A visão de Anish Kapoor para a escultura Cloud Gate no Millennium Park de Chicago é que ela se assemelhe ao mercúrio líquido, refletindo perfeitamente a cidade ao redor. Alcançar essa perfeição é um trabalho de amor.
“O que eu queria fazer no Millennium Park era criar algo que se encaixasse no horizonte de Chicago... para que as pessoas vissem as nuvens flutuando e aqueles prédios altíssimos refletidos na obra. Então, devido ao formato da porta, o participante, o público, poderá entrar nesta sala tão profunda, de certa forma, ela faz com o reflexo de uma pessoa o mesmo que o exterior da obra faz com o reflexo das coisas da cidade ao redor.” – artista britânico de renome mundial Anish Kapoor, escultor do Cloud Gate
Olhando para a superfície calma desta escultura monumental de aço inoxidável, é difícil imaginar quanto metal e coragem existem por baixo dela. Cloud Gate esconde as histórias de mais de 100 fabricantes de metal, cortadores, soldadores, aparadores, engenheiros, técnicos, metalúrgicos, instaladores e gerentes, tudo ao longo de cinco anos.
Muitos estavam trabalhando horas extras, fazendo trabalhos de oficina no meio da noite, acampando no local e labutando em temperaturas de 43 graus Celsius em trajes completos Tyvek® e respiradores de meia máscara. Alguns trabalham em posições contra a gravidade, pendurados em cintos de segurança enquanto seguram ferramentas e trabalham em declives escorregadios. Tudo vai um pouco (e muito além) para tornar o impossível possível.
Reforçar o conceito do escultor Anish Kapoor de nuvens flutuantes etéreas em uma escultura de aço inoxidável de 110 toneladas, 66 pés de comprimento e 33 pés de altura foi a tarefa da empresa fabricante Performance Structures Inc. (PSI), Oakland, CA, e MTH, Villa Park, IL. Em seu 120º aniversário, a MTH é uma das mais antigas empreiteiras de projetos estruturais de metal e vidro arquitetônico na área de Chicago.
Os requisitos para a realização do projeto aproveitarão a execução artística, a engenhosidade, as habilidades mecânicas e o conhecimento de fabricação de ambas as empresas. Elas personalizaram e até construíram equipamentos para o projeto.
Alguns dos desafios do projeto vêm de seu formato estranhamente curvo — um ponto ou um umbigo invertido — e alguns de seu tamanho. As esculturas foram construídas por duas empresas diferentes em locais diferentes, a milhares de quilômetros de distância, criando problemas com transporte e estilos de trabalho. Muitos processos que devem ser feitos em campo são difíceis de fazer em um ambiente de oficina, quanto mais em campo. Muitas dificuldades surgem simplesmente porque tal estrutura nunca foi criada antes. Portanto, nenhuma referência, nenhum projeto, nenhum roteiro.
Ethan Silva, da PSI, tem ampla experiência em construção de cascos, inicialmente em navios e depois em outros projetos de arte, qualificado para tarefas exclusivas de construção de cascos. Anish Kapoor pediu que graduados em física e arte fornecessem um pequeno modelo.
“Então eu fiz uma amostra de 2 x 3 metros, uma peça polida, curva e realmente lisa, e ele disse: 'Ah, você fez isso, você é o único que fez isso', porque ele estava procurando há dois anos alguém para fazer isso”, disse Silva.
O plano original era que a PSI fabricasse e construísse totalmente a escultura e, em seguida, enviasse a peça inteira para o sul do Oceano Pacífico, através do Canal do Panamá, para o norte ao longo do Oceano Atlântico e ao longo do Canal do Rio São Lourenço até um porto no Lago Michigan, de acordo com Edward Uhlir, diretor executivo da Millennium Park Inc. De acordo com o comunicado, um sistema de transporte especialmente projetado a transportaria para o Millennium Park. Restrições de tempo e praticidade forçaram a mudança desses planos. Portanto, os painéis curvos tiveram que ser reforçados para transporte e transportados de caminhão para Chicago, onde a MTH montaria a subestrutura e a superestrutura e conectaria os painéis à superestrutura.
