FUERZAS FISICAS - Paul Marcon © Canadian Conservation Institute (2009) Canada (English and French editions) (ediciónes en inglés y francés) © ICCROM (2009) (edición en español)

Definiciones de Fuerza Efectos directos de la fuerza Choques Mecánicos Efectos de la vibración en los seres humanos Efectos de la vibración en los objetos Fatiga Vibración en la construcción y sus efectos en los edificios Vibración y equipamiento sensible Efectos acústicos Efectos indirectos de la fuerza Fuentes e intensidades de la fuerza Fragilidad de los objetos Características de los objetos y su sensibilidad a las fuerzas físicas Estrategias de Control Viñetas Viñeta 1. La Venus Azul (superficie frágil dañada durante su transporte) Viñeta 2. Espécimen de dinosaurio de 7.5 millones de años destrozado durante el transporte Viñeta 3. Daño de mobiliario durante el transporte Viñeta 4. Resistencia sísmica de obras de arte y antigüedades Referencias (* Lecturas recomendadas) Definiciones de Fuerza La fuerza física puede dañar directamente a los objetos provocando rotación, deformación, tensión y presión, así como también indirectamente, al generar choque entre éstos o sus partes. El daño ocasionado por dicha fuerza varía desde pequeñas fisuras imperceptibles y diminutas pérdidas, hasta efectos a gran escala, tales como el aplastamiento de objetos, el hundimiento de suelos y, en casos extremos, la destrucción de construcciones. Existen cinco efectos importantes relacionados con la fuerza, algunos de ellos directamente relacionados entre sí, conocidos como impacto; choque; vibración; presión y abrasión, que se definen a continuación: Impacto: es el resultado de algo golpeando un objeto, de un objeto golpeando una superficie dura o de objetos golpeándose unos contra otros. La fuerza de impacto puede concentrarse en una pequeña área o, por el contrario, extenderse debido a la dureza y geometría de las superficies chocando entre sí. El daño ocasionado por un impacto localizado, como por ejemplo la aparición de pequeñas grietas, puede aumentar la vulnerabilidad de dicho objeto ante un impacto posterior.

Choque: generalmente es el resultado de un fuerte impacto. Puede producir grandes deformaciones y presiones en los objetos o sus partes y su intensidad se mide en unidades g de aceleración, en donde una unidad g representa la aceleración provocada por el efecto de gravedad de la tierra. Por ejemplo, si un objeto es sometido a un choque de 100 g, éste recibirá una fuerza igual a 100 veces su peso por un breve periodo de tiempo (hasta 10 o más milisegundos). Esta fuerza puede provocar un daño considerable a gran parte de los objetos de arte y es una causa importante de daño durante el transporte. Vibración: consiste en el movimiento de oscilación de un objeto relacionado a un punto de referencia fijo. Un objeto propenso a la vibración lo hará libremente si es desplazado de su posición de equilibrio y se le libera, lo que se conoce como vibración libre. Un diapasón nos entrega un excelente ejemplo de esto, ya que vibra libremente en una sola frecuencia luego de que se le golpea y la amplitud de vibración disminuye con el transcurso del tiempo a medida que la energía que fue aplicada al diapasón es liberada (Figura 1a). Asimismo, un objeto puede vibrar como respuesta a la aplicación de una fuente de vibración externa, más conocido como vibración forzada, como en el caso de un objeto embalado y transportado dentro de un vehículo. La forma más simple de vibración continua es el movimiento armónico, que consiste en un movimiento que se repite exactamente luego de ciertos periodos de tiempo, ilustrado en la Figura 1b. Por otro lado, la vibración aleatoria es un tipo de vibración presente en los vehículos en movimiento y otras fuentes corrientes de vibración y consiste en una compleja combinación de varias frecuencias de vibración con amplitudes que varían aleatoriamente. La Figura 1c grafica la aparición de la vibración aleatoria en un registro de amplitud versus tiempo. Dos índices básicos para describir la vibración son la frecuencia (en ciclos por segundo o Hertz (Hz)) y la amplitud (que puede expresarse como desplazamiento, velocidad o aceleración). La amplitud de la vibración en las construcciones se expresa como la velocidad de una partícula (velocidad mientras transmite una onda). Esta medida guarda directa relación con el desarrollo de grietas superficiales en las estructuras (consulte la sección “Vibración en la Construcción y su Efecto en los Edificios”, que se presenta más adelante).

Figura 1a) Vibración libre de un diapasón. Su amplitud disminuye con el transcurso del tiempo debido a fuerzas de amortiguamiento, tales como la fricción y la resistencia del aire, que disipan la energía de la vibración.

Figura 1b) Vibración armónica continua y su aparición como onda sinusoidal sobre un registro de amplitud versus tiempo, según lo detallado por el movimiento de la masa suspendida del resorte (señalado como M en el grafico de papel que registra el movimiento vertical de la masa suspendida del resorte, por medio de un lápiz que va unido a la suspensión)

Figura 1c) Vibración aleatoria y su aparición en una curva de amplitud versus tiempo. La información de la vibración aleatoria generalmente se convierte a un registro de frecuencia versus tiempo por medio de la instrumentación de análisis. La información sobre los componentes de la frecuencia presentes en una fuente de vibración ayuda a la evaluación de su efecto sobre las estructuras. Presión: es la fuerza aplicada sobre una unidad de superficie de material y puede ser el resultado de la gravedad o la manipulación. Asimismo, puede contribuir a la abrasión, tensión y deformación, que a la larga provocará distorsión o roturas. Cuando los objetos o embalajes son apilados en un depósito, se les aplican cargas de compresión a los objetos situados más abajo en la pila, las cuales se magnifican con el golpe y la vibración generados en los vehículos. Es por esto que pueden diseñarse contenedores de transporte para trasladar dichas cargas de compresión, de acuerdo al requerimiento básico para el embalaje industrial que establece la capacidad que debe tener el envase para soportar una carga máxima de 50 kilos por m2. La presión, o carga de compresión, ejercida sobre una superficie plana puede simplemente calcularse dividiendo la cantidad de fuerza por el área en la que dicha fuerza actúa. Si se aumenta el área de contacto, disminuirá el peso por unidad de superficie, lo que constituye una consideración muy importante para superficies frágiles y cargas máximas de un contenedor, por ejemplo, en la implementación del uso de pallets (o palés) para mejorar la distribución de la carga de un contenedor superior hacia los inferiores de la pila, en comparación a un pie de soporte individual el cual sólo puede concentrar las cargas en pequeñas divisiones del contenedor de soporte. Abrasión: se presenta en cualquier lugar donde exista movimiento entre dos superficies en contacto y sus efectos variarán según la durabilidad de la superficie, la cantidad de presión ejercida sobre estas superficies y el perfil de éstas. La presencia

de material abrasivo o de partículas en las superficies puede también provocar o acelerar la abrasión. El daño abrasivo puede aparecer tras un largo periodo de exposición al movimiento, pero también de forma rápida si la superficie es frágil. Efectos directos de la fuerza Cualquier tipo de fuerza que se aplique directamente sobre un objeto puede provocar compresión, pinchazos, abolladuras, roturas, grietas, astillas, rasguños o abrasiones. La gravedad trae como consecuencia una carga continua sobre todos los objetos. Las cargas importantes pueden estar concentradas sobre partes del objeto durante las operaciones de manipulación (ver Figura 2). Los soportes inadecuados pueden provocar deformación o distorsión permanente de los objetos debido a los efectos de la concentración de la carga. Una carga ejercida por largo tiempo o una sobrecarga ejercida por corto tiempo, sobre los materiales de amortiguación, ocasiona la pérdida de contacto entre el objeto y el material de embalaje, lo que puede reducir la efectividad de la amortiguación. Una carga excesiva de los materiales de soporte, como por ejemplo de las espumas en los soportes de almacenamiento, puede provocar la inestabilidad de los objetos. Se ha reportado un incidente en el cual un objeto pesado cayó desde su soporte, el que se había deformado por la carga excesiva. Otro incidente involucró un pedestal de exhibición que sostenía una gran escultura de mármol, y que falló tras un breve periodo de tiempo. El soporte apropiado para objetos pesados claramente es un asunto de gran importancia para el personal y los visitantes del museo.

Figura 2. Fotografías de la instalación de la escultura “Las Tres Brujas” (Three Witches), de Anish Kapoor (1990). El trabajo conjunto de estibadores especializados con un debido equipamiento para el movimiento de la carga, puede movilizar pesados objetos de forma segura y minimizando el riesgo de daño. Se recomienda verificar la capacidad de resistencia del suelo ante una carga si se requiere mover o exhibir objetos de un peso similar a éstos. Choque mecánico Consiste en una respuesta energética por parte de un objeto. Se caracteriza por desplazamientos y presiones importantes, que tienen cuatro consecuencias posibles:

1. Los bajos niveles de choque pueden ser absorbidos y disipados en el objeto sin provocar daño alguno. Por ejemplo, analicemos una campana: al golpearla con el objeto correcto y con la cantidad apropiada de fuerza, produce un sonido sin haber ejercido daño alguno en la superficie o estructura de la campana.

2. El impacto puede provocar que un objeto o sus partes se muevan, lo que origina un choque entre los objetos, entre sus partes y con otros objetos a su alrededor.

3. Los altos niveles de choque pueden provocar movimiento e inducir presión en exceso, de umbrales críticos y que generan un daño por fatiga (esta idea se explicará más adelante bajo el título de vibración).

4. Si la magnitud del choque es lo suficientemente alta, el daño ocurre en un sólo evento (fractura por presión).

Efectos de la vibración en los seres humanos El rango completo de la percepción y reacción humana a la vibración es resumido en la Figura 3, como una base para la comparación entre fuentes de vibración posibles de encontrar. Los seres humanos pueden percibir la vibración a una amplitud muy baja, la que oscila entre 0.1 y 0.5 mm/s. La mayor sensibilidad de vibración para el ser humano ocurre en el rango de frecuencia que oscila entre los 5 y los 30 Hz, que consiste en el mismo rango de frecuencia generado por variadas actividades de la construcción (Dowding 1996). Esto explica el motivo de las inquietudes y reclamos surgidos ante éstos trabajos, incluso cuando las amplitudes de vibración generadas por esta actividad puedan ser relativamente bajas.

Figura 3. Resumen de las variadas fuentes de vibración y sus efectos sobre las personas, objetos, equipamiento y construcciones. Otros efectos, como los cambios ambientales cotidianos y las fuerzas eólicas, se expresan como amplitudes de vibración equivalentes a las del aire. (Referencias: Sagg 1984; Northwood 1973; Harris 1998; Michalski 1991; Ostrem y Godshall 1979; Ungar 1992;

Dowding 1996; información obtenida de un informe de consultoría sobre las vibraciones del terreno en el Museum of Nature Storage Facility). Efectos de la vibración en los objetos La mayoría de los objetos tienen una capacidad de vibrar en variadas frecuencias, debido a su geometría, masa y elasticidad. La frecuencia de vibración más baja se conoce como la frecuencia natural. Las tendencias a una vibración en frecuencias más altas son denominadas frecuencias resonantes. Asimismo es común referirse a todas estas frecuencias como frecuencias resonantes. La Figura 4 grafica algunos ejemplos de objetos que tienden a presentar vibración.

