Unidad Panamericana: Asegurando un trabajo histórico a través de ingenio estructural

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La “Unidad Panamericana” es el mural continuo más largo creado por Diego Rivera y su último trabajo en Estados Unidos. Timothy Pflueger invitó a Rivera a pintar el mural para la Exposición Internacional del Golden Gate, la que se realizó en Treasure Island, San Francisco, el año 1940. Rivera participó en una exhibición especial llamada “Arte en Acción”, en la que los espectadores podían experimentar el proceso artístico de primera mano mientras los muralistas, pintores, escultores y otros artistas realizaban sus obras en vivo.

Autores: Erik Kneer, director en Holmes; Alejandro C. Ramírez-Reivich, PhD en Ingeniería de la Universidad de Lancaster y profesor titular en UNAM; Miguel Adrián Michel-Juárez, líder de proyectos en el Centro de Diseño Mecánico e Innovación Tecnológica en UNAM; Suraj Patel, ingeniero de proyectos en Holmes.

Fuente: Structure Magazine

Pflueger y Rivera diseñaron el mural para hacerlo portable. Así, en vez de utilizar la técnica de pintura con fresco, en la que los muros del edificio soportan las múltiples capas de yeso, la Unidad Panamericana está formada por diez paneles con marco metálico que sirven de apoyo y protegen las capas de fresco (figura 1).

Figura 1: Plano geométrico de los paneles del mural

Veinte años después del término de la feria, en 1961, la obra maestra de Rivera se instaló en el Teatro Diego Rivera del City College de San Francisco (CCSF, en sus siglas en inglés). Desafortunadamente, el edificio era sísmicamente inseguro, por lo que se llevaron a cabo planos para reubicar nuevamente a la obra. Documentación histórica adicional se puede encontrar en el sitio web del proyecto (riveramural.org).

En 2017, el Museo de Arte Moderno de San Francisco (SFMOMA) anunció los planes de mover la obra maestra de Rivera a la galería de la Familia Roberts para una exhibición temporal. La reubicación segura de este tesoro cultural fue compleja y desafiante. Por lo tanto, el CCSF y el SFMOMA reunieron un equipo de expertos internacionales en conservación, ingeniería, ciencia y manejo de arte para determinar cómo remover, transportar y reinstalar el mural sin dañar esta invaluable obra de arte. Holmes proporcionó la consultoría en ingeniería estructural a través del diseño de estructuras de soporte. Un equipo de expertos de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) se encargó de investigar los materiales del fresco y de elaborar réplicas a gran escala para informar al equipo de preservación sobre las metodologías de reubicación. Atthowe Fine Arts, el fabricante y manejador de arte, aconsejó en temas de logística sobre manejo de remoción y transporte de la obra.

Réplicas y ensayo

Aunque el proyecto sobre el mural liderador por el CCSF realizó un extraordinario trabajo recolectando documentación histórica sobre la Unidad Panamericana, los detalles técnicos del mural y la instalación original eran en gran medida desconocidos.

Figura 2: Extracción del carro de viaje desde la ubicación original del mural (izquierda). Marco y carro de viaje colocado sobre el camión en el SFMOMA (centro). Panel a punto de instalarse de forma vertical sobre la estructura de exhibición (derecha).

En 2019, los equipos de la UNAM y de Holmes se reunieron para planificar la extracción y reubicación. Una de las actividades involucró la extracción de testigos desde la pared superior para descubrir, por primera vez en casi 60 años, qué es lo que hay detrás del icónico arreglo de colores de la capa pictórica. El equipo tomó fotografías y midió vibraciones, además de las dimensiones del mural, para documentar su composición y estructura de apoyo.

Figura 3: Marco de los paneles existentes (naranja), montaje del panel (gris), marco y carro de viaje (amarillo) y las cuerdas aisladoras (gris) en el camión.

