A visão de Anish Kapoor para a escultura Cloud Gate no Millennium Park de Chicago é que ela se assemelhe ao mercúrio líquido, refletindo suavemente a cidade ao redor. Alcançar essa totalidade é um trabalho de amor.
“O que eu queria fazer com o Millennium Park era incorporar o horizonte de Chicago... para que as pessoas pudessem ver as nuvens flutuando nele e esses prédios altíssimos refletidos na obra. Então, como tem a forma de uma porta, o participante, o observador, poderá entrar nesta sala muito profunda, que, de certa forma, atua sobre seu próprio reflexo da mesma forma que a aparência da obra atua sobre o reflexo da cidade ao redor.” – Anish Kapoor, artista britânico de renome mundial, escultor do Portão das Nuvens
Observando a superfície serena desta escultura monumental de aço inoxidável, é difícil imaginar quanta coragem e metal se escondem sob ela. Cloud Gate esconde as histórias de mais de 100 fabricantes de metal, cortadores, soldadores, aparadores, engenheiros, técnicos, montadores, montadores e gerentes – ao longo de mais de 5 anos de trabalho.
Muitos trabalhavam longas horas, trabalhavam em oficinas no meio da noite, montavam barracas em canteiros de obras e labutavam em temperaturas de 43°C, usando macacões Tyvek® completos e meias-máscaras. Alguns trabalhavam contra a gravidade, pendurados em cintos de segurança, segurando ferramentas e trabalhando em ladeiras escorregadias. Tudo se esforça um pouco (e muito mais) para tornar o impossível possível.
Aprimorar o conceito de nuvens flutuantes etéreas do escultor Anish Kapoor em uma escultura de aço inoxidável de 110 toneladas, 20 metros de comprimento e 10 metros de altura foi tarefa da Performance Structures Inc. (PSI), de Oakland, Califórnia, e da MTH, de Villa Park, Illinois. Em seu 120º aniversário, a MTH é uma das mais antigas empreiteiras de estruturas de aço e vidro da região de Chicago.
Os requisitos para a implementação do projeto dependerão do desempenho artístico, engenhosidade, habilidades mecânicas e conhecimento de fabricação de ambas as empresas. Equipamentos personalizados e até mesmo construídos para o projeto.
Alguns dos problemas do projeto decorrem de sua forma estranhamente curva – um ponto ou umbigo invertido – e outros de seu tamanho. As esculturas foram construídas por duas empresas diferentes em locais distintos, a milhares de quilômetros de distância, criando problemas de transporte e de estilo de trabalho. Muitos processos que precisam ser realizados em campo são difíceis de executar no chão de fábrica, quanto mais em campo. A grande dificuldade surge simplesmente porque tal estrutura nunca foi criada antes. Portanto, não há ligação, não há plano, não há roteiro.
Ethan Silva, da PSI, possui vasta experiência em construção de cascos, inicialmente em navios e posteriormente em outros projetos de arte, e está qualificado para executar tarefas exclusivas de construção de cascos. Anish Kapoor pediu a graduados em física e arte que fornecessem um pequeno modelo.
"Então, fiz um exemplar de 2 x 3 metros, uma peça polida, curva e bem lisa, e ele disse: 'Ah, você conseguiu, você é o único que conseguiu', porque ele estava procurando há dois anos. Encontre alguém que sirva", disse Silva.
O plano original era que a PSI fabricasse e construísse a escultura em sua totalidade e, em seguida, transportasse a peça inteira para o sul do Pacífico, através do Canal do Panamá, para o norte ao longo do Atlântico e ao longo da Via Marítima do Rio São Lourenço, até um porto no Lago Michigan. Edward Ulir, CEO da Millennium Park Inc., afirmou que um sistema de transporte especialmente projetado o levaria ao Millennium Park. Limitações de tempo e questões práticas forçaram a mudança desses planos. Assim, os painéis curvos tiveram que ser fixados para transporte e transportados de caminhão até Chicago, onde a MTH montou a subestrutura e a superestrutura e conectou os painéis à superestrutura.