O acabamento e o polimento das soldas do Cloud Gate para uma aparência perfeita foi um dos aspectos mais difíceis da tarefa de instalação e montagem em campo. O processo de 12 etapas termina com um polimento brilhante semelhante ao polimento de joalheiro.
“Então, basicamente, trabalhamos naquele projeto por cerca de três anos, fabricando essas peças”, disse Silva. “É um trabalho árduo. Grande parte desse tempo é gasto descobrindo como fazer e trabalhando nos detalhes; sabe, simplesmente aperfeiçoando. A maneira como usamos a tecnologia da computação e a boa e velha metalurgia é uma combinação de forjaria e tecnologia aeroespacial.”
É difícil fazer algo tão grande e pesado com precisão, ele disse. As maiores placas tinham, em média, 2,13 metros de largura por 3,33 metros de comprimento e pesavam 688 quilos.
“Fazer todo o trabalho de CAD e criar os desenhos de fábrica reais para a obra é, na verdade, um grande projeto por si só”, diz Silva. “Usamos tecnologia de computador para medir as placas e avaliar com precisão seu formato e curvatura para que se encaixem corretamente.
“Fizemos modelagem computacional e depois dividimos”, disse Silva. “Usei minha experiência com construção de conchas e tive algumas ideias sobre como segmentar as formas para fazer as linhas de costura funcionarem, para que pudéssemos obter resultados da melhor qualidade.”
Algumas placas são quadradas, outras têm formato de torta. Quanto mais próximas estiverem de uma transição íngreme, mais em formato de torta elas serão, e maior será a transição radial. No topo, elas são mais planas e maiores.
O plasma corta aço inoxidável 316L com espessuras de 1/4 a 3/8 de polegada, que por si só já é suficientemente resistente, explica Silva. "O verdadeiro desafio é fazer com que as enormes placas atinjam uma curvatura suficientemente precisa. Isso é feito moldando e fabricando a estrutura do sistema de nervuras para cada placa com muita precisão. Dessa forma, podemos definir 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 (veja a Figura 1). "É uma espécie de primo dos rolos britânicos. Nós os enrolamos usando uma técnica semelhante à de fabricação de defensas", disse Silva. Dobre cada painel movendo-o para frente e para trás sobre rolos, ajustando a pressão sobre eles até que os painéis estejam a 0,01 polegada do tamanho desejado. A alta precisão necessária dificulta a conformação suave das folhas, disse ele.
O soldador então costura o núcleo de fluxo à estrutura do sistema de nervuras internas. "Na minha opinião, o núcleo de fluxo é realmente uma ótima maneira de criar soldas estruturais em aço inoxidável", explica Silva. "Ele proporciona soldas de alta qualidade com um forte foco na produção e uma ótima aparência."
Todas as superfícies das placas são retificadas manualmente e fresadas à máquina para apará-las com a precisão desejada de milésimos de polegada, para que todas se encaixem (veja a Figura 2). Verifique as dimensões com equipamentos de medição de precisão e escaneamento a laser. Finalmente, a placa é polida até um acabamento espelhado e coberta com uma película protetora.
Cerca de um terço dos painéis, junto com a base e a estrutura interna, foram erguidos na montagem de teste antes de os painéis serem enviados de Auckland (veja as Figuras 3 e 4). Planejamos o procedimento de revestimento e fizemos algumas soldas de costura em algumas tábuas pequenas para uni-las. "Então, quando montamos tudo em Chicago, sabíamos que ia caber", disse Silva.
Temperatura, tempo e vibração do caminhão podem fazer com que a chapa laminada se solte. A grade nervurada não foi projetada apenas para aumentar a rigidez da placa, mas também para manter o formato da placa durante o transporte.
Portanto, com a malha de reforço no interior, a placa é tratada termicamente e resfriada para aliviar o estresse do material. Para evitar ainda mais danos durante o transporte, são feitos berços para cada placa, que são então carregados em contêineres, cerca de quatro de cada vez.
