntos de soldadura TIG alrededor de la estructura", dijo Cerny. "Comenzamos a armar la carpa en enero".

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

La soldadura por plasma proporcionó la fuerza y ​​la 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 soplete desarrollado y utilizado por PSI.

"Un pequeño insecto mecánico corre sobre una pista de goma que sostiene 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 derrite y se convierte en la unión soldada", explicó Cerny.

El sistema semiautomático utiliza una pista engomada con ventosas para que se adapte 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 en línea recta en dos dimensiones", dijo Cerny.

"Las soldaduras tenían que ser soldaduras 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 la medida en la parte posterior que se extendía a ambos lados de la unión que se estaba soldando. Se mantuvo en su lugar y se presionó contra la junta mediante una serie de abrazaderas Robin. Se taponó con masilla donde fue necesario para evitar el escape del gas de protección. El canal se inundó con gas inerte, de modo que el gas literalmente ingresaba a la junta desde la cara interior, explicó Cerny.

"No estamos hablando de nueva tecnología, estamos hablando de usar la tecnología en condiciones de campo en circunstancias extrañas y modificarla para que funcione, en realidad", dijo Cerny. "Los cabezales se modificaron, se cortaron en ciertos ángulos y todo lo demás se cambió ligeramente. Hicimos mucha experimentación para que funcionara, porque era soldadura en todas las posiciones dentro de la misma carrera, lo que significa que está justo frente a usted, verticalmente hacia arriba, verticalmente hacia abajo y por encima de la cabeza. Así que estás constantemente ajustando tu alimentación de gas, tu velocidad de alimentación de alambre, qué tan rápido estás viajando. Es algo que los muchachos tuvieron que desarrollar mientras trabajaban con eso. No hay ningún libro que te dice eso, por desgracia."

"Creo que lo que ponía los nervios de punta a los soldadores era que sabían que si metes la pata y haces agujeros, hay muchas reparaciones", dijo Cerny. "Si no obtienes soldaduras de penetración completa, las vuelves a cortar. Fuimos muy afortunados; hicieron un muy buen trabajo y lo manejaron con bastante rapidez. Esencialmente lo hicimos en el tiempo que dijimos que tomaría, y al nivel de calidad que esperábamos".

"Debido a que este era un proyecto nuevo, un proceso nuevo y un producto nuevo, queríamos pecar de precavidos", dijo Hill. "Por ejemplo, originalmente seguimos una recomendación sobre cómo precargar las placas, como nos referimos a ella. La teoría es que empuja los dos bordes donde estos dos planos se encuentran, en realidad fuerza los bordes hacia arriba o hacia afuera, ya que se sueldan en su lugar, y luego se subcalientan, se encogen. Luego, esmerilarías la junta hasta que quede plana. Nunca querrás tener una junta cóncava.

“Bueno, los muchachos en el campo señalaron que las suposiciones iniciales sobre cómo reaccionaría el acero durante la soldadura estaban muy lejos. La contracción durante la técnica de soldadura por plasma terminó siendo casi inexistente. tenían una altura de 15 milésimas. Así que comenzamos 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 la placa exterior, se tuvieron 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 solo que estés tratando de hacer que esta cosa desaparezca bajo cierta cantidad de luz. Está completamente expuesta bajo la luz más brillante disponible: el sol pleno al mediodía. La gente puede caminar hasta ella desde todos los ángulos posibles. Y nosotros estaban 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 por plasma, internamente tuvimos un pequeño debate sobre si queríamos hacerlo o no", dijo Hill. "Tuvimos colegas en la industria, tanto personas que fabrican solo en la empresa como empresas que realizan la fabricación y el acabado en el campo, que nos dijeron: 'No podrá lograr un acabado de espejo después de soldar acero inoxidable. Tendrá decoloración o una superficie áspera, lo más probable es que ambos.