O acabamento e o polimento das soldas do Cloud Gate para conferir-lhes uma aparência uniforme foram um dos aspectos mais difíceis da instalação e montagem no local. O processo de 12 etapas é concluído com a aplicação de um blush abrilhantador, semelhante ao polidor de joias.
“Basicamente, trabalhamos neste projeto por cerca de três anos, fabricando essas peças”, disse Silva. “É um trabalho árduo. Leva muito tempo para descobrir como fazer e resolver os detalhes; sabe, só para chegar à perfeição. A maneira como usamos a tecnologia da computação e a boa e velha metalurgia é uma combinação de forjaria e tecnologia aeroespacial.”
Segundo ele, é difícil fazer algo tão grande e pesado com tanta precisão. As maiores placas tinham, em média, 2,13 metros de largura e 3,33 metros de comprimento, pesando 688 quilos.
“Fazer todo o trabalho de CAD e criar os desenhos técnicos para a obra já é um projeto enorme por si só”, diz Silva. “Usamos tecnologia computacional para medir as placas e avaliar com precisão seu formato e curvatura para que se encaixem corretamente.
“Fizemos uma simulação computacional e depois a dividimos”, disse Silva. “Usei minha experiência na construção de conchas e tive algumas ideias sobre como segmentar as formas para que as linhas de costura funcionassem e pudéssemos obter os melhores resultados.”
Algumas placas são quadradas, outras têm formato de torta. Quanto mais próximas estiverem da transição acentuada, mais tortas serão e maior será o raio da transição radial. Na parte superior, elas são mais planas e maiores.
O plasma corta aço inoxidável 316L com espessura de 1/4 a 3/8 de polegada, diz Silva, que por si só já é suficientemente resistente. "O verdadeiro desafio é dar às enormes placas uma curvatura bastante precisa. Isso é feito por meio da conformação e fabricação muito precisas da estrutura do sistema de nervuras de cada placa. Dessa forma, podemos determinar com precisão o formato de cada placa."
As placas são enroladas em rolos 3D que a PSI projetou e fabricou especificamente para a laminação dessas placas (ver fig. 1). "É como um primo dos rolos britânicos. Nós os enrolamos usando a mesma tecnologia das asas", disse Silva. Dobre cada painel movendo-o para frente e para trás nos rolos, ajustando a pressão sobre eles até que os painéis estejam a 0,01" do tamanho desejado. Segundo ele, a alta precisão necessária dificulta a conformação suave das folhas.
O soldador então solda o arame tubular à estrutura do sistema interno nervurado. "Na minha opinião, o arame tubular é uma ótima maneira de criar soldas estruturais de aço inoxidável", explica Silva. "Isso resulta em soldas de alta qualidade com foco na fabricação e excelente aparência."
Todas as superfícies das placas são lixadas e fresadas manualmente em uma máquina para cortes precisos de milésimos de polegada, permitindo o encaixe perfeito entre si (ver fig. 2). As dimensões são verificadas com equipamentos precisos de medição e escaneamento a laser. Por fim, a placa é polida até obter um acabamento espelhado e coberta com uma película protetora.
Cerca de um terço dos painéis, juntamente com a base e a estrutura interna, foram montados em um teste de montagem antes do envio dos painéis de Auckland (veja as figuras 3 e 4). Planejamos o procedimento de revestimento e soldamos várias tábuas pequenas para uni-las. "Então, quando montamos tudo em Chicago, sabíamos que caberia", disse Silva.
A temperatura, o tempo e a vibração do carrinho podem causar o afrouxamento da chapa laminada. A grade nervurada foi projetada não apenas para aumentar a rigidez da placa, mas também para manter seu formato durante o transporte.
Portanto, quando a malha de reforço está no interior, a placa é tratada termicamente e resfriada para aliviar a tensão do material. Para evitar ainda mais danos durante o transporte, são feitos berços para cada prato e, em seguida, carregados em contêineres, aproximadamente quatro de cada vez.