Os contêineres foram então carregados em produtos semiacabados, cerca de quatro de cada vez, e enviados para Chicago com equipes da PSI para instalação com equipes da MTH. Uma é a pessoa da logística que coordena o transporte, e a outra é o supervisor na área técnica. Ele trabalha com a equipe da MTH diariamente e ajuda a desenvolver novas tecnologias conforme necessário. "Ele foi, claro, uma parte muito crítica do processo", disse Silva.
Lyle Hill, presidente da MTH, disse que a MTH Industries foi inicialmente encarregada de fixar a escultura etérea ao solo e instalar a superestrutura, depois soldar as chapas e dar o lixamento e polimento finais, cortesia da orientação técnica da PSI. A conclusão da escultura significa um equilíbrio entre arte e praticidade; teoria e realidade; tempo necessário e prazo previsto.
Lou Cerny, vice-presidente de engenharia e gerente de projetos da MTH, disse que o que o interessa no projeto é sua singularidade. "Até onde sabemos, há coisas acontecendo neste projeto em particular que nunca foram feitas antes, ou nunca foram realmente consideradas antes", disse Cerny.
Mas trabalhar em um projeto pioneiro exige engenhosidade flexível no local para enfrentar desafios imprevistos e responder a perguntas que surgem à medida que o trabalho avança:
Como você encaixa 128 painéis de aço inoxidável do tamanho de um carro em uma superestrutura permanente, manuseando-os com cuidado? Como você solda um feijão gigante em forma de arco sem depender dele? Como penetrar em uma solda sem poder soldar por dentro? Como obter um acabamento espelhado perfeito para soldas de aço inoxidável em um ambiente de campo? O que acontecerá se um raio o atingir?
O primeiro sinal de que este seria um projeto excepcionalmente difícil, disse Cerny, foi quando começaram a construção e a instalação do equipamento de 13.667 kg. A estrutura de aço que sustenta a escultura.
Embora o aço estrutural rico em zinco fornecido pela PSI para montar a base da subestrutura fosse relativamente simples de fabricar, o local da subestrutura estava localizado metade sobre o restaurante e metade sobre o estacionamento, cada um em uma altura diferente.
"Então a subestrutura é meio em balanço e instável", disse Cerny. "Onde colocamos muito desse aço, inclusive no início da própria obra de chapa, tivemos que fazer o guindaste entrar em um buraco de 1,5 metro."
Cerny disse que eles usaram um sistema de ancoragem altamente sofisticado, incluindo um sistema de pré-carga mecânica, semelhante ao tipo de material usado na mineração de carvão, e algumas âncoras químicas. Depois que a subestrutura da estrutura de aço estiver fixada no concreto, é necessário construir uma superestrutura à qual a carcaça será fixada.
“Começamos a instalar o sistema de treliça usando dois grandes anéis de vedação de aço inoxidável 304 fabricados — um na extremidade norte da estrutura e um na extremidade sul”, diz Cerny (veja a Figura 3). Os anéis são mantidos juntos por treliças de tubos cruzados. A subestrutura com núcleo de anel é construída em seções e aparafusada no local usando MIG/MAG, solda de barra e reforços soldados.
“Então há uma grande superestrutura que ninguém nunca viu; é estritamente para estruturação”, disse Cerny.
Apesar dos melhores esforços para projetar, fabricar, fabricar e instalar todos os componentes necessários para o projeto de Auckland, esta escultura não tem precedentes e abrir novos caminhos sempre traz rebarbas e arranhões. Da mesma forma, combinar o conceito de fabricação de uma empresa com o de outra não é tão simples quanto passar o bastão. Além disso, a distância física entre os locais causou atrasos na entrega, o que tornou lógica a fabricação no local.
“Embora os procedimentos de montagem e soldagem tenham sido planejados com antecedência em Oakland, as condições reais do local exigiram engenhosidade adaptativa de todos”, disse Silva. “E a equipe do sindicato é realmente ótima.”