Con esta información, el equipo construyó modelos precisos en 3-D y en dibujos técnicos, que culminaron en la creación de una réplica a escala real de cada tipo de panel. Estos modelos se utilizaron para crear simulaciones que permitieron rápidas iteraciones entre los enfoques de manejo. Asimismo, las réplicas de los paneles permitieron comprender su comportamiento ante la presencia de vibraciones e impactos. También se usaron como objetos de ensayo para validar el proceso de desinstalación final y detectar fisuras en los materiales frágiles.

Los ensayos se llevaron a cabo en el Centro para el Diseño Mecánico e Innovación Tecnológica (CDMIT) de la Escuela de Ingeniería de la UNAM. Dichos ensayos incluyeron una prueba de decaimiento logarítmico para identificar los parámetros dinámicos de los paneles, la comparación de los métodos de corte de Nelson Scud para elegir la herramienta que provocara menos vibraciones al fresco, pruebas de izado para validar la metodología de manipulación de los paneles y ensayos de resistencia en los que los paneles se doblaron y golpearon para comprender la naturaleza de sus fisuras.

Figura 4: Parte superior de la conexión del panel de montaje a la estructura de exhibición (asiento del panel de montaje)
Figura 5: Parte inferior de la conexión del panel de montaje a la estructura de exhibición.

Secuencia estructural

El diseño estructural para la relocación y destino final de los murales requirió: 1) un nuevo panel de montaje para soportar cada panel mural, 2) un carro aislado de vibraciones y un marco que proteja al panel durante el transporte, y 3) una estructura de muestra que soporte el montaje de los paneles en su ubicación temporal, en el SFMOMA.

Cada marco se diseñó y detalló con el intento de una instalación continua entre cada panel. Primero, cada panel mural existente desinstalado se soldó al nuevo panel de montaje. El panel de montaje luego se conectó al carro de viaje, el cual se montó sobre el marco de viaje (el que se describe posteriormente). Finalmente, el conjunto se trasladó de manera completa a un camión. A su llegada al SFMOMA, el carro de viaje se desmonta del marco, se traslada hacia la galería y finalmente, se conecta a la estructura final. Ver la figura 2 para imágenes de la secuencia estructural desde su comienzo hasta el fin. Debido a la integración de los marcos, resultó crítico evaluar la carga en cada etapa para asegurar las demandas de control sobre los marcos e identificar las conexiones entre estos.

Panel de montaje y marco de viaje

Los soportes del panel se enmarcaron en tubos de acero HSS e internamente, se apuntalaron con varillas de acero. Soportes con ángulo en L se espaciaron alrededor del perímetro de cada marco, los que se conectaron al marco existente del mural con pernos soldados.

La técnica de soldadura Nelson Stud se consideró segura luego de analizar sus efectos en las réplicas fabricadas por la UNAM. El flujo de calor se registró utilizando una cámara termográfica, la que permitió a los investigadores comprender las gradientes de temperatura en el panel. El calor se contuvo en la superficie de la viga que estaba en contacto directo con el perno soldado y en una menor porción de la red de vigas. Además, se encontró que las temperaturas disminuían rápidamente luego de completar la soldadura.

Los soportes del panel se modelaron utilizando un análisis linean con condiciones de soporte en cada etapa, representadas por las conexiones al marco de viaje o a la estructura de exhibición. Finalmente, el modelo extrajo las reacciones para diseñar el marco de viaje, la estructura de muestra y las conexiones.

El marco de viaje, amarrado a la caja del camión (figura 3), navegó por las calles disparejas y empinadas de San Francisco. Desafíos adicionales que necesitaron tomarse en cuenta para proteger al mural durante su transporte incluyeron líneas eléctricas aéreas, el impacto mismo en los paneles, vibraciones peligrosas y un gran evento de viento.

