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Investigación del desastre del World Trade Center por parte del NIST

Experimento del NIST para replicar un incendio en una oficina del World Trade Center. Pruebas como esta ayudaron a validar los modelos informáticos de la velocidad de propagación y la intensidad de los incendios iniciados por el combustible de los aviones y alimentados por el mobiliario de oficina y otros combustibles. La miniatura del vídeo muestra la prueba de incendio de una maqueta del entorno de la oficina del WTC con varias estaciones de trabajo. [1]

La Investigación del Desastre del World Trade Center del NIST fue un informe que el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) llevó a cabo para establecer las posibles causas técnicas de las tres fallas de construcción que ocurrieron en el World Trade Center después de los ataques terroristas del 11 de septiembre de 2001. [ 2] El informe fue ordenado como parte de la Ley del Equipo Nacional de Seguridad en la Construcción (Ley NCST), que fue firmada como ley el 1 de octubre de 2002 por el presidente George W. Bush . El NIST emitió su informe final sobre el colapso de las torres gemelas del World Trade Center en septiembre de 2005, y la agencia emitió su informe final sobre el World Trade Center 7 en noviembre de 2008.

El NIST concluyó que el colapso de cada torre fue el resultado de los efectos combinados del daño por impacto de un avión , el desprendimiento generalizado de los materiales ignífugos y los incendios que siguieron. La secuencia de fallas que el NIST concluyó que inició el colapso de ambas torres involucró el hundimiento inducido por el calor de las cerchas del piso, que tiraron hacia adentro algunas de las columnas exteriores de un lado de cada torre hasta que se doblaron, después de lo cual la inestabilidad se extendió rápidamente y las secciones superiores cayeron sobre los pisos inferiores. [3] El 7 World Trade Center, que nunca fue golpeado directamente por un avión, se derrumbó como resultado de la expansión térmica de las vigas y vigas de acero que se calentaron por incendios incontrolados causados ​​por el colapso de la Torre Norte y la falla del material resistente al fuego. [4]

Contexto

Colapso del World Trade Center

Durante los ataques del 11 de septiembre , dos aviones de pasajeros chocaron contra las Torres Gemelas del World Trade Center (WTC), uno contra cada torre. [5] Como resultado, los dos rascacielos de 110 pisos de altura se derrumbaron, causando la destrucción completa de todo el complejo del WTC y matando a 2.763 personas. La Torre Sur se derrumbó a las 9:59 am (EDT) después de arder durante aproximadamente 56 minutos. 29 minutos después, la Torre Norte se derrumbó después de haber ardido durante 102 minutos. [5] Cuando la Torre Norte se derrumbó, los escombros cayeron sobre el cercano 7 World Trade Center , dañándolo y provocando incendios que ardieron durante casi siete horas, comprometiendo la integridad estructural del edificio. El Seven World Trade Center se derrumbó a las 5:21 pm (EDT). [4]

El derrumbe de los edificios del World Trade Center el 11 de septiembre de 2001 no tuvo precedentes; nunca antes un edificio de varios pisos con estructura de acero había sufrido un derrumbe total como resultado de un incendio . [6] Inmediatamente después, ingenieros estructurales expertos comenzaron a proporcionar una variedad de explicaciones en un intento de ayudar al público a comprender estos trágicos eventos. [7] Sin embargo, se necesitaría organizar un esfuerzo coordinado para investigar y analizar la compleja serie de eventos que llevaron a cada colapso.

Estudio de desempeño del edificio del World Trade Center de FEMA

Tras el derrumbe del complejo del World Trade Center, los investigadores respondieron de inmediato y viajaron a la zona cero , donde comenzaron a recopilar datos. Entre los primeros en hacerlo se encontraban la Agencia Federal para el Manejo de Emergencias (FEMA) y la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles (ASCE), quienes juntos formaron un Equipo de Estudio del Desempeño de los Edificios para comprender cómo fallaron las estructuras de los edificios y por qué. El equipo elaboró ​​el primer informe oficial del gobierno que intenta explicar la destrucción del complejo del World Trade Center. [8]

