Torres gemelas
Cómo funcionaba el World Trade Center
Las Torres Gemelas del World Trade Center fueron auténticas originales: su historia es de innovación, persistencia y grandes ideas. Vea imágenes más hermosas del horizonte .
Cuando miramos hacia atrás el 11 de septiembre de 2001, pensamos principalmente en las personas. Lloramos por las víctimas de los ataques, nos identificamos con sus familias, honramos a los rescatistas y reflexionamos sobre nuestra propia experiencia. Al mismo tiempo, recordamos toda la tecnología de ese día: los aviones que los secuestradores usaron como bombas voladoras, los edificios que dañaron y destruyeron, y el equipo pesado utilizado en el esfuerzo masivo de rescate y luego de limpieza. Como innumerables eventos a lo largo de la historia, los ataques del 11 de septiembre fueron una aplastante malla de hombres y máquinas.
La tecnología más destacada ese día, por supuesto, fue el complejo del World Trade Center. Después del ataque, las Torres Gemelas del WTC llegaron a simbolizar no solo el día en sí, sino también una emoción colectiva de personas de todo el mundo.
En este artículo, recordamos las Torres Gemelas por todo lo que fueron: un logro tecnológico notable, una representación de un ideal y, en última instancia, un recordatorio asombroso de nuestra propia vulnerabilidad. Al recordar esta orgullosa estructura, honramos el espíritu con el que fue construida y conmemoramos a las víctimas de los ataques.
Orígenes
La idea original de un World Trade Center en Nueva York se atribuye generalmente a David Rockefeller , uno de los muchos nietos del industrial John D. Rockefeller. De hecho, la idea se propuso poco después de la Segunda Guerra Mundial, una década antes de que Rockefeller se involucrara, pero fue él quien realmente hizo rodar la pelota.
En las décadas de 1950 y 1960, mientras se desempeñaba como presidente del Chase Manhattan Bank, Rockefeller se dedicó a revitalizar el bajo Manhattan. Esperaba dinamizar el área con nuevas construcciones, de la misma manera que su padre revitalizó el centro de Manhattan en la década de 1930 con el Rockefeller Center. Como parte de su plan, David Rockefeller propuso un complejo dedicado al comercio internacional, que se construiría en el extremo este de Wall Street. Rockefeller creía que el centro comercial, que incluiría espacio para oficinas y hotel, una sala de exposiciones, un centro de valores y cambio y numerosas tiendas, sería lo ideal para estimular el crecimiento económico en el área.
Las inminentes Torres Gemelas fueron mucho más allá de los conceptos originales del WTC.
En la década de 1960, ciertamente tenía algo que ganar con el proyecto WTC. Acababa de instalar la costosa torre del Chase Manhattan Bank de 60 pisos en el distrito financiero y quería aumentar el valor de la inversión del banco. Pero también lo impulsaba el espíritu de unidad internacional. Un centro de comercio mundial reuniría a personas de todo el mundo, un noble ideal en las décadas posteriores a la Segunda Guerra Mundial.
Con la ayuda de su hermano, Nelson Rockefeller, el gobernador del estado de Nueva York en ese momento, David Rockefeller involucró a la Autoridad del Puerto de Nueva York . La Autoridad del Puerto de Nueva York, ahora conocida como la Autoridad Portuaria de Nueva York y Nueva Jersey , es una institución gubernamental que dirige proyectos públicos en el área portuaria de Nueva York y Nueva Jersey. Si bien la Autoridad Portuaria es una organización pública, funciona como una corporación privada: cobra a sus "clientes" directamente y se beneficia de las inversiones, en lugar de cobrar impuestos.
Desde su creación en 1921, la Autoridad Portuaria se había ocupado principalmente de puentes , túneles, aeropuertos y transporte en autobús. Nunca antes había emprendido nada parecido a la escala del World Trade Center, pero no obstante, la organización era la opción más lógica para encabezar el proyecto. Tenía la rara combinación de conexiones gubernamentales, diversos recursos y el poder del dominio eminente .
Rockefeller encargó los primeros diseños del WTC en 1958, la Autoridad Portuaria se involucró en 1960 y los planes iniciales se hicieron públicos en 1961. Luego, las cosas se ralentizaron considerablemente. Durante años, la Autoridad Portuaria se enfrentó a problemas fiscales, debacles de relaciones públicas y disputas legales, sin mencionar la impopular tarea de desalojar los cientos de negocios y hogares que ocupaban el sitio de construcción.
Con todas las negociaciones y los conflictos logísticos, la excavación no comenzó realmente hasta 1966. En ese momento, el diseño y el alcance del proyecto habían cambiado por completo, como veremos en la siguiente sección.
Contenido
El tubo del World Trade Center
Ascensores del World Trade Center
La bañera del World Trade Center
Construcción del World Trade Center
La vida del World Trade Center
El incendio del World Trade Center
Las torres del World Trade Center tenían un innovador diseño de "tubo", con una estructura de soporte perimetral unida a una estructura de núcleo central con cerchas de piso horizontales.
El diseño final del WTC fue un esfuerzo de grupo, que reunió el trabajo de docenas de arquitectos, ingenieros estructurales y gerentes, liderados por algunos talentos prominentes. Guy Tozzoli, de la Autoridad Portuaria, seleccionó al equipo final y gestionó todo el proceso de diseño y construcción; al arquitecto jefe del proyecto, Minoru Yamasaki , se le ocurrió el concepto de las torres gemelas, así como el diseño básico del resto del complejo; Los ingenieros estructurales Leslie Robertson y John Skilling descubrieron cómo levantar las torres.
El complejo final constaba de siete edificios, dominados por las torres gemelas de 110 pisos que se elevaban más de 415 metros (1.360 pies) sobre una plaza abierta. El diseño de la torre monumental fue innovador, ambicioso y engañosamente simple.