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

El acabado de la soldadura fue un proceso de 12 pasos, explicó Cerny, comenzando con un esmerilado basto de la soldadura cerca de la superficie existente utilizando papel de zirconio de grano 60 en una banda circular. Para moler el material fuera de la junta para que se mezclara con las áreas circundantes sin ranurar, todo el lijado posterior se realizó con lijadoras de banda semiautomáticas con ruedas que "montarían" el material fuera de la junta.

"Las ruedas tenían tornillos de ajuste, establecíamos la altura o la profundidad de la correa y seguíamos ajustándolas hasta que llegábamos a la altura de la superficie circundante y todo se mezclaba con el mismo nivel de acabado", dijo Cerny.

A partir de ahí, los encargados del acabado utilizaron un papel de lija cerámico de grano 400 de grado especial, llamado tipo CF-Trizact™. ", dijo Cerny.

3M trabajó con ellos para desarrollar algunos nuevos sistemas de bandas para lograr un acabado 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 convertir un ónfalo en papel de lija, pero no puedes hacerlo brillar.

"Fue mucho ensayo y error", dijo Cerny. "Está esmerilando y puliendo soldaduras en una superficie curva y en acero inoxidable relativamente delgado, que es muy implacable. No puede atacarlo con demasiada agresividad, porque si lo perfora, si se ondula o si quemarlo, pasará 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 de verse como un espejo de una casa de la risa si no está exactamente al ras, especialmente cuando tienes edificios a tu alrededor con líneas rectas.

"Lo que significa que los muchachos 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 alto un lugar o un hueco y muélalos hasta que desaparezcan.

"Podría comenzar con una costura de soldadura de solo media pulgada de ancho y terminar con un área de 18 a 20 pulgadas de ancho, mezclando esa unión. Es algo así como lo que hace la gente de carrocería, pero con acero inoxidable, se tarda una eternidad en hacerlo. eso. No podra haber ningn cambio abrupto en la superficie.

Para lograr el acabado de espejo brillante, altamente pulido y reflectante, los acabadores usaron una especie de pulidor 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 tienen una buena cantidad de abrasivos, lo que significa que literalmente cortan el acero inoxidable. Nuestro problema era, también agregaron distorsiones, ondas. Así que solo usamos el último colorete de grano 800, un lubricante, para iluminar y eliminar los rasguños finales", dijo Cerny.

"Todo el mundo te dirá que si te saltas un paso, tienes 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 solo en el exterior, teníamos que asegurarnos de que se dieran 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 todos tienen los dedos cruzados, es que cuando lleguemos al siguiente paso, todo salga bien".

MTH había puesto un 60 por 100 pies. carpa personalizada, primero para evitar la interrupción del invierno mientras se construye la subestructura y se ensambla 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, también se necesitaba la carpa para encerrar la estructura a fin de evitar que el polvo y las virutas llegaran al área pública en general.

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

"Y ahora estás trabajando en esta estructura en la que no tienes forma de sostenerte. Literalmente estás trepando por cuerdas y todo lo que puedes, y sosteniendo un equipo. Esencialmente, teníamos arneses de suspensión junto a 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 realmente resbaladiza. Y al mismo tiempo, estás tratando de trabajar. Tienes todo este polvo levantado. Fue una pesadilla. Entonces puedes imaginar lo difícil que fue ser productivo ", dijo Cerny.

Para proteger a los soldadores y acabadores, MTH operó 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 teníamos a OSHA en el sitio", continuó Hill. "Seguimos el libro para 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 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 nos llegó el momento de hacerlo", dijo Hill. "El proyecto tomó casi dos años y eso realmente dolió, porque tuvimos que rechazar otros trabajos.

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

"Creo que llegamos al punto en el que, está bien, estás involucrado y te has comprometido, así que tendrás que terminarlo".

El acabado final de Cloud Gate acaba de terminar, 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 el reflejo. El lector tendrá que inspeccionar la escultura y juzgar. Al menos un observador ha descrito a Cloud Gate como un imán para las personas: inclinan la cabeza e invariablemente son atraídos 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 elogiosos sobre la mano de obra y la destreza de todos los involucrados.

