Ciencia para todos: Física de los tronos

Por Francisco R. Villatoro, el 21 abril, 2019. Categoría(s): Ciencia • Colaboración externa • Física • Mecánica • Medicina • Noticias • Physics • Recomendación • Science ✎ 8

Te recomiendo escuchar el podcast “La física de los tronos”, 18 abr 2019 [11:50 min] del programa de radio “Ciencia para todos” en el que participo junto a Enrique Viguera (profesor titular de genética de la Universidad de Málaga y coordinador de Encuentros con la Ciencia). Esta sección quincenal de “Hoy por Hoy Málaga” presentado por Isabel Ladrón de Guevara, se emite todos los jueves en la Cadena SER Málaga (102.4 FM) entre las 13:00 y 14:00 horas (lo siento, no tiene hora fija de emisión).

La ciencia está en todos lados, también en el mundo cofrade. ¿Alguna archicofradía ha recurrido a los investigadores de la Universidad de Málaga para solucionar problemas en sus tronos? Enrique y un servidor ponemos algunos; hay muchísimos más; pero el tiempo supone una gran restricción para tratarlos todos… y algo tenemos que dejar para el próximo año.

Más información en “Robotizan el brazo del Cristo de la Esperanza de Málaga para que ‘bendiga mejor'”, El Mundo, 31 mar 2004; Inma Mejías, “La ciencia al servicio de las cofradías”, El Mundo, 21 abr 2011; José María Hinojosa-Montañés, “El esfuerzo físico de los Hombres de Trono”, Tesis doctoral, UMA (2016) [URI]; Joaquín Jiménez Gómez, “Trono procesional para la Semana Santa de Málaga: diseño y análisis de una nueva solución estructural”, Proyecto Final de Carrera, UMA, dirigido por Felipe García Sánchez (17 oct 2011).

Durante la Semana Santa de Málaga las calles de nuestra ciudad se nutren de tradición, fervor y finas piezas de orfebrería. La ciencia está en todos lados, también en el mundo cofrade. ¿Alguna archicofradía ha recurrido ha recurrido a los investigadores de la Universidad de Málaga para solucionar problemas en sus tronos? Así es, nuestros oyentes más cofrades recordarán que la archicofradía de El Paso y la Esperanza recurrió en dos ocasiones a la Universidad de Málaga para resolver problemas de su trono. La primera vez, se fabricó un «sistema hidráulico robótico de alta precisión, similar a los que intervienen en las operaciones quirúrgicas, para que el movimiento del Nazareno a la hora de dar la bendición fuese más natural. Lideró el proyecto Víctor Muñoz, del departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática, especialista en robótica quirúrgica, con énfasis en la laparoscópica.

Y la segunda vez, en 2010, se recurrió al departamento de Ingeniería Civil, de Materiales y Fabricación de la Escuela Politécnica Superior (la actual Escuela de Ingenierías Industriales), para diseñar una nueva estructura para el trono de la Virgen. La estructura de la mesa del trono databa de los años 1950 y que estaba previsto que su duración fuera de 30 años. Habiendo durado más del doble, la mesa del tenía problemas y estaba dañando el artesanado. Para fabricarla, se utilizó aluminio procedente de un avión y se unieron las piezas con remaches, que, con el tiempo, acabaron presentando agujeros y produciendo más movimiento en el trono. La mesa del trono tenía que ser fabricada de nuevo. En la actualidad, la antigua mesa del trono se encuentra en el Museo de la Aviación de Málaga, anejo al Aeropuerto Pablo Ruiz Picasso de Málaga (como muestra la fotografía).

Acudieron a la universidad para diseñar una nueva estructura para el trono de la Virgen. La iniciativa fue del hermano mayor de la cofradía, Manuel Harras, quien afirmó que «mantener una tradición de hace 400 años no está reñido con actualizarnos». ¿Cómo se diseñó la nueva mesa del trono? El proyecto del nuevo diseño fue liderado por profesor Felipe García, del departamento de Ingeniería Civil, de Materiales y Fabricación. Mediante un software de análisis estructural se realizó un cálculo más exacto de la estructura, de manera que se pudiera hacer un empleo óptimo del material. Así el peso de la estructura se redujo en un 20%, a pesar de que se construyó con un material más pesado, el acero. Un material más barato y rígido que el aluminio y aunque las soldaduras también se resienten, son más fácil de repasar.