Pudieron hacer muchas observaciones y hallazgos, incluyendo análisis preliminares de las estructuras dañadas, análisis de los sistemas de extinción de incendios de los edificios y recomendaciones a los códigos de construcción y estándares contra incendios para incluir el impacto de aviones en el diseño de edificios. [9] El informe final de FEMA, FEMA 403 emitido en mayo de 2002, titulado Estudio de rendimiento de edificios del World Trade Center: recopilación de datos, observaciones preliminares y recomendaciones , también proporcionó una cantidad sustancial de datos sobre el evento que no se documentaron en otro lugar. Sus hallazgos sugirieron que los incendios, junto con el daño a los miembros estructurales y los sistemas de extinción de incendios infligidos por los aviones de pasajeros, desempeñaron un papel clave en el colapso de los edificios.

Sin embargo, la investigación del equipo se vio obstaculizada por una serie de cuestiones. La falta de autoridad de los investigadores para incautar piezas de acero para examinarlas antes de reciclarlas provocó la pérdida de importantes piezas de prueba que se destruyeron al principio de las labores de búsqueda y rescate, y gran parte del acero ya se había reciclado en el mes transcurrido entre el ataque y el despliegue del equipo. El equipo se vio obstaculizado aún más por las investigaciones penales en curso del FBI y la NTSB . En una audiencia ante el Comité de Ciencia de la Cámara de Representantes de los Estados Unidos el 6 de marzo de 2002, un panel de testigos y expertos describió los obstáculos como: [8]

Debido a estas deficiencias, el equipo del Estudio del Rendimiento del Edificio no pudo "determinar definitivamente la secuencia de eventos que llevaron al colapso de cada torre". [10] El informe fue notablemente contundente al señalar las deficiencias y los errores de la investigación y su recomendación para otra investigación más exhaustiva y autorizada. [11]

Acto del Equipo Nacional de Seguridad en la Construcción

Como resultado de los hallazgos no concluyentes del equipo de Estudio de Rendimiento de Edificios de FEMA y las preocupaciones sobre los pasos en falso en su investigación, la Cámara de Representantes de los EE. UU. redactó una legislación que otorgaría amplios poderes, incluido el derecho a emitir citaciones, a los equipos que investigan fallas en los edificios. [12] El proyecto de ley también ordena que los equipos se centren en el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST), cuyo laboratorio de investigación de edificios e incendios en Maryland ha llevado a cabo extensas investigaciones de fallas en los edificios en el pasado. [13] El proyecto de ley, citado como la ley del Equipo Nacional de Seguridad en la Construcción (NCST), fue aprobado por la Cámara y el Senado y fue firmado como ley el 1 de octubre de 2002 por el presidente George W. Bush . [14]

La Ley NCST otorga al NIST un mandato claro para: [15]

  1. Establecer la causa técnica probable de las fallas en los edificios;
  2. evaluar los aspectos técnicos de los procedimientos utilizados para la evacuación y respuesta a emergencias;
  3. recomendar cambios específicos en los códigos, normas y prácticas de construcción;
  4. recomendar cualquier investigación u otras acciones apropiadas necesarias para mejorar la seguridad estructural de los edificios; y/o cambios en los procedimientos de respuesta y evacuación de emergencia; y,
  5. formular recomendaciones finales dentro de los 90 días siguientes a la finalización de una investigación.

Investigación

El NIST comenzó su investigación el 21 de agosto de 2002. Antes de esa fecha, voluntarios del NIST, FEMA, ASCE y otros recolectaron elementos de acero importantes para la investigación de las cuatro instalaciones de reciclaje de acero durante el esfuerzo de recuperación. Recopilaron y catalogaron 236 artefactos de acero, incluidas columnas exteriores, columnas centrales, cerchas de piso y otros elementos estructurales similares. [16] Pudieron observar la química y la estructura metalúrgicas y realizar experimentos con los elementos recuperados para medir sus atributos, como las propiedades mecánicas a altas temperaturas.