En el momento de la construcción, la mayoría de los rascacielos nuevos se construyeron alrededor de esqueletos de acero en forma de cuadrícula. En este diseño, la estructura de soporte se extiende por todo el edificio. Las vigas de metal están remachadas de extremo a extremo para formar columnas verticales, y en cada nivel del piso, estas columnas verticales están conectadas a vigas de vigas horizontales. Las columnas de soporte son todas internas, por lo que el exterior del edificio no tiene que soportar nada más que su propio peso. Estos muros cortina exteriores pueden estar hechos de casi cualquier cosa, incluido el vidrio ordinario.
El equipo del WTC adoptó un enfoque ligeramente diferente. Decidieron construir "tubos" largos, donde todas las columnas de soporte estarían alrededor del exterior del edificio y en el núcleo central del edificio. Esencialmente, cada torre era una caja dentro de una caja, unida por cerchas horizontales en cada piso.
La caja exterior, que mide 208 pies por 208 pies (63 x 63 m), estaba formada por columnas de acero de 14 pulgadas (36 cm) de ancho, 59 por cara del edificio, espaciadas un poco más de 3 pies (1 m) de distancia. En cada piso por encima del nivel de la plaza, los espacios entre las columnas albergaban ventanas de 22 pulgadas (56 cm). Yamasaki, que tenía un miedo pronunciado a las alturas, sintió que las pequeñas ventanas hacían que el edificio se sintiera más seguro. Las columnas estaban cubiertas de aluminio, lo que le daba a las torres un distintivo color plateado. La caja interior en el núcleo de cada torre mide aproximadamente 135 pies por 85 pies (41 x 26 m). Sus 47 pesadas columnas de acero rodeaban una gran área abierta que albergaba ascensores , escaleras y baños.
Este diseño tenía dos ventajas importantes. En primer lugar, le dio al edificio una estabilidad notable. Además de soportar parte de la carga vertical (el peso del edificio), las columnas de acero exteriores soportaban todas las fuerzas horizontales que actuaban sobre la torre (la fuerza del viento). Esto significó que la estructura de soporte interior estaba completamente dedicada a las enormes cargas verticales.
En segundo lugar, el diseño del tubo resultó en una gran propiedad inmobiliaria. Con la estructura de soporte movida a los lados y al centro del edificio, no hubo necesidad de espaciar columnas voluminosas en cada piso. Los clientes podían configurar el espacio disponible, aproximadamente 3/4 de acre por piso, como quisieran.
Las columnas de soporte verticales en el núcleo del edificio bajaron por debajo del piso inferior, a través de la estructura del sótano, hasta la estructura de zapata extendida debajo del suelo. En el diseño de zapata extendida, cada columna de soporte descansa directamente sobre una placa de hierro fundido, que se asienta sobre una rejilla . La rejilla es básicamente una pila de vigas de acero horizontales, alineadas una al lado de la otra en dos o más capas (vea el diagrama a continuación). La rejilla descansa sobre una gruesa plataforma de hormigón vertida sobre el sólido lecho de roca en las profundidades del subsuelo. Esta forma de pirámide distribuye el peso concentrado de las columnas sobre una superficie amplia y sólida. Con el acero en su lugar, toda la estructura se cubrió con hormigón.
Diseño básico de zapata extendida
Cerca de la base de cada torre, al nivel de la plaza, las columnas de soporte perimetrales espaciadas estrechamente descansaban sobre "árboles de columnas". Los árboles de columnas arqueadas distribuyen el peso de las columnas estrechamente espaciadas sobre columnas más gruesas espaciadas a unos 3 m (10 pies) de distancia. Cada una de estas columnas descansaba sobre zapatas de soporte adicionales más pequeñas en los cimientos.
La innovadora disposición de ascensores de las torres WTC
Para hacer frente a la fuerza horizontal del viento, los rascacielos necesitan la combinación correcta de estabilidad y flexibilidad. Tienen que ser lo suficientemente rígidos como para que el viento no pueda empujarlos demasiado de un lado a otro, pero lo suficientemente flexibles como para que puedan dar un poco, absorbiendo parte de la energía eólica.
El equipo del WTC realizó pruebas exhaustivas para averiguar cuánto balanceo podían permitir sin molestar a los ocupantes del edificio. Colocaron modelos estructurales en túneles de viento e incluso atrajeron a sujetos de prueba desprevenidos a salas móviles conectadas a sistemas hidráulicos pesados .
Al final, diseñaron las torres para que pudieran oscilar aproximadamente 3 pies en cualquier dirección. Para minimizar la sensación de balanceo, instalaron alrededor de 10,000 amortiguadores viscoelásticos entre las columnas de soporte y las armaduras del piso en todo el edificio. El material viscoelástico especial de estos amortiguadores podría moverse un poco, pero volvería a su forma original. En otras palabras, podría ceder un poco y luego regresar a su posición inicial, absorbiendo gran parte del impacto del movimiento de balanceo del edificio.
Además de la estructura de soporte de los edificios, el equipo del WTC tuvo que considerar cómo la gente se movería realmente alrededor de las torres. Los sistemas de ascensores siempre han sido un acto de equilibrio difícil para los diseñadores de rascacielos. A medida que construye hacia arriba, aumentando el espacio disponible y, por lo tanto, la ocupación de un edificio, necesita más ascensores para manejar a las personas adicionales. Pero agregar más ascensores en el piso superior reduce un poco el espacio disponible y, por lo tanto, la ocupación total (lo que reduce el potencial de ingresos). Es complicado conseguir que todos los números funcionen y limita funcionalmente el tamaño del rascacielos. Antes del WTC, los arquitectos dudaban en construir más de 80 pisos, en gran parte debido al problema del ascensor.
La tripulación del WTC propuso un sistema completamente diferente para las enormes torres. En lugar de construir suficientes ascensores para mover a todos desde la planta baja hasta su destino, decidieron dividir el viaje a los pisos superiores entre varios ascensores. Si la gente quisiera ir desde el suelo hasta el último piso, tendrían que saltar de un ascensor a otro, de la misma forma que se puede cambiar de coche en un sistema de metro.