Los nuevos varales se hicieron de una sola pieza, lo que aumenta la rigidez de la estructura y que ésta ahora es más diáfana, por lo que caben más personas bajo el trono. La nueva estructura parecía más pequeña que la anterior, pero tenía las mismas medidas; con un cálculo más fino, se había logrado una estructura menos gruesa.

El tallaje de los portadores de trono es una de las cuestiones más relevantes para optimizar el desfile procesional. ¿Se aprovechó el nuevo diseño para cambiar las directrices de tallaje? En paralelo al diseño de la nueva estructura, el profesor Felipe García dirigió el proyecto fin de carrera de un alumno de Ingeniería Técnica Industrial, Joaquín Jiménez , que se defendió en el año 2011 con título “Trono procesional para la semana santa de Málaga. Diseño y análisis de una nueva solución estructural”. En dicho proyecto estudió la deformación de los varales y se desarrolló un programa de ordenador que facilita a hermandad unas directrices que puedan ser utilizadas al tallar y colocar a los portadores de trono, con objeto de optimizar el reparto de carga durante el paso procesional. También se realizó un estudio dinámico del trono mediante simulación informática para observar las fluctuaciones de carga que tienen que soportar los portadores de trono como consecuencia del movimiento del palio.

Este estudio pionero y único en su género, ¿a qué conclusiones llegó sobre el tallaje óptimo de los portadores de trono? Jiménez observó que los portadores que soportan mayor peso son los portadores altos situados en la zona de cabeza y de cola, mientras que a medida que la altura de los portadores disminuye y su posición se acerca al centro del varal, el peso que soportan va decreciendo. La rigidez del varal impide que su deformación sea suficiente para equipararse al tallaje de los portadores. Se realizó un cálculo inverso, dada la deformación que sufren los varales cuando todos los portadores de trono ejecutan la misma fuerza vertical, se adaptan las tallas de los portadores a la deformación obtenida de forma que la distribución de pesos resulta perfecta.

El peso total del trono, 4 918 kilogramos y el número total de portadores, 264. El reparto de peso ideal para cada hombre de trono debe soportar 18,63 kilogramos. En los varales exteriores hay 42 portadores y en los seis restantes van situados 12 en la zona delantera y 12 tras el cajillo. Se realizó un modelo virtual del trono en el programa de cálculo con unas características especiales. La optimización de las tallas se consigue una desviación de carga entre el portador que más peso soporta y el que menos del 12,5%, mientras que con las tallas dispuestas para 2 011 la desviación ascendía al 76%.

Pero es un primer paso, pues muchos detalles que no se tuvieron en cuenta, como la pendiente de las calles para evacuar el agua. Suponiendo una pendiente transversal de la vía del 2,5%, teniendo en cuenta la anchura del trono, supone entre los varales exteriores y los centrales una variación de 4 centímetros. En este caso, se debe reducir 1 centímetro la talla de cada puesto respecto al mismo puesto del varal colindante exterior.

La ciencia biomédica también tiene mucho que decir sobre el mundo cofrade. Enrique, ¿qué recomendaciones podemos hacer a los portadores de trono desde un punto de vista de su salud? La Cátedra de Estudios Cofrades de la Universidad de Málaga y la Agrupación de Cofradías de Semana Santa publican recomendaciones sanitarias para los portadores de trono. La más importante es la necesidad de la preparación física previa y la adquisición de hábitos saludables. La necesidad del entrenamiento y de la preparación física de los portadores de trono ha sido estudiada en la tesis doctoral de José María Hinojosa Montañés, “El esfuerzo físico de los hombres de trono”, defendida en la Universidad de Málaga en el año 2015. [Nótese que se usaba el término «hombres de trono» hasta hace poco, pero que ahora se prefiere el término “portadores de trono”, ya que realizan dicha labor tanto hombres como mujeres].

La mayoría de los portadores de trono no realiza ningún entrenamiento ni preparación previa. Los hombre de trono realizan la carga sobre un solo hombro, lo cual implica una carga asimétrica del peso. En Andalucía Occidental los costaleros de los pasos cargan sobre el costal del cuerpo porque los varales están distribuidos paralelos a la dirección de la marcha del paso. Pero en Málaga el varal se encuentra colocado en el trono longitudinalmente al sentido de la marcha, así que la carga es asimétrica.