Figura 4. Objetos que son capaces de presentar vibración: a) un jarrón que flota dentro de una amortiguación protectora presenta una frecuencia resonante en su eje vertical, o f1; b) un objeto con dos componentes flexibles tiene dos frecuencias resonantes, f1 y f2; c) una cuerda en tensión posee muchas frecuencias de resonancia; patrones de ondas estacionarias para las primeras dos (f1 y f2), y d) la primera frecuencia de resonancia de un lienzo de 40 x 60 cm bajo tensión normal, es de casi 24 Hz. La segunda es de 32 Hz. Asimismo se grafica un patrón de onda estacionaria para cada frecuencia. Si el embalaje que contiene el jarrón amortiguado de la Figura 5 es sometido a vibración, es posible obtener tres consecuencias: Transmisión (Figura 5a): si la frecuencia de la fuente de vibración (f) es menor que fv o frecuencia natural del jarrón amortiguado (f<fv), el jarrón vibrará a la misma frecuencia y amplitud que la fuente de vibración.

Resonancia (Figura 5b): si la frecuencia de la fuente de vibración (f) coincide con la frecuencia resonante de la combinación jarrón-amortiguación, ó fv (f=fv), la amplitud del jarrón será mayor que la amplitud de la fuente de vibración debido a una condición conocida como resonancia. La presencia de resonancia en un sistema de amortiguación es normal. La amplitud resonante está limitada por las propiedades aislantes de la mayoría de estos materiales. Los diseñadores de embalajes generalmente evitan que los objetos presenten resonancias del mismo grado que las del sistema de acolchado. La resonancia constituye una consideración importante en estructuras y maquinarias debido a los efectos multiplicadores de la fuerza bajo esta condición. Atenuación (Figura 5c): si la frecuencia de la fuente de vibración (f) es mayor que fv (f>fv), se inicia la atenuación y el jarrón parecerá casi no tener movimiento aunque el embalaje oscile. Esto origina la aislación de la vibración, en donde frecuencias mayores a dos veces la fv, serán aisladas con una eficacia de un 80% o más.

Figura 5. Un jarrón dentro de un soporte acolchado protector consiste en un sistema mecánico simple con una frecuencia resonante (eje vertical) que es capaz de vibrar. Cuando el embalaje es sometido a una fuente de vibración en la dirección vertical considerada en la foto, es posible obtener tres consecuencias dependiendo del índice de la frecuencia de vibración natural de este sistema y de la frecuencia de la fuente de vibración: a) transmisión; b) resonancia; y c) atenuación. El jarrón del ejemplo anterior en esencia constituye un objeto rígido; por lo tanto, ninguna de las condiciones de vibración descritas anteriormente significa algún peligro, debido a que la superficie del jarrón es perdurable. Fatiga Uno de los efectos conocidos de la vibración consiste en la fatiga mecánica. Para que esto suceda, deben darse dos situaciones. En primer lugar, debe alcanzarse o excederse el umbral crítico de presión durante cada ciclo de vibración. El daño ocurre entonces tras un intervalo de tiempo que depende de la cantidad de ciclos de vibración y sus valores más altos. El puente de Tacoma Narrows (Figura 6), entrega un dramático ejemplo de este efecto a una escala muy grande. Cabe destacar que si los niveles de presión se mantienen por debajo del nivel crítico, prácticamente se

podrán repetir indefinidamente los ciclos sin producir daño. Así también, una fractura podrá producirse en un solo ciclo con niveles de presión sobre el nivel crítico.

Figura 6. El colapso del puente de Tacoma Narrows, ocurrido el 7 de noviembre de 1940, es un ejemplo clásico de los efectos multiplicadores de la fuerza de la resonancia. En este caso, la vibración resonante del puente fue inducida por el viento. Luego de una suficiente cantidad de ciclos de amplitud elevados, el puente finalmente colapsó.

Aunque la fatiga es un asunto de importancia para las estructuras mecánicas y de ingeniería, puede no serlo para los objetos de un museo a la luz de la baja magnitud de las fuentes de vibración presentes en situaciones comunes. En investigaciones experimentales con lienzos especialmente preparados, además de otros objetos de tamaño mediano, los intentos de inducir un daño por vibración generalmente han requerido altos niveles de vibración poco realistas, en comparación a las fuentes comúnmente encontradas. El lienzo de la Figura 7 vibró a una alta amplitud por varios días, sin embargo, al ser analizado por medio de un escaneo láser, no arrojó ninguna evidencia clara de daño. Aunque los resultados de estas investigaciones no pueden aplicarse a toda clase de objetos, los resultados parecen respaldar las siguientes generalizaciones:

• No siempre existe una conexión física eficiente entre el objeto y una fuente de vibración para que se transmita efectivamente la vibración.

• En la práctica, las fuentes de vibración aleatoria a las que se enfrentan los objetos, generalmente no provocan las respuestas sostenidas o energéticas que provocan la fatiga.

• Los daños característicos de la fatiga del material, como las grietas o las craqueladuras, pueden estar presentes en muchos objetos por la acción de fuerzas directas u otros agentes, como los cambios cíclicos de temperatura y humedad relativa.

• Si hay un daño como consecuencia de la fatiga de material, sería razonable esperar que, en algunos casos, ciclos adicionales puedan contribuir a ocasionar mayores daños.

Figura 7. Una pequeña pintura de 50 años de antigüedad (20 x 40 cm aproximadamente), con pérdidas existentes y una extensa red de craqueladuras, y que fue sometida a vibración a una amplitud de 2 cm durante dos días. Los recuadros del costado superior izquierdo grafican el escaneo láser realizado en áreas específicas, antes y después de la vibración, como la que se muestra en la línea amarilla, el que no reveló ninguna evidencia concluyente de daño adicional. La condición de vibración (resonancia sostenida) es mucho más severa que la esperada en la práctica. Es de observar en este caso, que un alto ciclo de amplitud está presente y que, aunque el desplazamiento fuera del plano del lienzo es amplio durante cada ciclo, la elongación de la pintura y de las capas inferiores es mínima. Vibración en las actividades de construcción y sus efectos en los edificios El daño provocado en la construcción a los edificios por la vibración, se manifiesta de una forma que es descrita en la literatura como “agrietado superficial”. Es interesante observar que este tipo de daño es un proceso constante para muchas construcciones, incluso para aquellas ubicadas en áreas libres de vibración, y en donde las fluctuaciones de temperatura y de humedad (que permanecen desapercibidas por sus ocupantes) son causas importantes de este efecto. Los hallazgos obtenidos a partir de 16 estudios de daño en edificios, realizados por Dowding (1996), aparecen resumidos más adelante en la Tabla 4. Efectos de la vibración a un bajo nivel Las personas que ocupan ciertas instalaciones reaccionarán ante situaciones en donde la vibración sea perceptible o donde exista alguna evidencia de movimiento en partes de los objetos. Las interrogantes sobre los posibles riesgos a las colecciones generalmente surgen ante estas situaciones. La información obtenida a partir de dos clientes aparece señalada en la Figura 3. Una de estas interrogantes involucraba la preocupación sobre un movimiento visible de lienzos en una sala de almacenamiento de colecciones provocado por el bajo nivel de vibración desde los componentes del sistema de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC). La segunda, involucraba interrogantes sobre la vibración perceptible inducida por una explosión en una cantera cercana al lugar y desde un camino de acceso cercano. En otro caso, un procedimiento del mantenimiento del mortero en muros de ladrillos, conocido como retundido, generó una vibración claramente perceptible en un lugar donde una exhibición de yesos huecos frágiles estaban en préstamo. La posibilidad de vibraciones tampoco era considerada como un riesgo significativo para las colecciones. Aunque aún es recomendable investigar cuidadosamente las inquietudes presentadas, algunas opiniones generales sobre el bajo nivel vibración se entregan a continuación:

• Los niveles perceptibles de vibración a partir de fuentes de bajo nivel que están a una distancia razonable de la actividad que produce la vibración,

pueden no requerir alguna acción correctiva. A medida que aumenta la distancia entre la fuente y el objeto, la intensidad de la vibración disminuye rápidamente mientras cruza las conexiones estructurales y es transmitida a través de los materiales de construcción.

• Es recomendable reubicar los objetos desde los lugares cercanos a trabajos de construcción, siempre y cuando los objetos puedan ser movilizados sin generar un riesgo aún mayor debido a dicha manipulación.

• Si la reubicación no es factible y el objeto está en contacto con una superficie que transmite vibración (por ejemplo, una losa del suelo común), el objeto puede desacoplarse de la superficie por medio de una capa suave de material de amortiguación.

• El movimiento de un objeto (deslizamiento) puede ser un tema de preocupación en objetos livianos que pesen menos de un kilo o los que son almacenados o exhibidos sobre una superficie resbaladiza cercana a fuentes de vibración generadas internamente. Dichos objetos pueden beneficiarse de un intercalado o de un método de contención apropiado según el tipo, material y configuración del objeto, como por ejemplo la cera o un sistema de bloqueo restrictivo interior.

Vibración y equipamiento sensible Las actividades de investigación y de conservación en museos requieren el uso de instrumentos, como microscopios y balanzas de precisión sensibles a la vibración (Figura 8). La construcción de un nuevo edificio, con grandes espacios abiertos entre las columnas de soportantes, así como en el caso de vigas unidas por material de construcción liviano, contribuirá al problema de la vibración en este tipo de equipos. Los largos brazos de extensión de los microscopios pueden re-amplificar, en el instrumento, los bajos niveles de vibración del edificio. Los criterios de vibración para equipamiento sensible se publican mediante normas, como las publicadas por la Organización Internacional de Estandarización (International Standards Organization “ISO”), entre otras (Ungar 1992). El umbral de un equipo sensible se grafica en la Figura 3, en una comparación con otras fuentes de vibración. Cabe señalar que algunos instrumentos, como los microscopios de barrido electrónico, serán afectados desfavorablemente por niveles mucho menores que los percibidos por los ocupantes de un edificio.

Figura 8. Un microscopio de barrido electrónico puede verse afectado desfavorablemente por niveles de vibración mucho menores que los perceptibles por las personas. Otros instrumentos

sensibles a las vibraciones, como los microscopios y las balanzas de precisión, comúnmente son utilizados en museos. Efectos acústicos Ocasionalmente, surgen inquietudes por el efecto del alto volumen de la música en las obras de arte. El clásico ejemplo de la copa de vino que se quiebra luego de su exposición a un sonido fuerte ilustra la vulnerabilidad estructural que se requiere para lograr este efecto, así como el control preciso y la intensidad de la fuente de sonido que sería poco probable de reproducir en cualquier otro lugar que no sea un laboratorio. La intensidad de sonido requerida para quebrar copas (de cristal muy fino) se reporta en cerca de 140 decibeles (dB) directamente alrededor del cristal. Adicionalmente a la alta intensidad de sonido, para quebrar la copa se requiere identificar de forma precisa la frecuencia de resonancia crítica del cristal y ajustar la fuente de vibración en un margen de 0.5Hz de esta frecuencia. Los intentos para desarrollar métodos de análisis no destructivos en muestras de pinturas al fresco e íconos, para detectar exfoliación y otras formas de daño, requerían niveles de presiones de sonido entre 80 y 110 dB sobre la superficie del fresco (Castellini 1999). Los altoparlantes no fueron efectivos para inducir un movimiento suficiente en los componentes del fresco y así poder permitir su análisis por medio de métodos de escaneo láser. Las bocinas y espejos parabólicos, además del acoplamiento directo de transductores, fueron artículos necesarios para aplicar suficientes presiones de sonido a las áreas bajo investigación. Es interesante observar que el objetivo de este método de análisis fue:

• Evaluar la condición de los frescos de manera no destructiva; y • Encontrar una alternativa para un método actual de investigación manual,

que es costoso, toma mucho tiempo, y que requiere dar suaves golpecitos sobre áreas pequeñas para tratar de sentir con la yema de los dedos alguna vibración mientras se escucha el sonido inducido.