Os contêineres foram então carregados com produtos semiacabados, cerca de quatro de cada vez, e enviados para Chicago com as equipes da PSI para instalação com as equipes da MTH. Um deles é um logístico que coordena o transporte, e o outro é um supervisor da área técnica. Ele trabalha diariamente com a equipe da MTH e ajuda a desenvolver novas tecnologias conforme necessário. "Claro, ele foi uma parte muito importante do processo", disse Silva.
Lyle Hill, presidente da MTH, disse que a MTH Industries foi inicialmente encarregada de ancorar a escultura etérea ao chão e instalar a superestrutura, depois soldar as chapas a ela e fazer o lixamento e polimento finais, cortesia da PSI Technical Management. A escultura implica um equilíbrio entre arte e praticidade, teoria e realidade, tempo necessário e tempo planejado.
Lou Czerny, vice-presidente de engenharia e gerente de projetos da MTH, disse estar interessado na singularidade do projeto. "Até onde sabemos, há coisas acontecendo neste projeto específico que nunca foram feitas antes ou nunca foram consideradas antes", disse Czerny.
Mas trabalhar em uma obra inédita exige engenhosidade flexível no local para lidar com problemas imprevistos e responder a perguntas que surgem ao longo do caminho:
Como fixar 128 painéis de aço inoxidável do tamanho de um carro a uma superestrutura permanente usando luvas de pelica? Como soldar um feijão gigante em forma de arco sem depender dele? Como penetrar uma solda sem poder soldar por dentro? Como obter o acabamento espelhado perfeito de soldas de aço inoxidável em campo? O que acontece se um raio o atingir?
Czerny disse que o primeiro indício de que este seria um projeto excepcionalmente complexo surgiu quando a construção e a instalação do equipamento de 13.660 kg começaram. A estrutura de aço que sustenta a escultura.
Embora o aço estrutural de alto teor de zinco fornecido pela PSI para montar a base da subestrutura fosse relativamente fácil de fabricar, a plataforma da subestrutura ficava metade acima do restaurante e metade acima do estacionamento, cada um em uma altura diferente.
"Então a base é meio que em balanço e instável", disse Czerny. "Onde colocamos boa parte desse aço, inclusive no início da própria laje, tivemos que forçar o guindaste a entrar em um buraco de 1,5 metro."
Czerny disse que eles usaram um sistema de ancoragem muito sofisticado, incluindo um sistema de pré-tensionamento mecânico semelhante ao usado na mineração de carvão e algumas ancoragens químicas. Uma vez que a base da estrutura de aço esteja ancorada no concreto, uma superestrutura deve ser construída à qual a estrutura será fixada.
“Começamos a instalar o sistema de treliças usando dois grandes anéis de vedação de aço inoxidável 304 fabricados — um na extremidade norte da estrutura e outro na extremidade sul”, diz Czerny (ver Figura 3). Os anéis são fixados com treliças tubulares interseccionadas. A subestrutura com núcleo de anel é seccionada e fixada com parafusos usando soldagem por soldagem a arco (GMAW), soldagem de haste e reforços soldados.
“Então, há uma superestrutura tão grande que ninguém nunca viu; é puramente para a estrutura”, disse Czerny.
Apesar dos esforços para projetar, desenvolver, fabricar e instalar todos os componentes necessários para o projeto de Auckland, esta escultura é inédita e novos caminhos são sempre acompanhados de rebarbas e arranhões. Da mesma forma, adaptar o conceito de fabricação de uma empresa ao de outra não é tão fácil quanto passar o bastão. Além disso, a distância física entre os locais causou atrasos nas entregas, tornando lógico produzir no local.
“Embora os procedimentos de montagem e soldagem tenham sido planejados em Auckland com antecedência, as condições reais do local exigiram criatividade de todos”, disse Silva. “E a equipe do sindicato é realmente ótima.”