Primero, tomarían un ascensor expreso desde el vestíbulo principal directamente a un vestíbulo elevado en el piso 78. Desde allí, podrían ir directamente a su piso de destino. Para mantener las cosas en orden, todos los ascensores para 55 personas tenían puertas a cada lado: entraba por un lado, pasaba al frente y salía por el otro lado. De esta manera, los pasajeros podrían mantener su lugar en fila hasta el final.
Esencialmente, cada torre funcionaba como tres edificios apilados uno encima del otro. El sistema resultó ser un gran éxito: con 99 ascensores en total por torre, cada uno de los cuales solo prestaba servicios a pisos específicos, los ocupantes podían moverse rápida y fácilmente. La mayoría de los súper rascacielos construidos después del WTC usaban el mismo sistema básico.
Antes de que la Autoridad Portuaria pudiera construir, para erigir las enormes torres, tuvieron que construir para establecer los cimientos de los edificios. Los rascacielos masivos necesitan descansar sobre un lecho de roca , la roca sólida debajo del suelo del suelo, o no podrán pararse. Para llegar a este nivel, la tripulación tiene que desenterrar una enorme masa de tierra como primera etapa de la construcción.
En el sitio del WTC, el lecho de roca se encuentra entre 17 y 24 m (55 y 80 pies) de profundidad. Excavar hasta este nivel no es una tarea sencilla, obviamente, pero es normal en la construcción de rascacielos. Sin embargo, la tripulación del WTC se enfrentó a un desafío adicional y atípico. El sitio de construcción estaba inmediatamente adyacente al río Hudson y, a solo unos pies de profundidad, el suelo estaba completamente saturado; si la cuadrilla comenzaba a cavar, el sitio de excavación se inundaría.
Drenar el río Hudson habría sido una pesadilla logística. Entre otras cosas, habría comprometido la estabilidad de otros edificios a lo largo de la costa. En su lugar, la Autoridad Portuaria decidió utilizar el poco convencional "método de zanja de lodos", que anteriormente se empleaba principalmente en la construcción del metro.
El proceso fue bastante simple, al menos conceptualmente. El equipo utilizó maquinaria de excavación para cavar zanjas de un metro de ancho hasta el nivel del lecho rocoso. Mientras cavaban, introdujeron una lechada hecha de agua y una arcilla expansiva llamada bentonita . El material de la lechada de bentonita se expandiría a lo largo de los lados de la zanja, bloqueando el agua subterránea.
Una vez que terminaron una sección de zanja de 22 pies (6,7 m), el equipo bajó una estructura de acero estrecha de siete pisos en el agujero. Luego vertieron hormigón desde el fondo de la zanja mientras bombeaban la lechada por la parte superior.
De esta manera, construyeron subterráneos muros sólidos de hormigón armado con acero. Repitieron el proceso con 152 segmentos de estructura, cada uno de 22 pies de ancho, para formar una caja grande que mide cuatro cuadras de la ciudad por dos cuadras de la ciudad (aproximadamente 500x1,000 pies / 152x304 m). Esta caja, comúnmente conocida como "bañera", formaba una pared perimetral hermética para la estructura de los cimientos de las dos torres.
Con la bañera en su lugar, el equipo de construcción podría comenzar a cavar hasta el lecho de roca para colocar los cimientos de los edificios. El único problema era que la tierra dentro de la bañera era el medio de soporte principal que mantenía las paredes en su lugar: elimina la suciedad del interior y el peso de la suciedad y el agua del exterior empujaría las paredes hacia adentro. Para mantener las paredes en su lugar mientras construían los cimientos, el equipo tuvo que colocar amarres subterráneos , cables que se extendían desde las paredes perimetrales hasta la roca que rodeaba la bañera. Esto proporcionó apoyo temporal hasta que la tripulación pudo terminar una estructura de soporte dentro de la bañera.
Construcción del World Trade Center
Con los muros perimetrales asegurados en su lugar, el equipo podría comenzar a excavar el sitio de los cimientos. Terminaron excavando más de 1 millón de yardas cúbicas de relleno, que arrojaron al Hudson, extendiendo la costa. La excavación agregó 28 acres de propiedades inmobiliarias de primera en Nueva York, formando lo que ahora es Battery Park City .
Cuando cavaron hasta el lecho de roca, abrieron grandes pozos para la estructura de soporte de las torres y se dispusieron a construir la enorme estructura de cimientos de los edificios de arriba. Además, la estructura del sótano tenía siete niveles de espacio utilizable, que albergaba estacionamientos, tiendas y estaciones de metro.
La instalación de las Torres Gemelas fue un gran desafío logístico, además de un problema de ingeniería alucinante. Los edificios requerían una gran cantidad de acero , unas 200.000 toneladas en total, pero el sitio de construcción solo tenía espacio para un poco a la vez. Para mantener la construcción en movimiento sin ocupar demasiado espacio en el sitio de construcción, la Autoridad Portuaria tuvo que instituir "la entrega de acero justo a tiempo".
En este sistema, todo el acero se transportaba de los fabricantes a un patio de ferrocarril gigante en Nueva Jersey. Cada pieza importante de acero estaba marcada con un número de identificación largo, que indicaba dónde y cuándo se usaría. De acuerdo con el cronograma de construcción, la Autoridad Portuaria enviaría las piezas de acero desde el patio al sitio exactamente cuando fuera necesario: las piezas más pequeñas iban en camión y las piezas más grandes en remolcador.
El proceso de construcción funcionó de adentro hacia afuera. Primero, el equipo construyó la estructura de acero del núcleo interior a una altura particular y luego ensambló el muro perimetral a su alrededor. La estructura del perímetro en realidad se formó a partir de secciones prefabricadas de columnas verticales unidas a vigas horizontales (llamadas enjutas ). Las secciones prefabricadas tenían aproximadamente 10 pies (3 m) de ancho, dos o tres pisos de altura y pesaban alrededor de 22 toneladas.