Hay una gran diferencia entre la fisiología y biomecánica de los costaleros y de los portadores de trono. Por ejemplo, se usan diferentes equipos que alternan su lugar en el paso. El esfuerzo del costalero tiene una tipología muy diferente a la del hombre de trono. Soportan más kilos, con una gran ventaja biomecánica al tener la carga centrada. Sus recorridos suelen ser más largos y realizan relevos, por lo que su tiempo de trabajo no excede de cuarenta y cinco a sesenta minutos por relevo, realizando grandes descansos en los intervalos. Por contra el hombre de trono realiza esfuerzos de entre 6 a 12 horas de duración sin relevos, solo con los necesarios descansos, momentos en los que el trono se deposita en el suelo.

Así los consejos saludables a costaleros y portadores de trono son diferentes. Los momentos que requieren mayor esfuerzo son cuando se levanta el trono, el esfuerzo lo realizan las piernas, mientras que la musculatura vertebral y la prensa abdominal mantienen rígida la columna evitando lesiones. Iniciada la marcha la postura será la misma haciendo recorrer a los pies un arco hacia adelante y afuera marcando el característico paso. Muchos colocan la mano derecha o izquierda debajo del varal como ayuda al hombro.

Algunos portadores de trono se alivian la carga “tangándose”, cargando solo unos pocos de kilos del total que les corresponde. ¿Qué podemos decir sobre esta práctica? Aparte de que es una práctica injusta para los compañeros, al tangarse arquean el cuerpo hacia atrás o hacia adelante, colocando su columna en las peores condiciones mecánicas para el esfuerzo y en la forma más favorable para producirse lesiones. Aunque tengan la sensación de que alivian su carga, en realidad acaban arriesgándose a lesiones no deseadas. Lo importante es que las paradas para descansar deben ser lo suficientemente largas como para que los portadores descasen y se refresquen algo y lo suficientemente cortas para que no se enfríe la musculatura que va trabajando sometida a un gran esfuerzo físico».

El peso soportado por el hombre de trono depende de la cofradía y del trono, pero se puede estimar que oscila entre 12 y 20 kilos/portador con un promedio de siete horas aproximadamente de recorrido. Pero la posición que ocupe el portador en el trono tiene una especial relevancia en cargar más o menos peso.

Pero lo más importante que todos los portadores de trono deben recordar es que un buen entrenamiento físico previo y una buena salud alimenticia son claves para evitar todo tipo de lesiones durante el paso procesional. Todos queremos que nuestra Semana Santa sea todo un éxito y los problemas de salud sean los mínimos.

La ciencia de los portadores de trono da para mucho más, pero no tenemos más tiempo…



8 Comentarios

  1. Hola,Gracias Mula Francis el mejor articulo,
    me recuerda a mi Padre, Tallista de Madera,y unos día antes de separarnos
    cuando nos trajeron para repara el paso (anda),muy estropeado,
    me acuerdo de sus manos llenas de callos por los golpes contra las gubias,
    de su compañero que trabajaba con el cuello rígido por el desgaste
    tantos años, le pusieron una placa en las cervicales.
    Todavía conservo todas sus gubias , buriles, compases y su maza
    me enseño un poco su oficio (arte),pero el mio fue otro.
    Un saludo y gracias.

  2. Si mal no recuerdo el aluminio es más rígido que el acero. Por eso se hacen los vehículos acorazados de transporte de tropas con blindaje de aluminio. Aunque en peso salen más o menos igual que los de acero para un mismo nivel de protección, se ahorra peso al eliminar estructuras de refuerzo para compensar la flexión del acero.

  3. Hola,todo lo que conté es cierto,y curiosamente y también es cierto No me gusta nada la Tauromaquia,
    pero algunas cosas no se pueden elegir (si cambiar).
    El padre de mis sobrinos fue Torero,pero no es famoso por eso, resulta que después
    de muchos años invento las banderillas que hoy se ponen,igual de malas para el pobre toro,
    pero cuando se clavan,con un sistema mecánico se retraen y solo queda un trozo pequeño
    que no hace mal al torero (si al toro) ni lastimar los ojos.
    Lo se porque vi el primer prototipo.
    Pero repito no me gusta ni la Tauromaquia ni la caza.
    Un saludo y gracias.

  4. No te lo tomes a mal Francis,
    Te sigo de hace bastante tiempo y disfruto tu inmensa labor como divulgador; siempre preciso, enfocado y alerta de las noticias de verdadero interés científico…
    Por eso no puedo dejar de arquear la ceja cuando haces estos cambios de registro.
    Sin acritud.

Deja un comentario