Esta técnica manual impone una presión máxima de casi 30 N/cm2 sobre el área de muestra. Las bocinas y parlantes imponen una presión de casi 6.5E-04 N/cm2, mientras que un transductor directo lo hace a casi 0.5 N/cm2. El método de investigación manual también comparte el objetivo de una evaluación no destructiva y aplica intensidades de fuerza a los objetos de muestra que son casi 50.000 veces mayores que las fuentes acústicas de alta intensidad y 230.000 veces mayor que la intensidad de fuerza impuesta sobre las muestras de frescos por medio de música en vivo. En resumen, las fuentes acústicas como la música en vivo parecen no representar un riesgo significativo a las obras de arte. La manipulación normal, la vibración en tránsito y los efectos de otros agentes, serán preocupaciones de mayor relevancia. Los intentos para dañar frágiles copas de cristal requieren la combinación de un objeto vulnerable, de una determinada intensidad de sonido y de un control de estos factores que no es usual en situaciones cotidianas. Basados en el material

anteriormente mencionado, el cuál detallaba las fuerzas ejercidas sobre estructuras frágiles en pinturas al fresco por parte del sonido y otras fuentes, la manipulación normal sería un asunto de mayor preocupación para artículos frágiles. Efectos indirectos de la fuerza Movimiento inducido por la vibración Uno de los efectos más importantes producto de la vibración, y del cual hay que estar alerta, es el movimiento que ésta puede causar. El movimiento puede originarse a partir de varias fuentes; dos de las más importantes son los sismos y la vibración durante el transporte. Un choque también puede provocar movimiento vibratorio; por ejemplo al tañer una campana. Algunos ejemplos de situaciones que pueden implicar vulnerabilidad ante los efectos del movimiento inducido por la vibración son:

• Objetos sin estabilidad, colocados sobre un estante y que se pueden mover, caer, volcar o colisionar entre ellos.

• Objetos con partes sueltas que chocan con otros objetos, por ejemplo el impacto de un lienzo pesado contra el bastidor.

• Partes salientes, ensamblajes u otros componentes del objeto con un daño existente y que puedan concentrar la presión de alguna vibración aplicada.

• Un objeto con un elemento frágil en su superficie y que se mueve en un soporte deficientemente ajustado o que friccione su sistema de amortiguación durante el envío (ver Viñeta 1).

• Embalajes colocados en una pila elevada, que no estén ajustados y que puedan caer dentro del vehículo de transporte.

• Carga aflojada sobre un vehículo de transporte y que puede rebotar repetidamente durante el traslado (ver Viñetas 2 y 3).

• Múltiples objetos dentro de un embalaje y que no están lo suficientemente separados pues chocan entre sí (lo que también contribuyó al daño descrito en la Viñeta 3).

Fuentes e intensidades de la fuerza Para propósitos de la evaluación de riesgo, puede ser conveniente agrupar las fuentes de fuerza física en categorías según su incidencia e intensidad. A continuación se describen cuatro categorías típicas de fuerza. Las fuentes de la fuerza para cada categoría aparecen en un orden aproximadamente decreciente de severidad. Fuerzas catastróficas (baja incidencia, alta intensidad) Estas fuerzas poseen un bajo índice de ocurrencia pero, si ocurren, pueden provocar un daño a gran escala a un sinnúmero de objetos.

• Sismos: consiste en un movimiento del terreno y constituye una fuente de potencial daño catastrófico en zonas de sismos moderados a elevados. Asimismo se observa que una porción considerable del daño provocado por los sismos se origina por un simple movimiento (según se explicó anteriormente) a diferencia de las fuerzas impuestas por los movimientos derivados del sismo.

• Guerra y vandalismo: pueden provocar un daño catastrófico a las estructuras, a innumerables objetos, u obras de arte individuales, en especial objetos populares o simbólicos.

• Accidentes durante el transporte: involucran accidentes vehiculares importantes, por ejemplo el volcamiento o el impacto en la parte trasera del vehículo, los que pueden provocar un daño grave a cualquier objeto en tránsito.

• Riesgos extremos de manipulación: accidentes, error de manipulación intencional y negligencia, y los que no pueden ser anticipados por métodos de predicción típicos (por ejemplo, la altura probable de caída).

• Colapso de techumbres: provocado por nieve o acumulación de agua, y que puede aumentar las cargas por sobre los límites de diseño estructural.

• Colapso de suelos: ocurre bajo condiciones de carga excesiva o una concentración de cargas, por ejemplo, al moverse o instalar objetos pesados).

Fuerzas de trabajo (alta incidencia, intensidad moderada a alta) Se refiere a las fuerzas que están presentes en las actividades cotidianas y que poseen tasas de incidencia y magnitudes de intensidad moderada a alta. Las magnitudes de fuerza generalmente pueden predecirse y afectar uno, algunos o muchos objetos a la vez.

• Manipulación: manipulación de objetos por medios manuales o mecánicos, durante el movimiento, toma de fotografías, instalación, embalaje y desembalaje.

• Tránsito (interno): impactos, caídas y concentraciones de carga al movilizar objetos desde un lugar a otro dentro de un museo.

• Transporte: movimiento de objetos embalados desde un lugar a otro, el que incluye manipulación (carga, descarga, traslados de carga) y las etapas del transporte en vehículos.

• Cargas gravitacionales: deformación temporal o permanente de objetos producto de la gravedad. Aplastamiento o quiebre de las partes de los objetos, deformación y/o compresión de los soportes de objetos. Deformación y falla de pedestales o plataformas incorrectamente diseñadas para objetos grandes y pesados.

• Vibración en la construcción: provocada por detonaciones cercanas o trabajos de construcción.

• Excavación: las estructuras pueden dañarse si éstas se precipitan o cambian de posición debido a la falta de soporte cerca de las áreas excavadas.

Fuerzas acumulativas (alta incidencia, baja intensidad) Consisten en fuerzas de baja intensidad con un alto nivel de incidencia (según los índices de uso de la colección) y continuo (por ejemplo, gravedad), que infligen un daño constante a uno o más objetos dentro de una colección.

• Manipulación: desgaste y rotura provocada por la manipulación de los objetos con el tiempo, en especial de objetos que incorporan o están fabricados con materiales frágiles, débiles y de poca adherencia.

• Transporte: fuerzas de nivel bajo, como la vibración al interior de los embalajes, la que afecta a partes de los objetos o sus superficies.

• Gravedad: soportes diseñados incorrectamente y que concentran cargas estáticas sobre objetos o sus partes, provocando deformación o rotura tras un periodo de tiempo extendido.

Fuerzas de nivel bajo (incidencia variable, baja intensidad) Estas fuerzas pueden generar algunas inquietudes y molestias a los ocupantes de un edificio, sin embargo su acción directa puede no significar un riesgo importante a los objetos.

• Vibración del edificio: se origina desde fuentes generadas internamente, como las actividades de los ocupantes, equipos mecánicos y el tránsito vehicular en las cercanías.

• Vibración en la construcción: originada por detonaciones controladas, actividades de demolición lejanas, fijación de pilares, equipos oscilantes y otras actividades de construcción.

• Fuentes acústicas: incluyen la vibración aerotransportada audible o sub-audible y la música a un volumen alto.

A continuación se presenta una revisión más detallada de algunas de las fuentes más importantes de fuerza, a partir de las mencionadas anteriormente, la cual seguirá aproximadamente un orden decreciente de severidad. Movimientos del terreno provocados por sismos La magnitud de un movimiento sísmico se mide según la escala de Richter. El índice modificado de Mercalli es utilizado para relacionar la intensidad del sismo con las evidentes consecuencias del movimiento del terreno (Tabla 1). Aunque los niveles de aceleración son bajos, los sismos pueden involucrar un desplazamiento de terreno considerable y, por lo tanto, en términos del daño potencial, sus niveles de aceleración no son directamente comparables con los niveles de aceleración de otras fuentes. Tabla 1. Descripción de los efectos provocados por un sismo y las relaciones aproximadas entre la intensidad y las magnitudes (Lomenick 1970).

Escala Modificada de Mercalli

Descripción de los Efectos

Aceleración máxima (g)

Magnitud Richter

I Sólo lo advierten personas en condiciones de percepción especialmente favorables.

- M2 a M2.5

Escala Modificada de Mercalli

Descripción de los Efectos

Aceleración máxima (g)

Magnitud Richter

II Sólo lo advierten personas en reposo, ubicadas en los pisos superiores de un edificio, o en condiciones de percepción especialmente favorables.

- M2.5 a M3.1

III Se percibe en interiores; los objetos colgantes se balancean; la vibración es similar a la producida por el paso de un vehículo liviano; y no siempre se distingue claramente su naturaleza sísmica.

0.003 a 0.007 M3.1 a M3.7

IV Los objetos colgantes se balancean visiblemente; la vibración es percibida como el paso de un vehículo pesado, o se tiene la sensación de una sacudida provocada por una pesada bola que choca contra un muro; los automóviles se sacuden; las ventanas, vajilla, y puertas vibran; los cristales tintinean; en un nivel superior del grado IV la loza suena al chocar; los muros de madera y los marcos se agrietan.

0.007 a 0.015 M3.7 a M4.3

V Percibido incluso en el exterior; es posible estimar la dirección de los movimientos; las personas se despiertan; los líquidos comienzan a agitarse y algunos pueden derramarse; pequeños objetos inestables se mueven o vuelcan; las puertas se abren o cierran; las persianas y cuadros se mueven; el péndulo en los relojes se detiene, comienza a moverse o modifica su ritmo.

0.015 a 0.03 M4.3 a M4.9

VI Percibido por todas las personas; muchas se asustan y comienzan a correr hacia el exterior; existe inseguridad al caminar; las ventanas, vajillas y objetos frágiles se quiebran; los libros caen de los estantes; los cuadros caen de los muros; los muebles se desplazan o vuelcan; se producen grietas en los estucos o mampostería del tipo D (ver notas al final de la Tabla); las campanas pequeñas (en iglesias o escuelas) comienzan a sonar; los árboles y arbustos se mueven.

0.03 a 0.09 M4.9 a M5.5

VII Dificultad para mantenerse en pie; percibido en automóviles en marcha; los objetos colgantes tiemblan; los muebles se quiebran; daños de agrietado en la mampostería de tipo D; las chimeneas se fracturan a la altura del techo; caen trozos de estuco, ladrillos y cornisas; aparecen algunas grietas en la mampostería de tipo C; se forman olas en los estanques de agua, el agua se enturbia con el barro; pequeños deslizamientos de terreno y derrumbes en bancos de arena o gravilla; grandes campanas comienzan a sonar.

0.07 a 0.22 M5.5 a M6.1

VIII Conducción de los vehículos es difícil y poco segura; daños en mampostería de tipo C con derrumbe parcial; algunos daños en mampostería de tipo B, pero ninguno en la de tipo A; los muros de estuco y de piedra caen; retorcimiento y derrumbe de chimeneas, de material apilado, monumentos, torres y estanques de depósito elevados; las casas de madera se desplazan y se salen totalmente de sus bases; los paneles aflojados en los muros se desplazan; cambios en el flujo o en la temperatura de manantiales y pozos; grietas en el terreno y sobre empinadas pendientes.

0.15 a 0.3 M6.1 a M6.7

IX Pánico general; la mampostería de tipo D se destruye completamente; la de tipo C es severamente dañada, a veces con un total derrumbe; la del tipo B es gravemente dañada; daño total a los cimientos; las estructuras de madera son removidas de sus cimientos si no están correctamente aseguradas; lo marcos se agrietan; grave daño a los embalses; las tuberías subterráneas se fracturan; aparecen grietas visibles en el terreno; la arena y el lodo son expulsados en áreas disipadas; pueden aparecer fuentes y cráteres de arena.