Luego se instaló la estructura del piso entre la pared perimetral exterior y el núcleo interior. Los pisos también venían en secciones preensambladas, que consistían en armaduras de 81 cm de profundidad cubiertas con una superficie de metal corrugado. Para terminar cada piso, el equipo vertía concreto sobre la superficie de metal y lo remataba con baldosas. Las secciones del piso incluían conductos premontados para líneas telefónicas y cable eléctrico, para facilitar las cosas a los electricistas que vendrían más tarde. Una vez que la estructura de acero estuvo en su lugar, la cuadrilla unió la "piel" exterior al perímetro: aluminio anodizado , precortado en paneles grandes.
Esto continuó, sección por sección, a medida que las torres subían más y más. La cuadrilla colocó las secciones de acero en su lugar utilizando cuatro grúas grandes (cuatro por torre), montadas en estructuras de acero largas instaladas dentro de la estructura del tubo. De hecho, las grúas podrían elevarse más alto, utilizando un sistema hidráulico pesado, a medida que se terminaban los pisos.
Mientras el equipo seguía construyendo hacia arriba, otros trabajadores comenzaron a desarrollar los pisos de abajo, hasta instalar persianas y pintar las paredes. Varias empresas se mudaron a sus nuevas oficinas del WTC años antes de que las torres abrieran oficialmente.
NUEVA FORMA
Además de utilizar un diseño estructural poco convencional, las Torres Gemelas también fueron una desviación estética de los edificios más antiguos de Nueva York. La mayoría de los rascacielos de la ciudad tienen forma de "pastel de bodas", con secciones más grandes en la parte inferior que se estrechan en secciones más pequeñas en la parte superior. Esto se debió en parte al estilo arquitectónico predominante en la primera mitad del siglo XX, pero también fue el resultado de las restricciones de zonificación de Nueva York. Con el fin de garantizar que las paredes de los rascacielos no impidieran que toda la luz llegara a la calle, la ciudad aprobó una resolución en 1916 que dictaba que todos los rascacielos tendrían una forma de pirámide general.
Una nueva resolución en 1962 cambió el enfoque, regulando la altura general en lugar de la forma. Las nuevas restricciones dictaron un número máximo de pisos, en función del distrito del edificio y el área total de la parcela. A la Autoridad Portuaria se le permitió construir torres tan altas porque tenían una gran parcela de tierra con una gran plaza abierta. (Consulte Rascacielos de Nueva York: regulaciones y ocupación para obtener más información).
Finalmente, las Torres Gemelas del WTC se convirtieron en un ícono apreciado de Nueva York y Estados Unidos.
El complejo del World Trade Center abrió oficialmente sus puertas el 4 de abril de 1973, a una Nueva York sumamente escéptica. Desde su concepción hasta su finalización, el proyecto del WTC fue tremendamente impopular entre muchos neoyorquinos. Los dueños de negocios y los residentes estaban molestos por ser obligados a abandonar el sitio de construcción; los ciudadanos de toda la ciudad se preguntaban por qué la Autoridad Portuaria estaba invirtiendo tanto dinero en el proyecto (estimado en más de $ 1 mil millones, el equivalente a unos $ 4.5 mil millones en la actualidad), aparentemente a expensas de las instalaciones de transporte público; los ambientalistas cuestionaron algunas de las prácticas de construcción; y varios críticos arquitectónicos destacados dijeron que las torres eran simplemente demasiado grandes y ostentosas. La gran inauguración fue sin duda un día de celebración para la Autoridad Portuaria, el equipo de diseño y el equipo de construcción, pero el complejo WTC tenía un largo camino por recorrer para ganarse la aceptación de la ciudad.
Durante la siguiente década, hizo precisamente eso, y luego ganó el resto del país. Impulsadas por apariciones destacadas en varias películas, como la nueva versión de "King Kong" de 1976 , "Manhattan" de Woody Allen y las películas de "Superman" , las Torres Gemelas obtuvieron un amplio reconocimiento como una parte de Nueva York.
La fama de las torres también se vio impulsada por varias acrobacias notables. En los años posteriores a la finalización del WTC, los paracaidistas se lanzaron con éxito en paracaídas desde lo alto de las torres, los escaladores escalaron el edificio y un acróbata francés caminó de un lado a otro entre los edificios en una cuerda floja. En solo unos pocos años, la imagen distintiva de las Torres Gemelas fue un elemento básico en las postales, camisetas y anuncios de Nueva York. Los edificios se habían convertido en un símbolo orgulloso de la ciudad, asegurando su lugar como un icono estadounidense.
Las torres también conquistaron a los neoyorquinos al brindarles una nueva vista de su ciudad. Los visitantes podían subir a la cima del WTC 2, la torre sur, para disfrutar de una vista impresionante del horizonte desde la plataforma de observación al aire libre. En un día despejado, era posible ver más de 40 millas (64 km) en todas direcciones. Los visitantes con un presupuesto mayor podían disfrutar de la vista desde un entorno más elegante, el restaurante "Windows of the World" en la parte superior del WTC 1, la torre norte. Cuando la plataforma de observación y el restaurante abrieron, incluso los críticos acérrimos del WTC se presentaron para ver la vista.
La mayoría de los neoyorquinos (y la mayoría de los estadounidenses) estaban familiarizados con las torres principalmente desde el exterior, pero las miles de personas que trabajaban en las torres tenían una perspectiva muy diferente: apreciaban no solo el tamaño monumental de los edificios, sino también el vertiginoso variedad de actividades en el interior. El WTC apoyó a aproximadamente 500 empresas con un colectivo de 50.000 empleados. Esto incluyó oficinas para bancos , bufetes de abogados, casas de bolsa, estaciones de televisión , editoriales, organizaciones benéficas y aerolíneas , entre muchas otras cosas. Además, las torres incluían nueve capillas de varias religiones.
En un día laboral típico, hasta 200.000 visitantes de todo el mundo pasaban por el complejo. Con la gran variedad de actividades que se desarrollaban, las torres eran casi una ciudad en sí mismas.