"Los muchachos que teníamos en el trabajo eran fenomenales", dijo Hill. "Teníamos tres o cuatro muchachos allí que son simplemente genios mecánicos. 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 solo su trabajo, 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, me impresionó mucho su actitud positiva, sofisticación técnica y enfoque práctico para resolver problemas", dijo Silva.

Silva agregó: "Creo que la obra de arte es magnífica. Es bueno trabajar con algo que va a durar 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 él. Estará allí para las generaciones venideras".

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

"Ahora buscaremos algún otro problema con el que lidiar", dijo Cerny. "Sin embargo, no sé si estaría ansioso por hacer otro de estos de inmediato", dijo con una sonrisa.

El tiempo dirá si lo hará o no. Se rumorea que recientemente se ha propuesto otra característica para Millennium Park: un brillante puente de "espada samurái" que conduce desde el centro del parque hasta el tercer piso del Instituto de Arte adyacente. Con acabado espejo. Pulidor de joyas, ¿alguien?

Formando dos maravillas estructurales y de fabricación.

Las dos 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; el enfoque sinuoso de la pasarela del Millennium BP Bridge funciona como una barrera visual y de sonido desde Columbus Drive para el Jay Pritzker Pavillion, una sala de conciertos al aire libre.

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

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

Las secciones de encuadre se instalan en un 9 por 10 pies. cuadrícula para formar la curvatura aproximada. Los verticales son perfiles de alas anchas y los horizontales son tubos cuadrados, prefabricados en taller en tramos rectos. El cambio de ángulo tiene lugar en los puntos nodales de la cuadrícula para seguir la curvatura, dijo Zils. "Entonces, cuando se colocó el revestimiento de acero inoxidable, en realidad tenía la curvatura exacta que Gehry estaba buscando".

La estructura de respaldo fue prefabricada en segmentos que fueron probados y luego llevados al sitio y ensamblados 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 unieron mecánicamente con clips a los paneles de respaldo. "Entonces, cada una de las cintas de metal podría tener tres o cuatro secciones estructurales prefabricadas que luego se erigieron en piezas", dijo Zils.

El área del escenario está conectada a un enrejado elevado de tubos de acero entrecruzados. El enrejado tubular pintado mate hecho de secciones estructurales huecas arqueadas y seccionadas es una divergencia un poco abrupta en forma y brillo de las cintas brillantes que enmarcan el proscenio, en cierto modo se asemeja a las armaduras tubulares que sostienen las cintas más que a las cintas mismas. Pero tiene un doble propósito práctico, ya que define sin columnas el área de asientos en el jardín para 7,000 personas y sostiene estructuralmente el sistema de sonido de última generación, que se dice que imita la acústica de una sala de conciertos cubierta.

"Frank Gehry quería ver una estructura honesta", dijo Zils. Considerado de forma independiente, 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 el 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, Mo., que unen el área en diagonal y se ajustan en juntas TYK en puntos nodales designados y diseñados con precisión. intervalos Acme Structural cortó la tubería y fabricó y soldó las uniones TYK, o nodos, donde se cruzan las tuberías. Obviamente, las intersecciones soldadas eran críticas.

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

El aspecto final era fundamental, por lo que no podía haber raspaduras, ni siquiera tan superficiales como una uña, en la tubería, dijo el presidente de CMRP, George Wendt. La empresa no solo tuvo que usar TLC en el manejo de las tuberías, usando eslingas de nailon, por ejemplo, sino que también tuvo que enrollarlas de una manera que minimizara el daño durante el proceso. El fabricante tuvo que desarrollar herramientas personalizadas (juegos de rodillos) para adaptarse a cada diámetro, así como el proceso para curvar estas tuberías grandes en frío según los estándares estructurales expuestos arquitectónicos (AESS). Además, originalmente los diseños de Gehry requerían que las tuberías 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 la cantidad de radios diferentes, mientras conservaban visualmente el efecto deseado de Gehry, dijo Zils.