0.3 a 0.7 M6.7 a M7.3

X Se destruye gran parte de las estructuras de mampostería y de madera; daño severo en represas, diques y malecones; grandes desplazamientos de tierra; el agua se sale desde los límites de canales, ríos, lagos, etc.; la arena y el lodo se mueven horizontalmente sobre playas y planicies; los rieles ferroviarios se deforman levemente.

0.45 a 1.5 M7.3 a M7.9

XI Los rieles ferroviarios se deforman severamente; las tuberías 0.5 a 3 M7.9 a M8.5

Escala Modificada de Mercalli

Descripción de los Efectos

Aceleración máxima (g)

Magnitud Richter

subterráneas quedan totalmente fuera de servicio. XII El daño es casi total; grandes masas de roca se desplazan; los

niveles y perfiles de las construcciones quedan deformados; los objetos saltan en el aire.

0.5 a 7 M8.5 a M9

Notas:

- Mampostería de tipo A: buena calidad en la mano de obra, mortero y diseño; es reforzada especialmente en dirección lateral y ligada por medio de metal, concreto, etc.; está diseñada para resistir fuerzas laterales.

- Mampostería de tipo B: mano de obra y mortero de buena calidad; está reforzada pero no es diseñada en detalle como para resistir las fuerzas laterales.

- Mampostería de tipo C: mano de obra y mortero normales; no posee debilidad en los extremos, como defectos de unión en las esquinas, ni tampoco esta reforzada o diseñada para resistir fuerzas horizontales.

- Mampostería de tipo D: materiales débiles, como adobe; mortero deficiente; bajos estándares de mano de obra; debilidad horizontal.

Consideraciones estructurales Tanto los museos como las instalaciones de almacenamiento a menudo se ubican en construcciones que originalmente fueron diseñadas para otros fines. Es por esto que la construcción de la techumbre y la capacidad de carga del suelo son dos asuntos estructurales importantes que hay que tener en mente. Los techos planos que no poseen un drenaje apropiado pueden desviarse e iniciar un ciclo que acumulará crecientes cantidades de agua y que puede ejercer carga sobre el techo por sobre los límites de su diseño. Un techo plano que se encuentre adyacente a uno de forma puntiaguda que descargue nieve sobre él, puede también ser vulnerable a la sobrecarga. Los pisos para algunas aplicaciones en museos deben ser lo suficientemente fuertes como para soportar las cargas impuestas por objetos pesados o por grandes colecciones. Asimismo, el elevar objetos pesados con equipamiento apropiado, como grúas de pórtico, concentrará las cargas en áreas relativamente pequeñas del piso. En algunos casos, será posible reforzar el piso desde sus bases para así permitir que un objeto pesado sea elevado y desplazado con seguridad a lo largo de un tramo previamente definido. Si se duda en cómo hacerlo, es recomendable contratar los servicios de un ingeniero estructural. Esta es una buena medida de prevención, incluso si se dispone de bosquejos u otras especificaciones, ya que dichos documentos no siempre pueden describir la estructura de forma precisa o conforme a cómo fue finalmente construida. Altura probable de caída para los embalajes El tamaño y peso de cualquier objeto determina la forma en que se manipulará. Así también, las formas de manipulación pueden ser utilizadas para predecir los niveles de riesgo posibles durante el transporte. La industria de embalajes ha asignado alturas probables de caída según el peso y tamaño de los embalajes. La Tabla 2 es un típico ejemplo de estas medidas. La altura probable de caída corresponde a un escenario razonable que es poco frecuente y difícil de ser superado. La mayoría de las caídas que ocurren durante el transporte serán desde alturas bastante menores. Los cálculos de la altura probable se obtienen a partir de un extenso historial de observaciones y experiencia en la industria. Otros cálculos se han obtenido gracias a

estudios que involucran a los embalajes de instrumentos de grabación electrónicos (Allen 1971). Tabla 2. Peligros de manipulación expresados como altura probable de caída para embalajes de diferentes tamaños y pesos. Aunque estas alturas probables variarán según la red de distribución utilizada, entregan un cálculo de riesgo razonable que solo es obtenido o superado ocasionalmente (Brandenburg 1991).

Peso del embalaje (kg)

Dimensión mayor (cm)

Caída probable (cm)

Tipo de caída Tipo de Manipulación

10 120 100 De cualquier lado o esquina

Tirado por una persona

10 – 20 90 90 De cualquier lado o esquina

Transportado por una persona

20 – 45 120 60 De cualquier lado o esquina

Transportado por dos personas

45 – 70 150 50 De cualquier lado o esquina

Transportado por dos personas

70 – 90 150 45 De cualquier lado o esquina

Transportado por dos personas

90 – 270 180 60 Giratoria, de caras laterales o esquinas

Mecánica

270 – 1360 Ilimitada 45 Giratoria, de caras laterales o esquinas

Mecánica

1360 + Ilimitada 30 Giratoria, de caras laterales o esquinas

Mecánica

Manipulación La manipulación rutinaria y las caídas accidentales pueden generar fácilmente impactos y niveles de choque dañinos. Las posibles aceleraciones esperadas según variadas alturas de caída para diferentes embalajes se resumen en la Tabla 3. Muchos objetos considerados muy frágiles, como la arcilla no cocida, sufrirán choques de hasta 50 g. Algunos objetos considerados muy frágiles pueden sufrir niveles de choque aún mayores. Tabla 3. Niveles aproximados de choque para caídas hacia una superficie dura desde variadas alturas. Son evidentes los riesgos para los objetos frágiles a partir de las alturas de caída típicas y los beneficios sustanciales de algunos tipos simples de embalaje. Altura de caída (cm)

Contenedor metálico sin embalaje (g)

Caja de madera (g)

Caja de cartón (g)

Amortiguación de 25 mm (g)

Amortiguación de 50 mm (g)

120 392 196 131 98 52 110 367 183 122 92 49 90 339 170 113 85 45 60 277 139 92 69 37 15 139 69 46 35 18 5 80 40 27 20 11

Choque y vibración en vehículos de transporte Si los paquetes se atan adecuadamente dentro de los vehículos en tránsito, los choques generados por el vehículo en movimiento son aproximadamente iguales a una caída de 15 cm. Si los paquetes no son atados al vehículo, éstos pueden rebotar repetidamente provocando cargas de alto impacto sobre el objeto y su embalaje (ver

Viñeta 3). Otra causa de alto impacto en una carga descontrolada es la que provoca la caída de un apilamiento debido al movimiento durante el transporte. Con un amarre adecuado el mayor nivel de choque que se puede esperar en los vehículos en tránsito se produce durante el acoplamiento de carros de carga y descarga. La vibración de un vehículo ha sido estudiada en detalle por investigadores militares y comerciales, debido a que toda la carga en un vehículo de transporte estará sujeta a vibración (la probabilidad de exposición a la vibración es de un 100%) y a diferencia de los peligros de la manipulación, esta vibración no puede ser observada visualmente. Un resumen de vibración para métodos comunes de transporte, desarrollado por Ostrem y Godshall, se entrega en la Figura 9. Nota: esta información se obtiene a partir de una prueba de laboratorio para los objetos y sistemas de embalaje; sin embargo, dicha referencia contiene información de interés práctico para el lector. La magnitud de la vibración en la mayoría de los vehículos de transporte, que presentan un apropiado mantenimiento, es baja, y generalmente se considera por debajo del umbral de daño en la mayoría de los productos comerciales ante la ausencia de efectos de resonancia. Entre los transportes más comunes, los camiones generan la magnitud de vibración más alta y, por lo tanto, tienen el mayor potencial de daño. Los niveles de vibración en camiones de suspensión neumática serán menores que en aquellos con suspensión normal. Debido a que los camiones son una parte integral de casi todos los escenarios de transporte, la información sobre el nivel de vibración que éstos producen se ha utilizado en experimentos con modelos u objetos de arte como las pinturas. En general, los efectos secundarios de la vibración parecieran ser uno de los asuntos más importantes durante el transporte (ver la sección sobre “Estrategias de Control” para obtener recomendaciones sobre cómo controlar efectivamente la vibración).

Figura 9. Resumen de curvas de vibración para vehículos de transporte comunes (Ostrem y Godshall 1979). Este resumen es una referencia de las máximas amplitudes de vibración a varias frecuencias. Solo una parte de la vibración adjuntada por esta referencia estará presente en cualquier ocasión debido a la naturaleza aleatoria de la vibración en vehículos.

Gravedad La gravedad ejerce una fuerza sobre los objetos en directa proporción a su masa. Esto resulta en un concepto de cantidad que resulta familiar y que se conoce como peso, el que físicamente equivale a la masa multiplicada por la aceleración. Las cargas gravitacionales pueden concentrarse geométricamente en objetos y materiales de soporte. La deformación y tensión sobre objetos o sobre sus partes debido a un soporte inadecuado pueden ocurrir rápidamente o durante largos periodos. El levantar grandes objetos concentrará las cargas gravitacionales en los puntos de apoyo (ver el capítulo sobre “Soporte y Montaje”). Vibración en actividades de construcción Se ha realizado una serie de investigaciones para cuantificar los niveles de vibración que dañan a las construcciones. La literatura existente sobre esta temática indica que la mayoría de las actividades de construcción no generan una energía suficiente como para provocar un daño estructural en los edificios y que como resultado, el foco de casi todas las investigaciones sobre daño ha sido sobre las operaciones de detonación. La Tabla 4 contiene información sobre los niveles de vibración que provocan tres categorías de daño en los edificios. La información fue obtenida a partir de investigaciones realizadas en estructuras nuevas y antiguas (y sus variaciones sustanciales según la condición, detalles del sitio y tensiones pre existentes). La misma fuente entrega información sobre niveles de tensión (expresados como velocidades de partículas equivalentes) ejercidos por las actividades de los ocupantes de los edificios, cambios ambientales y derrumbes. Estos niveles entregan resultados interesantes, específicamente, que algunos de los mayores niveles de presión registrados fueron el resultado de actividades realizadas por los ocupantes del edificio y por los cambios diarios de temperatura y de humedad. Algunas observaciones adicionales que involucran el agrietado en edificios y se relacionan con las detonaciones, son (Dowding 1996):

• Las grietas son provocadas por una variedad de errores de construcción. • Los edificios poseen muchas grietas que pueden pasar desapercibidas para los

ocupantes y que aumentarán en tamaño y cantidad, año tras año, en ausencia de vibración.

• La mayoría de estas grietas son superficiales y estructuralmente no son peligrosas. (Nota del autor: ante cualquier preocupación sobre la presencia de grietas y si existe alguna duda sobre su importancia, debiese realizarse una investigación por parte de alguna entidad experta).

• Las puertas que son cerradas con fuerza y el tránsito de personas pueden hacer vibrar los edificios mucho más que las detonaciones o la fijación de los pilares.

• Los seres humanos son más sensibles a la vibración que las estructuras.

Tabla 4. Tres niveles de respuesta observada en estructuras ante vibraciones por derrumbe (Edwards y Northwood, 1960) y la aparición de dichos efectos en 16 estudios reportados según lo descrito por Dowding (1996). La velocidad de partícula generalmente es utilizada para describir la construcción o derrumbe debido a su correlación con la aparición de agrietado superficial. Los valores de la velocidad de la partícula representan los niveles a los que los efectos han sido observados en investigaciones recientes y no son consignados como límites máximos. Efecto Velocidad de

Partícula (mm/s)

Descripción del Efecto

Umbral 76 Abertura de antiguas grietas y formación de nuevas sobre el estuco; desplazamiento de objetos sueltos (por ejemplo, ladrillos sueltos en chimeneas).

