Física errónea para explicar el colapso de las torres gemelas

colapso

Existe un vídeo en internet en el que su protagonista trata de explicar con ecuaciones sencilla la física del colapso estructural de las torres del WTC. El original lo podéis encontrar aquí. Los he unido en un único vídeo y le he añadido mi traducción simultánea. Pido disculpas por anticipado por la calidad de la traducción, pero es lo que hay. El razonamiento de esta persona está plagado de errores. ¿Sois capaces de identificar alguno?

Repasando los acontecimientos, intentemos imaginarnos como eran las condiciones en las torres inmediatamente después del impacto. La colisión de los aviones seccionó aproximadamente el 60% de las 60 columnas de la cara por la que impactaron, y un 13% del total de 287 columnas que soportaban todo el edificio. Otras muchas fueron dañadas. Esto provocó que las cargas se redistribuyesen entre las que quedaban, llegando al límite de tolerancia en alguna de ellas. Adicionalmente, la violencia del impacto provocó que parte del aislamiento térmico de las columnas también desapareciese. Según las estimaciones del NIST algunas de ellas estuvieron sometidas a temperaturas de 600ºC. El acero utilizado en las estas vigas pierde un 20% de su resistencia a 300º y casi un 85% a 600º. El calor del incendio hizo que el acero de las vigas del suelo se dilatase y empujase hacia afuera a las vigas exteriores que quedaban. Finalmente muchas de estas vigas del forjado se desprendieron y cayeron a los pisos inferiores. La estructura formada por las vigas verticales y horizontales, pierde su resistencia cuando cualquiera de las dos falla. Veamos este vídeo para entenderlo. Creo que no hace falta traducirlo.

El primer error que comete el autor del vídeo es asumir que las 95 plantas inferiores ofrecen una resistencia homogénea en toda la superficie superior. Los edificios se construyen estudiando la manera en la que las cargas de los pisos superiores se distribuyan hasta el suelo. A ningún arquitecto se le ocurriría cambiar la ubicación de las columnas principales en el piso 95 para apoyarlas en medio del forjado como muestra el siguiente esquema.

forjado

Tras ceder la estructura en los pisos impactados, la distribución de la carga de los 15 pisos superiores no cae exactamente sobre las columnas, sino sobre el forjado, y en mucho casos, este forjado ya ni existía. Por lo tanto, el edificio no ejerce una fuerza hacia arriba igual a la masa x la aceleración ( g ), sino mucho menor.

Otro error que se comete es asumir que la resistencia de las vigas de acero a las cargas dinámicas es igual que a las cargas estáticas, y esto no es así. Una barra de acero es muy resistente a presiones ejercidas longitudinalmente, pero no lo es tanto a las presiones laterales. Es más fácil doblar una viga que comprimirla. Pero ¿cómo se comporta ante una masa en caída? Para entender esto sin recurrir a complicadas fórmulas matemáticas imaginemos una lata de refresco. Si nos ponemos con cuidado encima de ella, aguantará el peso de una persona (90Kg), pero sin embargo, si soltamos un adoquín de solo 5 kilos (casi 20 veces más ligero) desde una altura de 30 o 40 cm, la lata se aplasta. La conclusión de esta prueba es que

No es lo mismo soportar una carga que frenar una masa en caída

04

Una masa en caída posee una energía cinética que la masa estática no tiene. Cuando la masa choca, parte de esta energía es disipada por el material como deformación elástica primero, y plástica después. En este caso, la lata de refresco aguanta a una persona de 90 kg, pero ha bastado un adoquín de 5 kg con casi 20 J de energía cinética para aplastarla.

Por lo tanto, la aproximación más correcta para afrontar este problema es la energética. Y tampoco se puede realizar un modelo lineal, como en el vídeo, ya que la energía cinética es proporcional a la masa y al cuadrado de la velocidad. La masa en movimiento aumenta con cada planta que colapsa, por lo que la energía cinética aumenta durante el proceso. Por lo tanto la única opción que hay para que se frene la caída es que  el primer piso que recibe el impacto de los 15 superiores lo resista. Si no lo hace, el colapso global es inevitable, y al ir aumentando la masa en caída, la energía cinética también lo hace y el movimiento se acera en vez de decelerarse.

La energía cinética de la parte superior desplomándose se calculó que era 8,4 veces mayor de lo que la deformación plástica de los pisos inferiores podían resistir (Bažant y Zhou). Si unimos esto a que la energía potencial que se libera en la caída de cada piso es mucho mayor que la energía absorbida obtendremos por un lado un colapso acelerado, y la desintegración del edificio casi en polvo, por la deformación plástica provocada.

No es cierto que las torres se desplomasen en velocidad de caída libre. La prueba más evidente de esto es la comparación con los escombros que caen por los lados, que sí que lo hacen con una aceleración de g, y evidentemente llegan al suelo antes que el núcleo que se colapsa.