Durante os primeiros meses, a rotina diária da MTH consistia em determinar o trabalho do dia e a melhor forma de fabricar alguns dos componentes para a montagem do subchassi, bem como alguns suportes, "amortecedores", braços, pinos e cavilhas. Os pula-pulas eram necessários para criar um sistema de revestimento temporário, disse Er.
É um processo contínuo de projeto e fabricação em tempo real para manter as coisas em movimento e levá-las ao local rapidamente. Passamos muito tempo analisando o que temos, redesenhando e redesenhando em alguns casos, e então fabricamos as peças necessárias.
“Literalmente, teremos 10 coisas na terça-feira que teremos que entregar no local na quarta-feira”, disse Hill. “Há muitas horas extras e muito trabalho na loja feito no meio da noite.”
“Cerca de 75% dos componentes de suspensão da prancha são fabricados ou modificados em campo”, disse Cerny. “Algumas vezes, literalmente inventávamos um dia de 24 horas. Eu ficava na loja até 2h, 3h da manhã e ia para casa tomar banho, pegar o material às 5h30 da manhã e ainda me molhava.”
O sistema de suspensão temporária MTH para montagem da carcaça consiste em molas, suportes e cabos. Todas as juntas entre as placas são temporariamente parafusadas. "Portanto, toda a estrutura é conectada mecanicamente, suspensa por dentro, com 304 treliças", disse Cerny.
Eles começam com a cúpula na base da escultura omhalus - "o umbigo do umbigo". A cúpula foi suspensa nas treliças usando um sistema temporário de suporte de mola de suspensão de quatro pontos, composto por ganchos, cabos e molas. Cerny disse que a mola fornece um "dar e receber" conforme mais placas são adicionadas. As molas são então reajustadas com base no peso adicionado por cada placa para ajudar a equilibrar toda a escultura.
Cada uma das 168 placas tem seu próprio sistema de suporte de mola de suspensão de quatro pontos, de modo que é apoiada individualmente quando no lugar. "A ideia é não enfatizar demais nenhuma das juntas, porque elas são colocadas juntas para obter uma folga de 0/0", disse Cerny. "Se uma placa atingir a placa abaixo dela, isso pode causar empenamento e outros problemas."
Como prova da precisão do trabalho da PSI, a montagem é muito boa, com poucas folgas. "A PSI fez um trabalho fantástico na fabricação dos painéis", diz Cerny. "Dou todo o crédito a eles porque, no final, tudo se encaixou perfeitamente. O encaixe é muito bom, o que é ótimo para mim. Estamos falando de literalmente milésimos de polegada. A placa é colocada sobre uma borda fechada."
"Quando terminam a montagem, muitas pessoas pensam que está pronto", disse Silva, não apenas porque as costuras estão firmes, mas porque as peças totalmente montadas e as placas com acabamento espelhado altamente polido entraram em ação para refletir o ambiente ao redor. Mas as costuras de topo são visíveis, o mercúrio líquido não tem costuras. Além disso, a escultura ainda teve que ser totalmente soldada para manter 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 omhalus foi um GTAW ativo, e isso continuou por alguns meses.
“Você pode ver pequenas manchas marrons, que são juntas de solda TIG ao redor de toda a estrutura”, disse Cerny. “Começamos a reconstruir as tendas em janeiro.”
“O próximo grande desafio de fabricação para este projeto foi soldar a costura sem perder a precisão do formato devido à deformação por contração da soldagem”, disse Silva.
A soldagem a plasma fornece a resistência e a rigidez necessárias com risco mínimo para a chapa, disse Cerny. Uma mistura de 98% argônio/2% hélio funciona melhor para reduzir incrustações e melhorar a fusão.
Os soldadores empregam técnicas de soldagem de plasma tipo buraco de fechadura usando fontes de energia Thermal Arc® e conjuntos especiais de trator e tocha desenvolvidos e usados ​​pela PSI.