Menor 114 Superficial, sin compromiso en la resistencia de las estructuras (por ejemplo, quiebre de vidrios en ventanas, estucos sueltos o deteriorados); grietas muy finas en mampostería.

Mayor 203 Debilitamiento grave de la estructura (por ejemplo, grandes grietas o deslizamiento de cimientos o muros de soporte, o asentamiento que provoca deformación o debilitamiento de la superestructura).

Dondequiera que exista preocupación sobre los efectos de las actividades de construcción, sondeos previos para el análisis de grietas pueden ayudar a establecer una conexión clara entre cualquier daño que se observe y las fuerzas generadas por las actividades de construcción. Cuando un agrietado natural se desarrolla en ausencia de vibración, los cambios en el índice de desarrollo de grietas pueden ser informativos. Existe información detallada sobre la observación de grietas y métodos de documentación (Dowding 1996). Fragilidad de los objetos El contar con información sobre la fragilidad de un objeto es parte esencial de la evaluación de riesgos. Los peligros pueden limitarse a niveles de fuerza que se encuentran en un margen aceptable por debajo de los niveles que provocan daño. Más allá de esto, existe muy poca ventaja en tratar de eliminar totalmente las fuerzas propias del transporte e intentar hacerlo es poco probable en términos de costo. Tomando en cuenta que el arte difiere ampliamente en cuanto a materiales, construcción y condición, desarrollar evaluaciones de fragilidad exactas es una labor más ardua que la efectuada para productos comerciales. Se han realizado investigaciones sobre la sensibilidad al choque y a la vibración de las pinturas, estucos, alfarería en arcilla y algunos objetos de vidrio. Una base útil de conocimiento sobre este tema está emergiendo. A pesar de la falta de una información precisa sobre la fragilidad para muchos objetos, aún es posible calcular razonablemente su fragilidad y mitigar los peligros de una forma que sea satisfactoria para un determinado método de transporte. Estimación de la fragilidad ante choque en comparación con las categorías comerciales El uso de la información sobre fragilidad comercial ha sido de ayuda para elaborar cálculos deducidos para algunos objetos presentes en museos. En la Tabla 5 se ilustran seis categorías de fragilidad para objetos comerciales que se comparan con objetos en museos. Los ejemplos obtenidos desde museos son la consecuencia de cálculos basados en la experiencia y de investigaciones experimentales. Dichas

observaciones han demostrado que muchos de estos objetos estarán más seguros dentro de embalajes diseñados para limitar los choques según los peores escenarios de caídas de casi 50 g o menos. Tabla 5. Categorías comerciales de fragilidad de choque con ejemplos de índices de fragilidad para productos comerciales y algunos objetos en museos. Los valores de fragilidad corresponden a las aceleraciones máximas que no deben ser excedidas, o son la aceleración máxima que los objetos pueden soportar sin sufrir daño alguno. Descripción de la categoría

Ejemplos de productos comerciales

Ejemplos de objetos presentes en museos Índice de fragilidad

(g) Extremadamente

frágil Sistemas de orientación de misiles, instrumentos de prueba con alineado de

precisión

Escultura de yeso; 120 kg, modelo de prueba de yeso hueco dañado a 20 g. Otros modelos de

escultura pueden ser más frágiles

15 a 25

Muy delicada Instrumentos y equipamiento electrónico mecánicamente resistente a los golpes

Arcilla sin cocer (cerámica cruda) y cristalería frágil 25 a 40

Delicada Accesorios de aeronaves, máquinas de escribir eléctricas, cajas

registradoras, y otro equipamiento eléctrico de

oficina

Arcilla sin cocer, cerámica de baja cocción, yeso, estuco, cristalería, cerámica

40 a 60

Moderadamente delicada

Receptores de televisión, accesorios de aeronaves

Una pintura muy débil, dañada y escamada, sobre un lienzo de 60 x 60 cm y que es desplazado por un

impacto en el borde

60 a 85

Moderadamente resistente

Equipos de lavandería, refrigeradores,

electrodomésticos

Una pintura sobre lienzo que mide 60 x 80 cm. y que no evidencia grietas. Con una preparación que

presenta falta de cohesión (debido al bajo contenido de aglutinante) y que durante una caída, desarrolla

grietas en una de sus esquinas.

85 a 115

Resistente Maquinaria Una pintura sobre lienzo que mide 60 x 80 cm. y cuyos bordes resisten una caída si es que está

equipada con una superficie trasera de protección. Pequeños fragmentos de pintura parcialmente adheridos y que no se desprenden. Tolerado por pequeñas colecciones de insectos dentro de cajas.

115 y más

Características de los objetos y su sensibilidad a las fuerzas físicas Los siguientes parámetros influyen en la sensibilidad de cualquier objeto ante la fuerza. Su conocimiento puede ayudar a anticipar la susceptibilidad de objetos inusualmente frágiles o de objetos para los que no existe información sobre su fragilidad. Masa A cualquier nivel de aceleración, en la medida que la masa de un objeto aumenta, también lo hace la fuerza que actúa sobre él (Segunda Ley de Newton F=ma, donde F= fuerza, m=masa del objeto y a=aceleración). Esto explica por qué las pequeñas y ligeras escamas de un lienzo no pueden desprenderse y caer de éste, a niveles de choque o de vibración bajos a moderados, dado que se necesita de un nivel

considerable de aceleración como para reducir incluso una fuerza adhesiva relativamente débil que sostiene una partícula liviana. Debilitamiento del material Este debilitamiento hace que un objeto sea altamente sensible a la manipulación directa. Es importante notar que este debilitamiento no siempre resulta en una alta sensibilidad al choque o vibración. Es prácticamente imposible tocar algunos objetos, como una pintura al pastel, sin dañarlos. Sin embargo, las partículas de una masa muy pequeña en algunos trabajos antiguos (en oposición a otros realizados recientemente), no son fáciles de desplazar mediante un choque. La sensibilidad al choque de un objeto construido con un material débil, aumentará según crezca su masa. Un buen ejemplo lo constituye la arcilla sin cocer (cruda), la que es altamente sensible tanto a la fuerza de manipulación como a la de choque. Geometría A medida que la complejidad de la geometría de un objeto aumenta, también lo hace su susceptibilidad a la fuerza. Las proyecciones generalmente crean sitios donde las fuerzas (y el choque) pueden multiplicarse en los materiales. Flexibilidad La flexibilidad en los objetos puede considerarse una debilidad estructural. Dondequiera que exista flexibilidad, existe la tendencia a la vibración. Esto hace que el objeto sea susceptible a los efectos multiplicadores de la fuerza de resonancia o al daño cuando chocan partes movibles. El control de las tendencias evidentes a la vibración, por medio de una restricción moderada pero firme, es parte importante de las medidas para prevenir el daño de objetos frágiles durante el transporte. La buena construcción del soporte ayudará también a evitar cualquier tendencia de vibración (Figura 10).

Figura 10. Tanto el equipo de soporte como las técnicas altamente eficaces, permitieron que la exhibición del Museum of Nature’s Ice Age Mammals (Museo de los Mamíferos de la Edad de Hielo) fuera transportada sin problemas desde Ottawa a Montreal y sin necesidad de remover, manipular o embalar los objetos individualmente. Los artefactos de soporte están firmemente colocados y las vitrinas permanecen correctamente unidas a sus bases. Este tipo de ensamblajes con una completa unidad en la base fueron trasladados por el personal del museo en conjunto con especialistas en la manipulación de obras de arte, y cubiertos con frazadas protectoras dentro del remolque de suspensión neumática de la empresa transportadora. Bases escogidas previamente fueron dispuestas sobre almohadillas protectoras. Todas las bases fueron atadas de forma segura en el remolque. (Soporte diseñado y fabricado por Ron Seguin – Creative Natural Studio).

Susceptibilidad a la vibración Las clasificaciones de fragilidad a la vibración para productos comerciales especifican los umbrales de daño en términos de frecuencia y amplitud. Otro método para determinar el nivel de susceptibilidad a la vibración, utilizado en la industria de embalajes, implica determinar las escasas primeras frecuencias de resonancia de un objeto en el rango de frecuencia de transporte entre 1 y 200 Hz. Las tendencias de vibración en este rango pueden ser preocupantes debido a posibles efectos de resonancia que pueden amplificar una vibración durante el tránsito de nivel bajo a niveles peligrosos. Las primeras frecuencias del objeto son generalmente de gran interés debido a que las frecuencias más bajas implican los mayores desplazamientos y tensiones. Ejemplos de susceptibilidad del objeto a la manipulación, al choque y a la vibración Los siguientes ejemplos indican la susceptibilidad de diversos objetos a la fuerza. Debido a que los materiales, composiciones y configuraciones de los objetos reales varían considerablemente, éstos se consideran ejemplos generalizados. Alta sensibilidad a la manipulación humana debido a la debilidad de los materiales Los objetos fabricados con materiales ligeros y débiles y en cualquier rango de masa, son susceptibles a la acción de fuerzas debido a la gravedad (cargas concentradas, soportes inadecuados) y a la manipulación directa:

• Pinturas al pastel (manipulación, abrasión). • Pinturas con superficies frágiles (abrasión por manipulación).

Moderada sensibilidad a la manipulación, bajo índice de choque y sensibilidad a la vibración Materiales y ensamblajes firmes y bajos en masa:

• Pequeña vitrina de insectos sujetos con alfileres. Alta sensibilidad a la manipulación con susceptibilidad al choque Debilidad de materiales o materiales moderadamente firmes que son tensionados por su masa, complejidad geométrica o una combinación de ambas:

• Grandes vitrinas de insectos sujetos con alfileres. • Arcilla cruda, terracota, yeso y estuco (manipulación, abrasión y choque). • Algunos materiales etnográficos (manipulación, abrasión, choque y vibración). • Pinturas con estratos gruesos que presentan agrietamiento y fragilidad. • Algunas obras de arte contemporáneo o de arte cinético.

Alta sensibilidad al choque y a la vibración La complejidad geométrica y la masa se combinan para volver frágiles a estos objetos:

• Esqueletos ensamblados, objetos compuestos por diversos materiales. • Relojes con componentes mecánicos sueltos. • Arte contemporáneo con componentes internos y poco accesibles que vibran a

una baja frecuencia (por ejemplo, el frágil “Terella” de la Figura 16). • Lienzos (el choque provoca la deformación de las barras del bastidor,

vibración de baja frecuencia que puede producir efectos secundarios como abrasión o colisión).

Alta sensibilidad al levantamiento mecánico y a la concentración de la carga, alto índice de choque (fundamentalmente) y sensibilidad a la vibración Esto se debe a la masa, a la geometría y a las propiedades del material: la masa incrementa los efectos de las fuerzas sobre las formas compactas de materiales de composición moderadamente resistentes a fuertes. La geometría y la sensibilidad a la fractura de los materiales quebradizos, aumentan adicionalmente la sensibilidad de materiales resistentes a la fuerza directa, choque y vibración:

• Grandes pinturas (deformación del bastidor debido a la masa, choque de lienzos con los bastidores).

• Esculturas (masa elevada, fragilidad, materiales sensibles a la muesca, protuberancias).