Referencias:

He optado por la simplicidad a la hora de escribir este artículo. Podéis encontrar explicaciones científicas con la formulación adecuada en los siguientes documentos.

(Bažant y Zhou) http://www-math.mit.edu/~bazant/WTC/WTC-asce.pdf

http://www.civil.northwestern.edu/people/bazant/PDFs/Papers/466.pdf

http://www.civil.northwestern.edu/people/bazant/PDFs/Papers/00%20WTC%20Collapse%20-%20What%20Did%20&%20Did%20Not%20Cause%20It.pdf

http://gluonconleche.blogspot.com.es/2008/03/wtcfsica-para-un-colapso.html

http://11-s.eu.org/11-s/Ca%EDda%20libre%20vs%20colapso

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  • ¿y el avión del pentágono no tenía alas?

  • y que me dicen sobre lo que habla este señor

  • Antes de que os metáis mucho conmigo….. He estado investigando un poco por la web.
    El tema del 11-S lo comencé a investigar hace ya varios años. Allá por el 2008. Hice varias aproximaciones a este tema durante 2 años y luego me dedique a otras cosas. Por lo que he estado desconectado de este acontecimiento desde hace tiempo.
    Ahora he vuelto a tocarlo de nuevo y veo que hay claras eviencias de que la teoría del “inside job” queda en entredicho. Y a mí me parecen bastante convincentes.

    Me retracto de mis comentarios anteriores, exxcepto del que escribí a MaGaO que me ha confundido con otro…. Ya te vale!

  • @ El Psiquismo:

    Da gusto ver que tienes el sentido crítico suficiente como para rechazar las creencias que no te cuadran. :bueno:

    @ POUL:

    No tiene ningún sentido. Primero, Niels Harrit dice que se emplearon miles de toneladas de termita (143.000 toneladas, dice él, un orden de magnitud arriba o abajo, es decir, entre 14.000 y 1.400.000 toneladas) (fuente). Lo que le hace a uno preguntarse si el edificio no se cayó debido al sobrepeso de la termita :-D

    Si esa cantidad de termita estaba pintada en las columnas como pintura, que es lo que parece que defienden, entonces simplemente hay más de 40 veces más termita que superficie pintable de vigas y columnas.

    Por no mencionar que una capa pintada de termita no subiría la temperatura del acero más de unos cinco grados, siendo muy generosos.

    Segundo, no se hallaron vigas ni columnas derretidas por termita. La inmensa mayoría de vigas y columnas halladas no estaba afectada por el calor, y una importante cantidad de ellas estaban prácticamente intactas. Tampoco se encontraron detonadores ni cables. Se encontró algo anómalo en una pieza que consistía en metal corroído por una sustancia sulfurada, pero no fundido, y dado que había sistemas de baterías que funcionan con ácido sulfúrico, y que ese hallazgo fue un caso excepcional y no general, no se le dio mayor importancia.

    Tercero, el estudio que dice que se encontraron restos de termita fue analizado informalmente por un experto en materiales, que a partir de los datos proporcionados, llegó a la conclusión de que los chips de los que se proporcionan análisis estructurales eran pintura.

    Más tarde, un informe forense, realizado recientemente por el científico James Millette, de MVA Scientific Consultants (un laboratorio forense), trató de replicar los experimentos de ese estudio y demostró de forma concluyente que los «chips» que hallaron en él eran efectivamente pintura, tal como avanzó este experto.

    Otros intentos de replicar el estudio por parte de científicos que creen las teorías conspirativas (Frédric Henry-Couannier y Mark Basile, concretamente) han sido infructuosos. Y nadie, ni siquiera el estudio original, ha encontrado uno de los subproductos que son la marca de la reacción termita: el óxido de aluminio, pese a que en una reacción termita, se produce aproximadamente la mitad de óxido de aluminio que de hierro.

    Cuarto, si es explosiva, hace «boom», y si no hace «boom», no es explosiva. Las dos cosas a la vez no pueden ser: no existen los explosivos silenciosos. Hubo quince personas rescatadas de dentro de la Torre 1 tras su colapso, que no informaron de explosiones de ninguna clase.

    Quinto, nunca antes se ha demolido un edificio con termita, y no tiene ningún sentido emplearla habiendo otras opciones.

    Para obtener el resultado que vimos no hacía falta debilitar nada en la estructura inferior, porque un colapso en cascada es inevitable una vez iniciado. En el vídeo de otra entrada habla un arquitecto, y menciona que se debería haber visto lo que él no vio pero sí que estaba ahí: polvo saliendo por las ventanas conforme un piso impacta contra otro, que es característico de un colapso en cascada.

    De verdad, si quieres tirar abajo un edificio como ese, te sale más barato y es menos arriesgado alquilar unos locos suicidas que estrellen un avión contra él.

  • El Psiquismo dijo:

    ¿y el avión del pentágono no tenía alas?

    Aquí está el enlace sobre el atentado al pentágono: http://www.lamentiraestaahifuera.com/2011/05/02/el-atentado-contra-el-pentgono/


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