ingeniería

El mundo entero pudo ver en directo el mayor ataque terrorista de la historia. Aquella tarde presenciamos el desplome de los dos edificios más emblemáticos de la ciudad de Nueva York. El objetivo de este artículo es clarificar el porqué del colapso estructural del World Trade Center y comparar con otro caso conocido por todos como es el incendio que se produjo en el edificio Windsor de Madrid.

World Trade Center

Cualquier persona en su sano juicio pensaría que si un avión comercial (de los grandes) se estrellara contra un rascacielos estaríamos frente al fin del edificio y de todo ser viviente que habitara dentro. Pero de hecho no es así. Incluso con una antigüedad de más de 70 años ya las personas que diseñaron las Torres Gemelas tuvieron en cuenta el impacto de un avión. ¿Cómo lo hicieron? Pues como se diseña cualquier edificio de hoy en día. Hay que tener en cuenta todas las posibles cargas que se han de soportar: viento, nieve, sobrecargas (como por ejemplo el peso de las personas que pueden estar dentro), sismos, etc. Y después y según las características del material a utilizar se dimensiona, o lo que es lo mismo, obtenemos el tamaño de las vigas que necesitamos para que la estructura aguante todas esas cargas.

En el año 1945 un bombardero norteamericano se estrelló contra el piso 79 del Empire State Building y no pasó nada. Bueno, sí que pasó. Murieron 13 personas y tuvieron que reparar los daños del edificio, pero de ahí a lo que todos pudimos ver el 11-S hay mucha diferencia. Cierto es que los Boeing que impactaron contra las torres tienen una masa y dimensiones mucho mayores que las de un bombardero de los 40, pero posiblemente no sea causa suficiente para que caiga el rascacielos.

Ayudó también mucho la localización del impacto. Los terroristas sabían que cuanto más alto pudieran estrellar el avión mayor sería el daño que harían. Es la definición de lo que se conoce en Física como momento o par. Éste es un concepto muy sencillo. Si intentas abrir una puerta será más sencillo cuánto más lejos de las bisagras apliques dicha fuerza.

En el segundo caso para abrir la puerta necesitas aplicar una fuerza bastante menor que en el primero dado la mayor distancia de la fuerza respecto de su eje de giro que son las bisagras. En el caso del rascacielos cuanto más lejos fuera el impacto de la cimentación mayor destrucción (por llamarlo de algún modo) se produciría.

Pero ahora llegamos a la clave. Y es que el gran problema fue el combustible (queroseno) que todo avión guarda en sus alas, ya que se produjo un incendio que alcanzó rápidamente temperaturas muy elevadas. Se podría pensar que el acero se fundió y de ahí la rotura del mismo, pero en realidad lo que ocurrió es un fenómeno llamado creep (la palabra en castellano sería termofluencia). Este fenómeno consiste en que un metal sometido a una determinada temperatura (que puede ser grande o pequeña) experimentará un aumento de tensión (stress) que dependerá del tiempo. Cuando hablo de tensión estoy hablando de las “fuerzas” que se producen en el material interiormente (uso las comillas porque en realidad la tensión se mide en unidades de fuerza por unidad de área). Y cuando digo que depende del tiempo quiero decir que esa tensión va aumentando a medida que aumenta el tiempo. De ahí a la fractura sólo hay un paso. La columna vertebral de las Torres Gemelas era metálica, tal y como se indica en la figura, de ahí que no pudiera soportar el impacto más el creep.

Diferencias del caso Windsor

Evidentemente hay muchas diferencias. La primera y fundamental es no se estrelló ningún avión, pero como ya comenté antes no tiene por qué derrumbarse un rascacielos que ha sido pensado para aguantar grandes impactos.

La clave del Windsor fue su forjado mixto de hormigón en la cual las partes de acero cedieron pero la principal estructura de hormigón aguantó hasta 16 horas que duró el incendio. Esto es porque la resistencia a compresión del hormigón es la cualidad que menos se ve afectada cuando está expuesto a altas temperaturas. Aún así no podemos considerar que el hormigón sea seguro frente a un incendio ya que no hay material de construcción que lo sea. De hecho el principal punto de la norma contra incendios (CPI-96) en lo que se refiere al comportamiento de los materiales de construcción es que simplemente aguante el suficiente tiempo para que el edificio sea evacuado.

Conclusión

Que nadie saque ideas equivocadas sobre este artículo. Son dos casos completamente diferentes. Yo solamente quería explicar que ocurrió en cada uno de ellos. Evidentemente en el caso de las Torres Gemelas ocurrieron una serie de factores que también ayudaron al fallo del edificio.

Finalmente creo que de todo esto podríamos quedarnos como principal idea que el World Trade Center cedió debido a las altas temperaturas que afectaron la estructura principal que era de acero, mientras que en el Windsor la estructura de hormigón armado tuvo una mejor reacción al incendio y fue la causante de que el edificio no colapsara.

Bibliografía

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- http://www.arup.com/spain/feature.cfm?pageid=6143
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- http://en.wikipedia.org/wiki/Creep_%28deformation%29