Estrategias de control Una estrategia de conservación efectiva requiere el establecimiento de medidas de control para contrarrestar la acción de fuerzas potencialmente dañinas. Las estrategias generales para niveles de control básico, mediano y alto, son resumidas a

continuación. Éstas también incorporan asuntos prioritarios para el control de la fuerza, los que también se presentan en un orden decreciente:

1. Sismo (estabilización de edificios, equipos y objetos en áreas de alto riesgo). Ver Viñeta 4.

2. Detalles estructurales (pisos, techos, soportes para artefactos, equipos). 3. Manipulación (embalaje, desembalaje, movimiento interno, aislamiento del

público). 4. Transporte (peligros). 5. Uso a largo plazo (fuerzas acumulativas en el almacenamiento o a partir de

una manipulación repetitiva). Es posible controlar los niveles dañinos de fuerza a través de una variedad de características y en tres niveles de implementación: edificios; equipos y procedimientos. Los controles a nivel del edificio son los más costosos de lograr. Las grandes instituciones incorporarán muchas de sus características de control en este nivel. Un control efectivo es también posible a un menor costo al nivel de equipos y de procedimientos. Para cualquier nivel de implementación, las características individuales permitirán una secuencia de etapas de control para Evitar, Bloquear, Detectar y Responder a la acción de agentes de fuerza. Cada etapa en la secuencia de control se presenta cuando la anterior no fue factible de realizar o simplemente falló. Esto establece una línea de defensa efectiva contra las fuerzas físicas u otros agentes de deterioro. Un resumen general de las características de control según el nivel de implementación se presenta a continuación. La Tabla 6 presenta las características por escala bajo las diferentes etapas de control.

1. Control Básico (Control de mayores riesgos)

EDIFICIOS • Edificios con resistencia anti-sísmica en zonas con un riesgo elevado de sufrir

sismos. • Consideración de todos los peligros no estructurales existentes (incluyendo los

objetos enormes como las esculturas) en zonas sísmicas y proveer seguridad según sea necesario.

• Estabilidad sísmica en el diseño de pedestales, perchas y soportes para grandes objetos en zonas de riesgo sísmico.

• Asegurar que los edificios sean estructuralmente firmes con una adecuada resistencia del suelo y que el uso de los edificios ya existentes sea apropiado para los propósitos del museo.

• Atención a las características básicas del diseño del edificio (pasillos, entradas) para promover un buen acceso. Evitar los techos planos.

• Reubicación del equipamiento sensible a la vibración en las plantas bajas, cerca de muros de soporte de carga o cerca de columnas de soporte en los niveles superiores para evitar problemas de vibración.

EQUIPOS

• Estantería rígida y estabilización de todos los objetos en áreas sísmicas. • Disposición de un equipo móvil (plataformas rodantes, carros, elevadores,

cabestrillos) para una rápida evacuación de objetos donde sea necesario. • Aislamiento básico entre el público y los objetos en exposición (cajas,

barreras). • Embalaje especializado para objetos vulnerables o muy frágiles. • Selección de superficies y soportes de almacenamiento apropiados según

objetos específicos. • Uso de mesas especialmente diseñadas (de alta masa) o de aisladores de

vibración para equipos sensibles.

PROCEDIMIENTOS • Uso de una empresa de transporte especializada en objetos de valor y/o

frágiles que los manipule y embale apropiadamente. • Empaque primario en un nivel básico para proteger determinados objetos

frágiles de perforaciones, abolladuras, ralladuras, abrasión y de impactos menores (la protección primaria se refiere a un tratamiento de embalaje básico que permite que un objeto frágil sea fácilmente transportado. La protección del objeto durante el transporte normalmente requiere de un embalaje adicional).

• Identificación y protección de objetos altamente susceptibles ante la manipulación rutinaria mientras permanecen en almacenamiento, durante la exhibición y cuando están en tránsito.

• Seguridad de todos los objetos o paquete en los vehículos durante el transporte.

• Brindar capacitación al personal sobre la manipulación de objetos frágiles en un museo.

• Brindar capacitación al personal sobre operación de maquinaria y sobre la manipulación de objetos (maniobras de elevación, o estibación) de hasta 2.300 kg o bien contratar cargadores profesionales para cargas mayores a 2.300 kg.

• Obtener entrenamiento y experiencia sobre los requerimientos del embalaje para objetos vulnerables.

• Personal de seguridad en áreas de exhibición. • Seguridad de que las superficies de los objetos estén limpias antes de ser

embaladas para así evitar abrasión o suciedad forzada hacia estas superficies.

2.- Control Medio (Control para fuerzas de intensidad moderada a alta)

EDIFICIOS • Proveer áreas de carga y descarga y equipamiento especializado de

manipulación, como elevadores de arranque y parada suave, niveladores de carga, suelos suaves y lisos y acabados en muros.

• Proveer puertas con amortiguación.

EQUIPOS • Proveer grúas de pórtico para mover o re-orientar objetos pesados. • Asegurar la estabilización sísmica de objetos de tamaño pequeño a mediano. • Tener un esquema definido para obras en tránsito y sistemas modulares para

transportar y manipular grandes objetos en viaje. • Esto puede tomar la forma de características incorporadas que permiten que

objetos pesados y grandes sean fácilmente movilizados durante una exhibición que involucra varias sedes.

• Embalaje primario con los beneficios básicos que éste proporciona (planteados anteriormente).

• Embalaje básico, que consiste en buenas cajas con un grosor adecuado (a lo menos de 50 mm) de material de amortiguación.

• Soportes diseñados correctamente para almacenamiento, transporte y exhibición.

PROCEDIMIENTOS

• Entrenar al personal con relación a la susceptibilidad del objeto, su

manipulación, fabricación de soportes y embalaje. • Aislamiento de alto rendimiento del público, para objetos frágiles en áreas de

exhibición (barreras efectivas, cajas, alarmas).

3.- Control Elevado (Control de todos los riesgos observados de este agente) Requiere, además de todas las estrategias de control descritas anteriormente, la implementación de medidas en relación a las necesidades específicas determinadas por un estudio exhaustivo de la colección. Categorización e implementación de equipos relevantes para el edificio así como de las características para proceder con la colección. Marco referencial de Conservación Preventiva Existen múltiples formas de implementar una estrategia de control efectiva en contra de las fuerzas. La Tabla 6 constituye un extracto del Marco de Referencia para la Conservación de las Colecciones de Museos (Framework for Preservation of Museum Collections), el que identifica nueve agentes adicionales de deterioro y los rasgos de control para cada uno. Varias especificaciones de control para las fuerzas se encuentran en la etapa de control conocida como Bloquear.

Tabla 6. Marco de referencia de conservación para el control de las fuerzas. Se puede observar que la mayoría de las medidas de control se implementan en la etapa de Bloquear.

Equipos Edificios Traslado Procedimientos EVITAR

- Evitar estanterías y armarios inestables.

EVITAR - Evitar áreas de riesgo

sísmico elevado. - Evitar edificios sobre

EVITAR - Evitar manillas o

agarraderas a alturas incorrectas.

EVITAR - Evitar el manejo y manipulación por personas poco confiables. - Considerar un diseño de

Equipos Edificios Traslado Procedimientos suelos débiles y blandos.

- Asegurar una resistencia adecuada del

suelo. - Muros interiores con acabados lisos y parejos. - Acceso adecuado.

- Uso de camiones de suspensión neumática bien

mantenidos. - Proveer elevadores y plataformas móviles para mover objetos de manera

segura. - Esbozar un plan previo al movimiento de un objeto.

embalaje modular o precauciones de elevamiento para grandes objetos y para artículos que son frecuentemente movilizados o forman parte de exhibiciones

itinerantes. - Mantener un espacio adecuado

entre las colecciones.

BLOQUEAR - Bloquear y distribuir las fuerzas con contenedores y soportes realizados con

material inerte y donde los objetos calcen y estén

contenidos. - Bloqueo de las fuerzas con embalaje primario. - Asegurar un espacio adecuado en el estante. - Separar los objetos unos de otros y del público. - Proveer contenedores y

soportes discretos, fabricados con material inerte, para objetos en

exhibición. - Inmovilizar y asegurar los objetos, especialmente en áreas de riesgo sísmico

elevado.

BLOQUEAR - Construcción de edificios de

características anti sísmicas.

- Asegurar un espacio adecuado para el

almacenamiento de las colecciones o para las

exhibiciones.

BLOQUEAR - Separar objetos unos de

otros. - Bloquear las fuerzas con un embalaje primario.

- Bloquear las fuerzas con cajas de embalaje y

material de amortiguación. - Reforzar, contener, o

desmontar los componentes propensos a

la vibración. - Aislar superficies frágiles del movimiento de los

componentes del embalaje.

BLOQUEAR - Entrenar al personal sobre técnicas para el soporte de los

objetos. - Entrenar al personal sobre técnicas para embalar objetos. - Entrenar al personal sobre

técnicas para manipular objetos. - Entrenar al personal en técnicas de elevación para cargas de hasta

2.000 kg. - Contratar estibadores

profesionales si es necesario reorientar cargas pesadas para el

transporte. - Contratar estibadores profesionales para cargas mayores a 2.000kg.

DETECTAR - No se aplica.

DETECTAR - Espacios adecuados para la inspección de

objetos.

DETECTAR - Detectar fuerzas por medio de indicadores de volcamiento, detectores de choque y dataloggers. - Usar los artículos

anteriores para verificar el rendimiento del embalaje.

DETECTAR - Registrar nuevos daños. - Tomar buenas fotografías.

RESPONDER - Aisladores para objetos.

RESPONDER - Aislamiento sísmico de

edificios.

RESPONDER - Rediseño de embalajes de rendimiento deficiente.

RESPONDER - Obtener conocimientos en el

diseño de embalajes.

Protección de objetos frágiles durante el transporte Después de las fuerzas sísmicas y otras que afectan a las estructuras, la manipulación y el transporte dentro del recinto del museo, corresponden generalmente a los mayores niveles de fuerza con que los objetos pueden encontrarse. El entrenamiento del personal, además de la planificación, del edificio mismo y las características de los equipos, contribuyen en la reducción del riesgo de daño, a partir de las fuentes antes mencionadas. A continuación se entrega una visión general de aspectos importantes relacionados con la manipulación y el transporte.