En la mañana del 11 de septiembre de 2001, inmediatamente después de que los terroristas atacaran las Torres Gemelas, parecía que los edificios podrían permanecer en pie. Si bien los accidentes aéreos habían quitado grandes trozos de ambas torres, la estructura general parecía estar intacta, al menos para los observadores en tierra y los millones de estadounidenses que vieron la catástrofe por televisión. Pero en una hora, el World Trade Center 2 se derrumbó, seguido del World Trade Center 1 solo 40 minutos después.
En las semanas posteriores a los ataques, la Agencia Federal para el Manejo de Emergencias (FEMA) y el Instituto de Ingeniería Estructural de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles (SEI / ASCE) reunieron un equipo de científicos e ingenieros para investigar exactamente cómo colapsaron los edificios. Basado en videos, relatos de testigos presenciales y análisis de escombros, el equipo formó una hipótesis probable de lo que sucedió, que hicieron pública en abril de 2002. En agosto de 2002, el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST), una agencia del Departamento de Comercio de EE. UU. , anunció que lanzaría su propio estudio de dos años y $ 16 millones sobre el colapso.
El siguiente es un resumen de los hallazgos de los equipos de evaluación de FEMA, que en gran parte coincidieron con las numerosas evaluaciones de los medios de comunicación en las semanas posteriores a los ataques. Puede leer el informe completo en el sitio web de FEMA .
Cuando los aviones chocaron contra las dos torres, las colisiones dañaron cada edificio de dos formas principales:
En cada caso, la fuerza del avión a toda velocidad derribó varias columnas verticales alrededor del perímetro del edificio, dañó grandes secciones del piso, envió muebles y restos de aviones volando a través de las oficinas y presumiblemente dañó las columnas de soporte en el núcleo de cada edificio. Lo más probable es que el impacto inicial también destruyera el sistema de rociadores en esos pisos. El equipo de evaluación estima que el primer avión, un Boeing 767-200ER de 395.000 libras (180.000 kg)yendo a aproximadamente 470 millas por hora (756 kph) - fracturó hasta 36 columnas de soporte perimetrales sobre un área de cuatro pisos de la cara norte del WTC 1. Los pisos conectados colapsaron parcialmente y el núcleo central sufrió daños indefinidos. El segundo avión, un Boeing 767-200ER que volaba a unas 590 millas por hora (950 kph), infligió daños similares en el WTC 2. La colisión fracturó hasta 32 columnas perimetrales en un área de cinco pisos, colapsando secciones del piso conectado y Dañando el núcleo central.
En cada ataque, el accidente encendió el suministro de combustible del avión, provocando una bola de fuego masiva , un área en expansión de gas ardiente. Si bien el combustible encendido no explotó realmente , la bola de fuego extendió el fuego por el costado del edificio, a lo largo de los pisos cercanos y por los conductos interiores hasta los pisos inferiores. Los investigadores plantearon la hipótesis de que casi todo el combustible para aviones se consumió en la bola de fuego inicial y en los primeros minutos del incendio del edificio, pero prendió suficiente equipo de oficina, papel y materiales de construcción para mantener el fuego hasta el colapso.
Sorprendentemente, el daño inicial a la estructura de soporte no fue suficiente para derribar el edificio. El informe, así como varios ingenieros destacados, han afirmado que la mayoría de los rascacielos del planeta se habrían derrumbado en cuestión de segundos después de tal colisión. Pero las colisiones desviaron toda la carga vertical de los edificios a las columnas restantes, aumentando significativamente el nivel de tensión de la estructura.
Sin cargas adicionales en la estructura de soporte, afirma el informe, las torres podrían haberse mantenido en pie indefinidamente. Pero el calor extremo del fuego, que podría haber superado los 2.000 grados Fahrenheit (1.090 C) en algunos puntos, ejerció un tremendo estrés en las columnas perimetrales, las columnas centrales y las armaduras del piso entre ellas.
El incendio del World Trade Center
El factor principal fue realmente el tamaño del incendio, el área total que cubrió. Los incendios en edificios suelen comenzar con un incendio pequeño, por ejemplo, un cigarrillo encendido en una pila de papeles, que se extiende gradualmente a través de un área más grande. En esa situación, el fuego es más intenso donde tiene más combustible (cosas que se pueden quemar) y debilita significativamente la estructura de soporte solo en los puntos más intensos. Si se inicia un incendio en la esquina noroeste del piso de un rascacielos, para cuando el fuego alcance la esquina sureste, el fuego inicial en el punto de partida habrá consumido la mayor parte del combustible y el fuego no será tan intenso. El resultado es que el fuego no ejerce la máxima presión sobre la estructura de soporte total de una vez. Tensan diferentes partes de la estructura de soporte a su vez, con el tiempo.
En el caso del World Trade Center, el combustible para aviones en llamas propagó el fuego por varios pisos en cuestión de segundos. Este enorme incendio ejerció una tensión excepcional sobre la estructura en casi todos los puntos de esos pisos.
Además, el informe sugiere que la fuerza de la colisión eliminó gran parte del material resistente al fuego rociado sobre el acero, haciendo que la estructura sea más susceptible al daño por calor.
El calor expandió, retorció y dobló la estructura de soporte de acero, reduciendo gradualmente la estabilidad del edificio. Cualquier cantidad de cosas podrían haber sucedido durante este período. Por ejemplo, las conexiones entre las columnas verticales y las armaduras del piso probablemente se rompieron, dejando caer secciones del piso en los niveles inferiores y rompiendo las conexiones entre el núcleo y el muro perimetral, lo que posiblemente provocó que las columnas a lo largo del perímetro se doblaran hacia afuera. Cada conexión rota o tramo de acero pandeado se sumaba a la fuerza que actuaba sobre los segmentos de acero conectados, hasta que toda la estructura se debilitó hasta el punto de que no pudo sostener la sección superior del edificio.