"Sugerimos que sería más fácil de fabricar y menos costoso si dobláramos la tubería en un plano y cambiáramos 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. Dos tubos arqueados brotan de cada pilón. Uno se arquea en una curva plana y baja, y el otro se arquea en una curva más alta. Se inclinan para terminar en dos o tres pilones en el otro lado del campo. Se encuentran con las otras tuberías y las entrecruzan en el mismo plano en diferentes ángulos. "Así que fue un gran avance desde el punto de vista de la fabricación y un gran punto de vista de 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 fijo pero que en realidad funciona como un enlace con Grant Park y el lago Michigan, así como una barrera de sonido para el pabellón. Aparte de su cubierta de madera, está completamente revestido con paneles de acero inoxidable.

Zils dijo que un gran desafío fue 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 cierto espacio libre mínimo y, sin embargo, 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 los accesos de pasarela son muy largos, para crear esa pendiente suave".Participación temprana del fabricante.Tal como lo hizo con el Pabellón Jay Pritzker, Zils colaboró ​​con contratistas y fabricantes de acero para garantizar que los radios y las dimensiones de los componentes fueran alcanzables.

Tres sistemas estructurales diferentes comprenden la estructura del puente, explicó Zils: Dos accesos de pasarelas largas y curvilíneas, uno a cada lado de Columbus Drive, conducen a la entrada y son estructuras de hormigón armado.

Las secciones de armadura en voladizo de acero estructural se extienden desde esos dos accesos de hormigón sobre el borde de la calzada. Están construidos con tubería de acero estructural de dos pulgadas de espesor y 20 pulgadas de diámetro y elementos 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 vigas en caja rectilíneas 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 pulgadas de espesor en la parte vertical, y las placas superiores e inferiores horizontales varían en espesor. Se apoya en los puntos de unión en los extremos de los voladizos, así como en un pilón central de hormigón con soporte independiente en el medio de Columbus Drive.

La curvatura del puente es creada no solo por el diseño serpenteante sino también por "faldas" 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 vigas de 10 pies. centros. Los miembros horizontales conectados entre los brazos estabilizadores actúan como viguetas horizontales. Un panel trasero de aluminio se extiende entre las vigas. Luego, el revestimiento de acero inoxidable se fija mecánicamente al panel posterior. Esta falda forma el borde inclinado del puente.

Permasteel es un subcontratista de Cladding Technologies, EE. UU., Windsor, Connecticut, el proyecto que fabricó todos los componentes de acero para el faldón, la parte inferior y la pasarela, y produjo 9406 paneles de acero inoxidable. Los paneles se fabrican como tejas, diseñadas para arrojar agua de lluvia o 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 montantes curvos que siguen las formas arqueadas.

Radius Track, Blaine, Minn., fabricó los 132 postes de acero curvos que formaron la curvatura final de la estructura "bajo". Los montantes y vigas de acero curvo galvanizado G90 de 0,054 pulgadas de espesor (calibre 16) están unidos a la superestructura de placa de acero pesado, o "hierro rojo". Los paneles de aluminio estándar y los clips de la silla se sujetaron a los montantes para ayudar a crear la superficie curva. Las tejas de acero inoxidable se fijan mecánicamente a los montantes curvos./p>

Permasteelisa usó CATIA® para crear archivos de coordenadas XYZ para enviar a Radius Track que indicaban con precisión dónde y cómo debían curvarse los montantes huecos laminados. CATIA modeló los diversos 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 indicaron dónde debían taladrarse los orificios de montaje para las riostras transversales entre las vigas de montantes curvas.

El método patentado de engaste 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 amarrar, 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.

La intensificación de la presión creada por los desafíos inherentes al proyecto fue que solo existía una pequeña ventana de oportunidad para la construcción e instalación de las secciones en voladizo y la viga cajón. Columbus Drive estaría cerrado solo un fin de semana. "Entonces, uno de nuestros requisitos era que estas partes del puente se ensamblaran y se simularan en el taller para que el fabricante pudiera verificar todas sus alineaciones antes de enviar todo aquí al sitio", dijo Zils. "Hacer estos montajes de prueba en el taller fue crucial".