Evitar deficiencias fundamentales El severo daño a los objetos embalados puede ser consecuencia de descuidos fundamentales. Asuntos sencillos, como la durabilidad de un contenedor, algunas consideraciones sobre cómo los objetos embalados pueden moverse e interactuar con los demás y asegurar los embalajes dentro del vehículo de transporte, pueden hacer una gran diferencia. Limitar la carga Una carga apilada sin restricciones dentro de un vehículo puede desmoronarse y experimentar caídas mayores a las previstas. Un ejemplo de daño severo fue el ocasionado por una carga que simplemente se resbaló y cayó fuera del camión (ver Viñeta 2). Esta carga sin restricciones puede también rebotar, desplazarse y chocar repetidamente, provocando fuerzas de alto impacto (ver Viñeta 3). El movimiento de los objetos dentro de sus embalajes puede también provocar daño (otra causa del daño descrito en la Viñeta 3). Evitar fuerzas innecesarias Las fuerzas durante el transporte son imposibles de evitar, no obstante la elección del transporte puede hacer una gran diferencia en las fuerzas que actúan sobre los paquetes durante el traslado. Un estudio del transporte que compara el realizado por manipuladores especializados en obras de arte con aquellos comúnmente disponibles, no registró ningún evento de choque para los primeros (a pesar de una muy baja activación del grabador por sobre el umbral de 5 g). Cuando se transportan numerosos objetos, un transporte y manipulación de alta calidad pueden significar ahorro de dinero, al reducir los requerimientos de embalaje y cajas de embalaje (ver Figura 10). Las características especiales en el diseño de las cajas de embalaje pueden ayudar también a reducir los peligros en la manipulación. Dichas características incluyen manillas en posiciones adecuadas para así minimizar la altura de la cual puede caer accidentalmente un objeto embalado; así como también las separaciones que existen en la base de las cajas de embalaje para permitir así el uso de soportes regulables del palett (ayuda a evitar una presión innecesaria y la posible deformación de grandes contenedores y presión de sus piezas). Los embalajes livianos que son transportables al interior de una institución, pueden ayudar también a proteger los objetos hasta que lleguen a su lugar de exhibición final. Evaluar los peligros para las redes de distribución Cada red de distribución ejecuta su propio perfil de riesgo. Durante el transporte realizado por expertos en objetos de arte es razonable esperar cada vez menos impactos y de menor intensidad. Existen investigaciones que al utilizar dataloggers en el interior de los paquetes, han podido demostrar la diferencia. Los transportadores comunes requerirán generalmente una mayor durabilidad del embalaje y un mejor sistema de amortiguación que lo solicitado por los manipuladores experimentados. Una tabla con la información de fuentes comerciales sobre la altura probable de caída para diferentes pesos o tamaños de embalajes está disponible (Tabla 2). Los valores indican las máximas caídas probables que pueden esperarse; sin embargo, éstos consisten en eventos poco frecuentes. Menos del 5%

de las caídas sobrepasarán dichos valores, de acuerdo al Instituto de Embaladores Profesionales (Institute of Packaging Professionals “IoPP”). Disminuir la susceptibilidad de los objetos a la fuerza Los productos comerciales generalmente son rediseñados si es que existe algún error en el cumplimiento de los requerimientos básicos de durabilidad, para así reducir los costos involucrados en el embalaje. Una vez fuera de la caja de embalaje, el objeto podrá ser adecuadamente protegido si se han identificado y tratado sus potenciales debilidades. Ejemplos de esta situación pueden incluir el desensamblaje de componentes frágiles propensos a la vibración y la contención de objetos propensos a la vibración, esta última es una práctica muy común en los transportes comerciales. Tratamientos en las obras para aumentar su durabilidad como la adición de respaldos en pinturas que protegen el lienzo (Figura 11 y 12), ayudarán a disminuir los requerimientos de los embalajes. La aplicación de un respaldo tensado es una alternativa que no añade peso para grandes pinturas (Figura 12).

Figura 11. Un simple plástico acanalado se coloca como respaldo en un lienzo. Este tratamiento puede reforzar el ensamblado flexible del bastidor y disminuir la sensibilidad de la pintura al choque (ver Tabla 7).

Figura 12. La aplicación de un respaldo protector hecho de tela de velas de poliéster (ver Booth 1989) a un gran lienzo de prueba, puede reducir su susceptibilidad a la vibración, agregando un poco de peso a la pintura. Este tratamiento es bastante efectivo (ver Tabla 8). Tabla 7. El plástico acanalado (polipropileno alveolar) colocado como respaldo de un lienzo en la Foto 11 casi duplica la durabilidad del lienzo contra algunos peligros de choque. Los niveles de choque que provocan daño se resumen a continuación. Respaldo Caída de esquina

(g) Volcamiento (g) Caída de borde

(g) Caída horizontal/plana

(g) No 65 80 100 100 Si 190 Volcamiento desde 90° sin

daño 100 (estimada) 200

Tabla 8. Comparación entre variados tratamientos para controlar la sensibilidad a la vibración en un lienzo de 120 x 150 cm.

Condición Frecuencia resonante (Hz)

Desplazamiento (centro del lienzo para una amplitud de vibración constante) (mm)

Pintura 5 100 Respaldo protector de

masonita 16 18

Polipropileno alveolar (con sujeción central)

18 15

Revestimiento de tela (ilustrado previamente)

20 3

Red de aluminio tipo panal 24 8 Entregar protección primaria Los objetos frágiles se benefician de soportes que les permiten ser fácilmente manipulados y transportados (Figura 13). Los soportes y cajas de poco peso protegen a los objetos de las fuerzas directas de manipulación y de la aplicación directa de la fuerza que puede provocar rayones, abolladuras, perforaciones y abrasión. La fabricación de soportes personalizados puede requerir mucho tiempo, pero éstos generalmente ofrecen una protección de largo plazo si se fabrican con materiales de calidad para archivos. En algunas situaciones como el transporte local, puede utilizarse sólo el embalaje primario, con una manipulación cuidadosa, o

embalado y amortiguado como paquetes más grandes y en contenedores más amplios para distancias mayores de viaje o para exhibiciones en múltiples locaciones. Finalmente, un sistema de embalaje primario puede ayudar a transferir el movimiento fuera de las superficies de objetos frágiles (por ejemplo, un soporte de armazón firme que se apoya sobre amortiguadores flexibles debiese evitar el movimiento a lo largo de la interfaz del soporte del objeto).

Figura 13. Embalaje primario para una colección de 50 esculturas frágiles de porcelana que representan especies vegetales en peligro. Los soportes proporcionan un almacenamiento a largo plazo y permiten que la exhibición sea transportada de forma rápida y segura a destinos locales. Estas unidades básicas de embalaje pueden agruparse, amortiguarse y embalarse para transportes más grandes o exhibiciones itinerantes. Obra de arte de Julie Aubin. Proporcionar un amortiguamiento básico Cuando un objeto amortiguado cae, éste gradualmente se hundirá en el material de amortiguación de impactos. El objeto desacelera poco a poco, lo que limita las fuerzas sobre el objeto a niveles que este puede soportar sin sufrir daño alguno. Un resultado exitoso requiere de la elección de un material apropiado que permita que el objeto se desvíe hacia el material de amortiguación sin tocar el fondo ni golpear el interior de la caja de embalaje. Casi cualquier material de amortiguación de 50 mm de grosor, aplicado a todos los extremos del objeto (que pese 75 kg o menos), puede resistir bastante tiempo para asegurar su transporte seguro. El material acolchado con burbujas utilizado en objetos pequeños, es el que menos trabajo intensivo requiere. Las espumas, como la de poliuretano y polietileno, también poseen excelentes propiedades de amortiguación. Los materiales de relleno suelto pueden ser usados, pero se debe estar consciente que los objetos acolchados en este material pueden trasladarse a través de las superficies interiores del contenedor y puede que no haya ningún material de amortiguamiento presente cuando se necesite (Figura 14).

Figura 14. Copas hechas de vidrio de cal sodada. Las cajas individuales que contienen copas envueltas con plástico de burbuja suelto, fueron trasladadas a una caja con pellets de poliestireno expandido (packing peanuts) donde posteriormente colisionaron provocando el daño a las piezas. Uso de métodos e información del diseño de amortiguación La industria provee información detallada del desempeño de la mayoría de los materiales de amortiguación y un procedimiento paso a paso para diseñar un método efectivo. La demostración de la caída de la vasija de arcilla ilustra lo bien que pueden actuar los materiales de amortiguación si son adecuadamente seleccionados (Figura 15). La información de amortiguación es publicada por fabricantes de materiales, entre otras fuentes, bajo la forma de curvas dinámicas de amortiguación, las que son fáciles de interpretar después de un poco de práctica. Las herramientas de diseño amigable y basadas en dichas curvas han sido desarrolladas para simplificar el proceso de diseño, al eliminar la necesidad de interpretar información gráfica, comparar diferentes materiales y realizar cálculos repetitivos.

Figura 15. Una vasija de arcilla cruda cae desde una altura de 75 cm hacia una bandeja de acero. A) el soporte de espuma de polietileno, en conjunto con las almohadillas de poliestireno azules (amortiguación) entregan protección, pero no la suficiente para este objeto altamente frágil. B) la información del desempeño de la amortiguación indica que un sistema de poliuretano-éter, con almohadillas de poliuretano cortadas del mismo tamaño y grosor que las de poliestireno, limitará la fuerza de choque a menos de 40 g. Esto es suficiente para proteger la vasija contra repetidas caídas desde los 75 cm (es interesante observar la deformación de las almohadillas ante el impacto). El sistema de amortiguación funciona entregándole a la vasija un mayor tiempo para detenerse ante el impacto. Esto limita las fuerzas de impacto a un nivel que el objeto puede mantenerse sin daño alguno. Considerar las dinámicas del sistema de embalaje Todos los componentes del embalaje trabajan en conjunto para proteger los objetos frágiles. El contenedor de transporte es la primera línea de defensa contra perforaciones, abolladuras y abrasión. El trato de la superficie del objeto y cómo éste es contenido por parte de un material de amortiguación dentro del embalaje, también juega un papel importante en la efectividad general del sistema de embalaje. Un requerimiento clave para la amortiguación ante el choque es asegurar que el objeto pueda hundirse en el material de soporte ante el impacto. El objeto amortiguado debe ser capaz de moverse libremente, pero evitando una holgura excesiva. Debieran tomarse algunas precauciones para asegurar que las proyecciones no sean tensionadas mientras el objeto se mueve o se desvía dentro del material de amortiguación y que los acabados de las frágiles superficies no sufran abrasiones. Los soportes o partes integrantes del objeto pueden transferir el movimiento lejos de las superficies y proyecciones frágiles. Medidas de control ante la vibración Existen tres formas de controlar los peligros de la vibración durante el transporte:

1. Reducción de la fuente vibratoria, ya sea priorizando vehículos de suspensión neumática y flotas con un buen mantenimiento.

2. Modificación de la respuesta de vibración por parte del objeto. Por ejemplo, logrando limitar cuidadosamente las tendencias a la vibración de los ensamblajes.

3. Aislamiento de la vibración, por ejemplo diseñando sistemas de amortiguación para aislar las frecuencias resonantes de los objetos.

La elección de vehículos con suspensión neumática sobre aquellos convencionales, reducirá la cantidad de choque y vibración que recibirán los paquetes durante el

transporte. Los tratamientos para pinturas de la Figura 11 y 12 constituyen una forma de limitación. La limitación directa de objetos propensos a la vibración puede ser posible para otros objetos. En algunos casos, el desmontaje del objeto también puede ser una opción. Un sistema de amortiguación diseñado para aislar el choque puede entregar también aislamiento a la vibración. Un requerimiento clave para lograr este objetivo es que el sistema de amortiguación tenga mayor flexibilidad que el objeto al que está protegiendo. La Figura 16 entrega un excelente ejemplo de un componente flexible e inaccesible.

Figura 16. Recipiente de vidrio con sistema al vacío (o Terella) que está conformado de electrodos laterales y de una esfera interna de vidrio inaccesible que contiene un magneto, y que forma parte de una obra de arte contemporánea de Catherine Richards, titulada “Corazones Cargados” (Charged Hearts). El componente interno es flexible y vulnerable al daño, pero no está accesible. Su protección requiere un sistema de amortiguación con mayor flexibilidad que la de esta esfera interna sensible a la vibración. Sistema de doble caja Este sistema puede simplificar el embalaje de objetos con formas irregulares o superficies frágiles (Figura 17). El procedimiento consiste en ajustar firmemente el objeto en un soporte transitorio o caja interna de superficies exteriores lisas y que puede contener al objeto delicadamente en todas las direcciones. Los amortiguadores protectores pueden ser fácilmente colocados a la caja interior (o ensamblaje) la cual luego se ajusta a la caja de transporte externa. Muchos diseños de embalajes para objetos altamente sensibles se han diseñado de esta forma y todos han tenido un muy buen desempeño.

Figura 17. Un ejemplo del sistema de doble caja. Una caja como esta puede ser diseñada una sola vez y utilizada posteriormente para diferentes situaciones bajo la condición de que el peso de su contenido no cambie sustancialmente. El único requerimiento para embalar esta caja es asegurar que todo su contenido esté firmemente ajustado dentro del contenedor interior.