Para agregar más complicaciones, el marco de viaje no podía extenderse más de 4,5 metros y 23 centímetros por sobre la plataforma, debido a los requisitos del camión. Por lo mismo, se coordinó con la autoridad local el sacar todas las líneas eléctricas aéreas que estuviesen en la ruta del camión. Sin embargo, para añadir una medida extra de seguridad, la parte superior del panel de viaje se construyó 2,5 centímetros sobre la parte más alta del mural y se insertó con un marco tipo escalera de acero para colocar una cubierta protectora estructura no conductiva. Debido a las limitaciones de altura del marco de viaje, el diseño del carro involucró tolerancias muy estrechas. El mural, de 4,5 metros de alto, estaba sólo a unos centímetros sobre la plataforma del camión.

Tanto el marco como el carro de viaje se conectaron a través de cuerdas aisladoras de cable para mitigar la vibración y el movimiento inducido por el camión durante el transporte. La primera etapa en el diseño para los parámetros del aislante de la vibración consistió en ensayos de vibración realizados por los equipos de la UNAM, Atthowe y del SFMOMA. Luego, los mismos camiones que se utilizarían para el mural se instrumentalizaron para medir las aceleraciones que ocurrirían durante el viaje en una avenida representativa de San Francisco. Finalmente, los escenarios sin carga y con carga de los camiones se ensayaron. Los resultados fueron las funciones de forzamiento NLTH, las que se utilizaron para ajustar la rigidez de los aisladores y predecir su comportamiento durante el movimiento. Las cuerdas aisladoras de cable redujeron efectivamente las amplitudes de aceleración entre un 40% y un 50% en el fresco, comparado con la base del camión.

A su llegada al SFMOMA, el carro de viaje se extrajo del marco y se colocaron estabilizadores de poco más de un metro de largo (4 en total) en cada extremo del carro para dar mayor estabilidad. El propósito de los estabilizadores era una garantía ante una poderosa ráfaga de viento que podía volcar el marco completo durante el traslado al SFMOMA.

Diseño de la estructura de exhibición

La estructura temporal para la exhibición en el SFMOMA no pudo anclarse a través de las baldosas del piso del terrazzo de la galería. Por ello, las columnas se transformaron en los soportes de la estructura existente sólo a través de dos diafragmas horizontales, conectando la estructura a las columnas del edificio en vez de anclarla en la losa de abajo.

Luego que el carro se removió del marco de viaje, se enrolló frente a la estructura de exhibición. Se integraron estabilizadores de elevación en la parte superior de la estructura de exhibición para izar a los paneles en su lugar (figura 2). Adjuntos a la estructura de exhibición, en las correspondientes esquinas superiores de los montajes del panel, se encuentran unos asientos de acero para que el integrante HSS del panel de montaje se apoye mientras el marco se levanta en su lugar (figura 4). El montaje del panel pudo deslizarse de forma horizontal sobre el asiento para que los paneles adyacentes pudiesen colocarse uno contra otro, con mínimos espacios entre ellos. La conexión superior entre el montaje del panel y la estructura de exhibición contiene un espacio vertical de 2,5 centímetros para entregar un ajuste vertical para que los paneles superiores e inferiores queden al ras. Se prestó especial atención a las conexiones entre el panel de montaje y la estructura de exhibición. Se proporcionaron la capacidad de ajuste y tolerancias adecuadas para permitir que los paneles del fresco estuviesen perfectamente alineados.

Conclusión

El mural “Unidad Panamericana” de Diego Rivera se instaló de forma exitosa en la Galería de la Familia Roberts, en el SFMOMA, el 28 de junio de 2021 (figura 6). Luego de años de planificación, reuniones, visitas al sitio, ensayos e iteraciones en el diseño, los equipos de ingenieros de la UNAM y Holmes ayudaron a preservar y proteger esta obra maestra de Rivera para que las futuras generaciones la disfruten.

Foto: Mural “Unidad Panamericana” de Diego Rivera, en el SFMOMA. Crédito: Katherine Du Tiel, gentileza SFMOMA

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