Cuando esto sucedió, la parte superior de cada edificio se derrumbó sobre la parte inferior del edificio. Básicamente, esto fue como dejar caer un edificio de 20 pisos sobre otro edificio. Antes del choque, esta estructura superior ejercía una fuerza descendente constante, su peso, sobre la superestructura de abajo. Obviamente, la superestructura inferior era lo suficientemente fuerte para soportar este peso. Pero cuando las columnas colapsaron, la parte superior del edificio comenzó a moverse: la fuerza descendente de la gravedad la aceleró. El momento de un objeto, la cantidad de su movimiento, es igual a su masa multiplicada por su velocidad. Entonces, cuando aumenta la velocidad de un objeto con una masa establecida, aumenta su impulso. Esto aumenta la fuerza total que el objeto puede ejercer sobre otro objeto.
Para entender cómo funciona esto, piense en un martillo. Descansando en tu mano, no te duele en absoluto. Pero si lo deja caer sobre su pie, puede causar algún daño. De manera similar, si balancea el martillo hacia adelante, puede aplicar suficiente fuerza para clavar clavos en una pared.
Cuando la estructura superior de cada torre se derrumbó, su velocidad, y por lo tanto su impulso, aumentó drásticamente. Este mayor impulso resultó en una fuerza de impacto que excedió la integridad estructural de las columnas inmediatamente debajo del área destruida. Esas columnas de soporte cedieron y toda la masa cayó a los pisos aún más abajo. De esta manera, la fuerza de la estructura del edificio que se derrumba rompió la superestructura debajo, aplastando el edificio desde la parte superior, un piso a la vez.
Para decirlo de otra manera, la energía potencial de la masa del edificio, la energía de posición que tenía debido a su altura y la fuerza de gravedad, se convirtió en energía cinética o energía de movimiento (el informe pone la energía potencial total para WTC 1 a 4 * 10 ^ 11 julios). Este es el mismo principio básico que utilizan los pistolas de demolición profesionales para derribar edificios desocupados.
El WTC 2, el segundo impacto de la torre, en realidad colapsó antes del WTC 1. Esto probablemente se debió a dos factores diferentes. Primero, el WTC 2 probablemente sufrió un daño inmediato mayor: el segundo avión que chocó iba más rápido que el primero. En segundo lugar, el avión que chocó contra el WTC 2 se estrelló más bajo en el edificio que el avión que chocó contra el WTC 1. En consecuencia, las columnas de soporte tensas en el WTC 2 tenían una mayor carga presionando sobre ellas que las columnas tensas en el WTC 1, por lo que haría sentir que alcanzaron el punto de pandeo más rápidamente.
Si bien la estructura de soporte de las torres finalmente no pudo resistir el fuego furioso, fue lo suficientemente fuerte como para salvar la vida de miles de personas. Alrededor del 99 por ciento de las personas debajo del impacto en cada torre pudieron evacuar antes de que los edificios colapsaran. Si las torres no se hubieran construido con una estabilidad estructural redundante, el número de muertos fácilmente habría sido de decenas de miles.
EN MEMORIA
El fallecido Minoru Yamasaki, arquitecto jefe del proyecto WTC, dijo lo siguiente sobre las Torres Gemelas, cuando se terminaron en 1973:
"Me siento así: el comercio mundial significa la paz mundial y, en consecuencia, los edificios del World Trade Center en Nueva York ... tenían un propósito más grande que el de proporcionar espacio para los inquilinos. El World Trade Center es un símbolo viviente del hombre dedicación a la paz mundial. Más allá de la imperiosa necesidad de hacer de este un monumento a la paz mundial, el World Trade Center debería, debido a su importancia, convertirse en una representación de la fe del hombre en la humanidad, su necesidad de dignidad individual, sus creencias en la cooperación de hombres, ya través de la cooperación, su habilidad para encontrar la grandeza ".
Una vista aérea de la "zona cero" a principios de octubre de 2001
FOTO CORTESÍA DE FEMA
En los meses posteriores a los ataques, Estados Unidos y el mundo tenían mucho trabajo por hacer. Mientras la mayoría de nosotros estábamos haciendo mucho trabajo emocional, para dar sentido a lo que había sucedido, los más de 1,500 bomberos, equipos de búsqueda y rescate, trabajadores del hierro, ingenieros, operadores de equipos pesados y otros trabajadores en la zona cero estaban haciendo lo físico muy tangible. trabajo de limpieza de los restos del World Trade Center.
El esfuerzo de la zona cero comenzó como una operación de búsqueda y rescate, en la que los trabajadores retiraban los escombros con cuidado, buscando huecos donde pudiera haber sobrevivientes. En las primeras horas, los equipos de rescate emplearon principalmente brigadas de baldes , lo que les permitió retirar los escombros de manera cuidadosa y sistemática. Esto era importante no solo para la seguridad de los supervivientes, sino también para los propios trabajadores. Los restos eran un desorden precario de acero retorcido, hormigón y escombros, que podían moverse en cualquier momento.
La tripulación también trajo equipo pesado, incluidas excavadoras y grúas. La instalación de las enormes grúas fue un verdadero desafío, porque el suelo debajo no era del todo estable. Cuando las torres y los edificios circundantes colapsaron, la caída de acero abrió enormes agujeros en la plaza del WTC, llenando grandes secciones del sótano con escombros. Los rescatistas no solo estaban revisando un montón de escombros sobre el suelo; estaban trabajando encima de un pozo lleno de escombros. Los ingenieros tuvieron que encontrar y asegurar un terreno estable para sus grúas de 300 y 800 toneladas.
Los equipos de rescate buscan entre los escombros, dos semanas después del ataque.
Un equipo de búsqueda y rescate que trabaja en la zona cero
Además, el equipo de la zona cero tuvo que abordar la estabilidad de la bañera subterránea. La fuerza del colapso destruyó gran parte de la estructura de soporte subterránea que mantenía las paredes de la bañera en su lugar, con el riesgo de un colapso subterráneo masivo. Para mantener la estabilidad relativa del sótano, los ingenieros de limpieza tuvieron que reconfigurar el sistema de amarre que originalmente mantenía las paredes en su lugar hasta que pudieran construir una estructura de soporte permanente. Esto implicó perforar el suelo y colocar nuevos cables de amarre entre las paredes y el lecho de roca circundante.