Nos primeiros meses, a rotina diária da MTH consistia em determinar o trabalho do dia e a melhor forma de fabricar alguns dos componentes do conjunto do subchassi, bem como alguns dos suportes, amortecedores, braços, pinos e prisioneiros. De acordo com Ayr, os pula-pulas são necessários para criar um sistema de revestimento temporário.
"É um processo contínuo de design e produção em tempo real para manter as coisas em movimento e chegarem ao campo rapidamente. Passamos muito tempo classificando o que temos, em alguns casos redesenhando e redesenhando, e então produzindo as peças de que precisamos.
“Literalmente na terça-feira, teremos 10 coisas para entregar no local na quarta-feira”, disse Hill. “Temos muito trabalho extra e muito trabalho na loja feito no meio da noite.”
“Cerca de 75% dos componentes de suspensão de sideboards são fabricados ou modificados em campo”, disse Czerny. “Algumas vezes, literalmente compensamos um dia de 24 horas. Eu ficava na loja até 2h, 3h da manhã e ia para casa tomar banho, pegava o carro às 5h30 e ainda me molhei.”
O sistema de suspensão temporária da MTN para a montagem do casco consiste em molas, escoras e cabos. Todas as juntas entre as placas são fixadas temporariamente com parafusos. "Assim, toda a estrutura é conectada mecanicamente, suspensa internamente por treliças 304", disse Czerny.
Eles partem da cúpula na base da escultura omgala – "o umbigo do umbigo". A cúpula foi suspensa nas treliças por um sistema temporário de suporte de molas de suspensão de quatro pontos, composto por ganchos, cabos e molas. Czerny disse que a mola proporciona "ressalto" à medida que mais placas são adicionadas. As molas são então ajustadas com base no peso adicionado por cada placa para equilibrar toda a escultura.
Cada uma das 168 pranchas possui seu próprio sistema de suporte de mola de quatro pontos, garantindo que sejam fixadas individualmente. "A ideia é não superestimar as juntas, pois elas são montadas para obter uma folga de 0/0", disse Cerny. "Se a prancha bater na prancha abaixo, pode causar empenamento e outros problemas."
Como prova da precisão da PSI, a montagem é muito boa, com pouca folga. "A PSI fez um trabalho fantástico na fabricação dos painéis", diz Czerny. "Dou-lhes crédito porque, no final, ele realmente se encaixou. O encaixe é tão bom que me serviu. Estamos falando literalmente de milésimos de polegada. A placa montada tem uma borda fechada."
"Quando terminam a montagem, muita gente pensa que está pronta", disse Silva, não apenas porque as costuras estão firmes, mas porque as peças totalmente montadas, com suas chapas com acabamento espelhado e altamente polidas, entraram em ação, refletindo o ambiente ao redor. Mas as costuras de topo são visíveis, o mercúrio líquido não tem costuras. Além disso, a escultura teve que ser totalmente soldada para preservar sua integridade estrutural para as gerações futuras, disse Silva.
A conclusão do Cloud Gate teve que ser adiada durante a grande inauguração do parque no outono de 2004, então o omhalus se tornou um GTAW vivo, e isso continuou por vários meses.
"Dá para ver pequenas manchas marrons por toda a estrutura, que são juntas de solda TIG", disse Czerny. "Começamos a restaurar as barracas em janeiro."
“O próximo grande desafio de produção para este projeto foi soldar uma costura sem perder a precisão do formato devido à contração da soldagem”, disse Silva.
Segundo Czerny, a soldagem a plasma proporciona a resistência e a rigidez necessárias com risco mínimo para a chapa. Uma mistura de 98% de argônio e 2% de hélio é a melhor para reduzir a poluição e melhorar a fusão.
Os soldadores usam técnicas de soldagem de plasma tipo buraco de fechadura usando fontes de energia Thermal Arc® e conjuntos especiais de trator e tocha projetados e usados ​​pela PSI.