Evaluar el desempeño general del embalaje Un sistema de embalaje debiera ser fácil de usar y su desempeño corresponder a lo esperado. Los embalajes para múltiples exhibiciones se benefician de diseños simples con componentes removibles claramente señalados y que resultan fáciles de desembalar y re-embalar para terceros. El embalaje debiese ser fácil de abrir y cerrar sin aplicar fuerza a su contenido. No atar internamente al objeto amortiguado para no restringir su movimiento. Es posible hacer una evaluación básica del desempeño de las cajas sin una instrumentación muy elaborada, simplemente dejando caer una caja hacia un suelo duro por medio de un mecanismo seguro de liberación (ASTM 2001). Los monitores también pueden evaluar la efectividad de un sistema de amortiguación por medio de la simulación, tanto en peso como en tamaño, del contenido dentro del embalaje. Estos monitores pueden variar desde indicadores de choques económicos y reajustables que cuestan pocos dólares cada uno, a dataloggers electrónicos que pueden registrar información del pulso del choque y exhibir los resultados a través de un software computacional. Viñetas Viñeta 1. “La Venus Azul” (superficie frágil dañada durante el tránsito)

Figura 18. Daño en una frágil superficie pintada que estuvo en contacto con amortiguadores mientras era transportada. Una figura de yeso hueco con una superficie pintada pulverulenta, fue embalada dentro de un contenedor muy bien fabricado, siendo posteriormente transportada por una empresa experta de obras de arte. Aunque este tratamiento es suficiente como para garantizar un transporte exitoso en la mayoría de los casos, el objeto llegó a la exhibición con importantes impresiones en su superficie y por lo tanto no pudo ser exhibido. El método de amortiguación utilizado consistió en colocar el objeto directamente sobre las almohadas de espuma de polietileno, cubiertas con una lámina de Teflón como medida para minimizar la abrasión. El movimiento entre el objeto y la lámina de Teflón, además de la concentración de la carga, provocó impresiones en el pigmento. Esto podría haberse evitado al ajustar la escultura sobre un soporte negativo, colocándola luego sobre las almohadas para evitar cualquier movimiento del objeto y minimizar la carga sobre su frágil superficie. Un enfoque de este tipo fue de gran éxito para proteger las esculturas de yeso hueco con superficies frágiles (Marcon 1999). Afortunadamente, en esta situación fue posible eliminar las impresiones de la superficie de la escultura por medio de un tratamiento de conservación. Viñeta 2. Espécimen de dinosaurio de 7.5 millones de años destrozado durante el transporte Un camión de transporte retrocedió por una rampa inclinada en un museo y llevaba sus puertas traseras abiertas. Dentro del acoplado iba un fósil de dinosaurio restaurado recientemente por un valor de USD$ 250.000.-. La caja resbaló hacia el exterior del vehículo cuando los frenos se activaron repentinamente. Ésta cayó hacia la rampa de concreto, destrozando el fósil en múltiples fragmentos. El embalaje, aunque apropiado para la manipulación de rutina, no entregó una amortiguación adecuada para una caída desde la altura de la puerta del maletero. El daño podría haberse evitado si el embalaje hubiese sido amarrado de forma segura al camión o si hubiese estado diseñado para una caída de dicha altura.

Viñeta 3. Daño de mobiliario durante el transporte (Martha Sturdy, Vancouver, British Columbia) Una diseñadora de mobiliario en Vancouver transportó algunas muestras de resina acrílica a una exposición comercial en Nueva York dentro de un gran contenedor de transporte. Las sólidas piezas de resina tenían un grosor de 50 mm y llegaron fragmentadas a destino. Una investigación posterior reveló que el gran contenedor no fue atado al vehículo. Existe evidencia de que se movió repetidamente durante el viaje. Este movimiento, combinado con el impacto entre objetos relativamente pesados y que fueron envueltos individualmente con delgadas láminas de plástico de burbujas, fue la causa del daño. Un interesante documental sobre este caso está disponible en la Canadian Broadcasting Corporation (CBC). Viñeta 4. Resistencia sísmica de Obras de arte y antigüedades (Texto escrito por Jay Lewis, Terra Firm Earthquake Preparedness) La mayoría de los museos y galerías de arte en el mundo se ubican en grandes áreas urbanas que tienen el potencial de sufrir fuertes sismos. Las extensas colecciones de obras de arte y antigüedades pueden dañarse o perderse debido a caídas, choques con otros objetos, pérdida de sistemas de control ambiental, daño ocasionado por el agua, o por fuego. La mayor parte de este riesgo es controlable por medio del uso de técnicas de ingeniería para la mitigación de riesgos sísmicos. Fuerzas sísmicas Durante un sismo, el movimiento del terreno puede ser horizontal en más de una dirección, así como también vertical. Una obra de arte, y que no esté unida a un edificio, a través de la inercia, tratará de permanecer en su lugar mientras el edificio se mueve. Esto provoca el tambaleo, deslizamiento o caída del objeto, con el daño posterior al chocar contra el edificio o con otros objetos. Al estar las fuerzas sísmicas también actuando sobre el edificio, pueden desencadenar la caída de los sistemas de techumbres y de elementos estructurales, la rotura de redes de distribución de agua, e incendios provocados por la falla de los sistemas eléctricos y de los sistemas de combustible. Opciones de mitigación de los riesgos sísmicos Existen varias opciones para mitigar el impacto de un sismo en obras de arte y antigüedades. Estas opciones pueden agruparse en las seis “R” de mitigación de riesgo de sismos, en un orden según su impacto y su costo. Remover: si el objeto no es un elemento esencial de la exhibición, puede ser removido de su ubicación y almacenado en un lugar aparte, intercambiado o vendido. Reubicar: pueden existir lugares más seguros para un objeto, en particular dentro del edificio. Las amenazas presentes en una ubicación concreta pueden deberse a otra pieza de arte que esté en riesgo de tambalear o a una tubería de agua en

altura. Al reubicar objetos, el riesgo puede generalmente reducirse a un mínimo costo. Reemplazar: si se debe tomar una decisión entre un objeto alto y delgado que se equilibra sobre un punto de área reducida y un objeto de menor tamaño y ancho, ésta última es la mejor elección para mitigar el riesgo. Esta no es una elección común para un curador, pero en general los objetos frágiles presentan más riesgo que los más estables. La sustitución sería una buena solución, todos los demás factores presentan las mismas soluciones. Reforzar: sin afectar el valor artístico de las obras, algunas pueden ser reforzadas para entregarle una mayor resistencia. Esto puede permitir que el objeto aguante mejor las fuerzas sísmicas sin sufrir un daño significativo. Reducir: al aminorar el efecto de las fuerzas sísmicas que actúan sobre el objeto, el riesgo es reducido. Esto puede lograrse a través de amortiguación y aislamiento de la base. Con la amortiguación, las fuerzas son reducidas parcialmente por medio de aparatos que absorben la energía por lo que otras medidas de mitigación pueden eliminarse o evitarse. Al aislar la base, el objeto es virtualmente desconectado del edificio. En algunos casos, todo el edificio es aislado. Este enfoque utiliza caucho o rodamientos tipo rodillo para esta labor. El costo relativamente alto puede ser un factor a considerar para elegir el aislamiento. Restringir: la última opción de la lista consiste en restringir un objeto, de modo que se mueva junto con el edificio y no se tambalee, se desplace o caiga. Esto puede lograrse al confinar o fijar el objeto. El limitarlo puede ser preferible debido a que resulta menos invasivo. Por otro lado, los rasgos restrictivos pueden tener un impacto visual significativo dependiendo de su diseño. Esta acción ha sido asociada con la profesión del conservador por un largo tiempo. Los elementos como cera de conservación, cintas y vitrinas especializadas son comúnmente utilizados. Otras técnicas y productos han comenzado a introducirse en el mercado con regularidad. Soluciones de ingeniería A medida que aumentan los valores de las obras de arte y antigüedades, al igual que la responsabilidad asociada a los asuntos de salud y seguridad en lugares públicos, una mitigación efectiva de los riesgos sísmicos se vuelve un elemento importante en la función del curador. Debido a que los procedimientos son complejos y se requiere demostrarlos diligentemente, el conservador consulta cada vez más sobre las soluciones estándares y detalles específicos, con un ingeniero estructural. Cada instalación debiese implicar la realización de una evaluación preliminar de riesgo sísmico para su colección por medio de un procedimiento comúnmente aceptado como el que se encuentra en el documento S832 “Reducción de los Riesgos en caso de Sismos para los componentes operacionales y funcionales de un edificio” (Seismic Risk Reduction of Operational and Functional Components of Buildings) de la Asociación Canadiense de Estandarización (CSA 2006). Esta asociación también dio vida al enfoque de las seis “R” para la mitigación de riesgos, anteriormente descrito. Una lista en orden de prioridades se ha presentado para establecer un plan de mitigación y aumentar los presupuestos anuales para esta labor. Este proceso

establece una trayectoria clara y con debida diligencia, así como también reduce rápidamente el riesgo y, al menor costo. El mantenimiento de los sistemas de mitigación, una vez que han sido instalados, constituye un esfuerzo que requiere de atención regular y financiación. Al elegir un sistema de mitigación, es importante identificar claramente los objetivos de la labor por anticipado. Esto incluye identificar las limitaciones propias de cada objeto para ser fijado (por ejemplo la posibilidad de realizar perforaciones), impactos en la calidad visual o estética, y objetivos de su desempeño (como las medidas de seguridad, protección del bien, o ambos). El tener estos parámetros claramente identificados asegura que el diseñador busque soluciones apropiadas según las circunstancias. Ningún museo o galería ubicada en una zona sísmica debiese carecer de un completo programa de mitigación de riesgos sísmicos. Referencias (* Lecturas clave) Agbabian, M.S. et al. Evaluation of Seismic Mitigation Measures for Art Objects. GCI Scientific Program Report. Los Angles: J. Paul Getty Institute, 1990. *Allen, D.C. "Maximum Drops Experienced by Packages in Transit." Symposium on Shock Environment of Packages in Transit. Journal of the Society of Environmental Engineers (1971), pp. 21–28. American Society for Testing and Materials. Annual Book of ASTM Standards, Volume 15.09. Philadelphia: ASTM, 2001. (Esbozos detallados para un aparato seguro de liberación están disponibles en ASTM, 1916 Race Street., Philadelphia, Pa. 19103. Request Adjunct No. 12-409970-00.) Booth, P. "Stretcher Design: Problems and Solutions." The Conservator 13 (1989), pp. 31–40. *Brandenburg, R.K., y J. June-Ling Lee. Fundamentals of Packaging Dynamics. 4th edition. Michigan State University, School of Packaging. Skaneateles, NY: L.A.B., 1991. Canadian Broadcasting Corporation (CBC). "Tempest in a Packing Crate." Televisado el 22 de junio de 1997 en "CBC Venture." Toronto: CBC Visual Resources Centre, 1977. Canadian Standards Association. Seismic Risk Reduction of Operational and Functional Components (OFCs) of Buildings. CSA S832. Toronto?: Canadian Standards Association, 2006. Castellini Paolo, Enrico Esposito, Nicola Paone, Enrico P. Tomasini P., "Non Invasive Measurements of Damage of Frescoe Paintings and Icons by Laser Scanning Vibrometer: Experimental Results on Artificial Samples Using Different Types of Structural Exciters." Ancona, Italy: Dipartemento di Meccanica, Universita di Ancona.

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