El esfuerzo de limpieza fue lento: la tripulación tuvo que proceder con cuidado y tuvieron que mover una gran cantidad de escombros, camión por camión, a un vertedero de Staten Island . Cuando terminó la limpieza, en mayo de 2002, los trabajadores habían movido 108.000 camiones cargados de escombros, alrededor de 1,8 millones de toneladas de material. Pero a pesar de esta empresa masiva y la velocidad lenta inherente, el equipo terminó el trabajo antes de lo previsto y muy por debajo del presupuesto.
Los excavadores revisan los escombros en la zona cero, un mes después del ataque.
Cuando se terminó la limpieza, los estadounidenses centraron su atención en el futuro del sitio del World Trade Center, y las diversas visiones son una manifestación conmovedora de la emoción de la nación. Los estadounidenses querían un monumento para honrar a los muertos y marcar el día crucial de la historia. Pero al mismo tiempo, la mayor parte del país quería instalar nuevos edificios de oficinas y hacer que la gente volviera a trabajar en el sitio del WTC.
El sentimiento prevaleciente es claro: la mayoría de los estadounidenses quieren que el sitio refleje la gravedad y la tristeza del 11 de septiembre, pero se niegan a permitir que los ataques aplasten el espíritu que levantó las torres en primer lugar. Es importante para la nación, a nivel simbólico y práctico, que el estilo de vida estadounidense continúe sin inmutarse, que prevalezca el comercio internacional y que los ingenieros y arquitectos sigan soñando en grande.
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Las curiosidades de las Torres Gemelas que aún no sabías
Las Torres Gemelas formaban parte del World Trade Center, un complejo de siete edificios en el Distrito Financiero de Manhattan, uno de los monolitos más representativos del skyline de Nueva York, pero el 11 de septiembre de 2001 todo cambió cuando fueron destruidas en un ataque terrorista.
La torre uno, dos y siete del complejo se derrumbaron y el resto fueron. El atentado ha sido considerado como uno de los mayores de la historia mundial y tras 14 años muchos tenemos en la mente que estábamos haciendo ese día mientras en Nueva York dos aviones chocaban contra las torres.
Las Torres Gemelas se inauguraron en 1973; el arquitecto Minoru Yamasaki (en la imagen) se encargó del diseño de los edificios de mayor altura en el mundo. La estructura de ambas torres era del tipo ‘tube in tube’, sistema con el que se han construido más del 90% de los edificios de altura en las tres últimas décadas. Tras el impacto de los aviones, los edificios se desplomaron en 11 y 9 segundos, respectivamente). La velocidad con que cayeron es equiparable al tiempo que tarda una bola de billar en caer desde una altura de 110 pisos.
¿En qué fue única la construcción del World Trade Center?
POR MICHAEL FRANCO
Los muros exteriores de las torres del World Trade Center, bañados por la luz del sol. Vea imágenes más hermosas del horizonte .
Mucho antes de que el World Trade Center se convirtiera en sinónimo del ataque terrorista más dañino en la historia de Estados Unidos, era un símbolo de la brillantez de la ingeniería. Tras su finalización en 1973, las dos torres que se levantaron del complejo de 16 acres (64749,7 metros cuadrados) que consta de siete edificios diferentes en el bajo Manhattan fueron las estructuras más altas del mundo. Pero la construcción de estructuras tan gigantescas tuvo sus desafíos.
El primer gran desafío fue la propia obra. La ubicación seleccionada para el proyecto, en el Lower West Side de Manhattan, se había construido sobre generaciones de vertederos que en realidad habían crecido y compactado sobre sí mismos tanto que habían extendido el Lower West Side de Manhattan hasta el río Hudson. Para alcanzar una base sólida de lecho rocoso, los trabajadores tuvieron que cavar 21,3 metros (70 pies). Pero debido a la proximidad del río, era necesario crear una barrera que evitara que la sección excavada de la ciudad se llene de agua tan rápido como se quitó la tierra.
La respuesta fue algo que se conoció como el método de zanja de lechada. Una zanja excavada profundamente en el suelo se llenó con una mezcla de lechada hecha de agua y una arcilla expansiva conocida como bentonita. Esta lechada era más densa que la tierra circundante, por lo que evitó que la zanja se derrumbara. Una vez llena con la mezcla, se dejó caer una jaula de acero que pesaba 25 toneladas y se extendía hasta una altura de siete pisos. Luego se vertió hormigón en la zanja. Como el concreto era más pesado que la lechada, sacó la mezcla de arcilla y se endureció alrededor de la jaula, formando una sección de muro subterráneo. Luego, los trabajadores pasaron a la siguiente sección. Cuando la pared estuvo terminada, formando lo que se conoció como la "bañera", el resto de la tierra fue removida de su interior sin peligro de inundar el espacio recién abierto.
Otra preocupación exclusiva de la construcción del World Trade Center fue el hecho de que la línea de trenes de cercanías PATH pasaba directamente por el centro del sitio de construcción. En lugar de interrumpir el servicio, los ingenieros diseñaron una cuna protectora para la línea subterránea y, como resultado, el tren recorrió todo el proyecto, transportando 130.000 pasajeros al día [fuente: 911veritas].
¿En qué fue único el World Trade Center?
Había dos factores principales que distinguían en gran medida las dos torres principales del World Trade Center de todo lo que se había construido antes: sus muros y sus ascensores.
Antes de la construcción de las Torres Gemelas, los rascacielos fueron diseñados para sostenerse a través de grandes columnas internas espaciadas a unos 30 pies (9 metros) de distancia, lo que interrumpió el flujo del espacio interior. Sin embargo, para este proyecto, los ingenieros propusieron una solución diferente: las paredes exteriores soportarían la mayor parte de la estructura y recibirían un impulso de una sola columna de vigas en el centro.
Esto permitió un plan mucho más abierto en cada piso del edificio, que no solo tenía un valor estético, sino que también tenía un valor financiero: cuanto más espacio en el piso, mayor era el alquiler que podían cobrar los propietarios de los edificios.
A la creación de planos de planta abiertos se añadió el diseño de los ascensores . Un problema clásico en los rascacielos es que a medida que los edificios crecen, aumenta el número de residentes. Con más residentes, se necesitan más huecos de ascensores. Pero cuantos más huecos de ascensores haya, menos espacio en el piso habrá para los inquilinos.
Este problema se resolvió en la construcción de las torres gemelas mediante el uso de elevadores expresos y locales. De la misma manera que funcionaba el sistema de metro de la ciudad de Nueva York , los ascensores rápidos llevaban a los pasajeros a "vestíbulos elevados" ubicados en varios pisos del edificio, donde luego desembarcaban y cambiaban a los ascensores locales para llegar al piso requerido. El uso de este sistema redujo a la mitad el número de huecos de ascensor necesarios, preservando así un valioso espacio en el suelo.
TRABAJO ÚNICO, HERRAMIENTAS ÚNICAS
No solo la construcción del World Trade Center fue única, sino también las herramientas utilizadas para construirlo. Para erigir el edificio más alto del mundo, se trajeron de Australia "grúas canguro". Estas poderosas máquinas de construcción podrían levantarse mediante el uso de sistemas hidráulicos de alta resistencia, de hecho, creciendo con el edificio en sí. La construcción de las Torres Gemelas marca la primera vez que se utilizan grúas de este tipo en Estados Unidos.
Diseño y materiales del World Trade Center
El diseño de las Torres Gemelas a menudo se denomina "tubo dentro de un tubo", en referencia al hecho de que todo el peso del edificio estaba soportado por las paredes externas y una columna interna. Anteriormente, los muros exteriores de un rascacielos se llamaban muros cortina; no se confiaba en ellos por su resistencia, por lo que no era imperativo que se usaran materiales súper resistentes para ellos.
Pero para las torres uno y dos, los muros externos no solo soportarían el peso de los pisos interiores, sino que también tendrían que soportar una tremenda presión del viento. Debido a que el "tubo" externo de cada torre estaba perforado con aberturas para ventanas, toda la red de acero podría desplazarse con vientos fuertes, transfiriendo la carga del lado de barlovento al lado de sotavento de los edificios a través de algo conocido como acción Vierendeel [fuente: FEMA ].
Para las columnas que componían los muros, se utilizó una mezcla de 12 tipos diferentes de acero con puntos de fluencia entre 42,000 libras por pulgada cuadrada (psi) y 100,000 psi, mientras que las columnas interiores consistían en un acero conocido como A36, una designación que significaba tenía un límite elástico de 36.000 psi. El grosor de estas columnas también varió: desde tan delgadas como 0.25 pulgadas (6.35 milímetros) en la parte superior del edificio hasta tan gruesas como 4 pulgadas (10.16 centímetros) en la base [fuente: FEMA ]. En total, se utilizaron 200.000 toneladas de acero súper resistente (que acababa de estar disponible en 1968) para crear las dos torres [fuente: Gayle ].
Justo dentro de las paredes, en aproximadamente 10,000 ubicaciones en cada torre, se instalaron amortiguadores viscoelásticos [fuente: FEMA ]. Estos eran básicamente grandes amortiguadores que podían doblarse con la presión del viento y luego volver a su forma original. Debido a que las torres fueron diseñadas para balancearse y ajustarse con el viento, estos amortiguadores ayudaron a reducir el impacto de este movimiento en los ocupantes. Fue la primera vez que se utilizó esta tecnología en un rascacielos [fuente: FEMA ].
Los pisos que fluían entre las paredes de soporte y las columnas interiores estaban hechos de losas de acero de 0,5 pulgadas (1,27 centímetros) de espesor cubiertas con 4 pulgadas (10,2 centímetros) de hormigón ligero.
En total, se vertieron 425.000 yardas cúbicas (324935,8 metros cúbicos) de hormigón , se instalaron 43.600 ventanas, se tendieron 12.000 millas (19312,1 kilómetros) de cables eléctricos y se instalaron 198 millas (318,6 kilómetros) de conductos de calefacción [fuente: Ross ] para crear las dos majestuosas torres que ayudaron a definir el horizonte de Manhattan durante 30 años.
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Fuentes
911veritas. "Construyendo el World Trade Center". Autoridad Portuaria de Nueva York y Nueva Jersey a través de YouTube. (8 de septiembre de 2011) http://www.youtube.com/watch?v=__gUjUv1vvw
Buyukozturk, Franz-Josef Ulm y Oral. "Materiales y estructura". Instituto de Tecnología de Massachusetts (8 de septiembre de 2011)
Eagar, Christopher Musso y Thomas. "¿Por qué se derrumbó el World Trade Center? Ciencia, ingeniería y especulación". JOM. 2001. (8 de septiembre de 2011) http://www.tms.org/pubs/journals/JOM/0112/Eagar/Eagar-0112.html#ref5
FEMA. "Estudio de rendimiento del edificio del World Trade Center: recopilación de datos, observaciones preliminares y recomendaciones". Septiembre de 2002. (8 de septiembre de 2011)
Gayle, Frank W. y col. "El acero estructural de las torres del World Trade Center". Materiales y procesos avanzados ". 1 de octubre de 2004. (8 de septiembre de 2011) http://www.highbeam.com/doc/1G1-123583397.html
Ross, David Johnson y Shmuel. "Historia del World Trade Center: Magníficos edificios adornados con el horizonte". infoplease. (8 de septiembre de 2011) http://www.infoplease.com/spot/wtc1.html
El Museo del Rascacielos. "World Trade Center". (8 de septiembre de 2011) http://www.skyscraper.org/EXHIBITIONS/BIG_BUILDINGS/CONTENT/jumbos/j_09.htm
Tyson, Peter. "Torres Gemelas de Innovación". Estrella nueva. 30 de abril de 2002. (8 de septiembre de 2011) http://www.pbs.org/wgbh/nova/tech/twin-towers-of-innovation.html
Grupo de trabajo de búsqueda y rescate de los Estados Unidos. "Desastre del Word Trade Center". (8 de septiembre de 2011) http://www.ussartf.org/world_trade_center_disaster.htm