El Laboratorio de Investigación de Incendios y Edificios del NIST creó un modelo informático complejo para comprender el colapso de las torres. [17] En concreto, querían saber si el colapso de una columna central podría provocar el colapso progresivo de todo el edificio. También modelaron la dispersión del combustible para aviones y los daños en el interior del edificio que no eran visibles a partir de las pruebas fotográficas y los testigos oculares. El modelo se utilizó para comprender la hipótesis del colapso.

Recomendaciones

Torres Gemelas

Simulación por computadora del NIST del impacto del avión AA11 contra las Torres Gemelas del World Trade Center (WTC 1)

El equipo de investigación integró sus análisis metalúrgicos , resultados experimentales y simulación por computadora con videos y fotografías de la destrucción y relatos de testigos oculares para comprender cómo se derrumbaron los edificios. Llegaron a dos conclusiones: [16]

  1. Un incendio convencional no debería haber provocado el colapso de los rascacielos de 110 pisos en ausencia de daños en la estructura y el aislamiento ignífugo.
  2. Las torres probablemente no se habrían derrumbado si no fuera por el impacto y el daño que el avión causó al aislamiento ignífugo.

La secuencia de colapso más probable fue similar entre la Torre Sur y la Torre Norte , pero no fueron idénticas. Sin embargo, ambas afectaron a todos los sistemas estructurales principales del diseño del edificio: las columnas centrales, las columnas exteriores y los pisos del edificio. [18]

  1. En primer lugar, los pisos que perdieron el aislamiento ignífugo debido al impacto de los escombros comenzaron a combarse como resultado de la alta temperatura del incendio.
  2. Los pisos hundidos tiraban hacia adentro de las paredes.
  3. Las paredes exteriores comenzaron a curvarse hacia adentro bajo las fuerzas combinadas de los pisos hundidos, el fuego y las columnas centrales cortadas por el daño del impacto de la aeronave.
  4. Finalmente, las paredes exteriores se derrumbaron y los edificios se derrumbaron. Los pisos inferiores ofrecieron poca resistencia a la energía relativamente tremenda del edificio que se desplomaba, lo que permitió que cayeran muy rápidamente.

Las conclusiones de la investigación del NIST no respaldan la "teoría del panqueque" como mecanismo de inicio del colapso, según la cual el colapso comienza con una falla progresiva del sistema de piso. [19] Sin embargo, se aceptó el "pancaking" como el modo de progresión del colapso. [20]

7 Centro de Comercio Mundial

El NIST publicó el informe final de su investigación sobre el colapso del edificio World Trade Center 7 de 47 pisos el 20 de agosto de 2008. [17]

Su conclusión es que el WTC7 se derrumbó principalmente como resultado del incendio que se inició cuando se derrumbó el WTC1. El derrumbe de la Torre Norte también dañó la pared exterior sur del WTC7, pero no fue un factor contribuyente. Debido a que el FDNY no pudo intentar extinguir los incendios que ardían en seis pisos del edificio, el aislamiento ignífugo comenzó a fallar. Después de varias horas de fuego sin control, las columnas de acero, las vigas y las cerchas absorbieron calor y perdieron rápidamente su resistencia. A medida que comenzaron a combarse, deformarse y pandearse, la estructura interior debajo del ático este se derrumbó. La carga de las columnas centrales fallidas se distribuyó a las columnas restantes, que fallaron todas. Esto llevó al colapso progresivo del edificio. [21]

Reformas

La Ley del Equipo Nacional de Seguridad en la Construcción de 2002, que encargó al NIST que llevara a cabo su investigación, establece específicamente que el NIST, que no es una agencia reguladora, no está autorizado a exigir la adopción de códigos, normas o prácticas de construcción. [2] Sin embargo, los informes finales del NIST sobre el derrumbe de los edificios del WTC proporcionan la base técnica para nuevos y mejores códigos, normas y prácticas sobre el diseño de edificios para resistir el derrumbe progresivo. Muchos investigadores del NIST también son miembros clave de organizaciones profesionales que desarrollan normas, y el NIST trabaja activamente con estas organizaciones para garantizar que se pongan en práctica las lecciones aprendidas de las investigaciones. [22]

Protección contra incendios de elementos estructurales

La Asociación Nacional de Protección contra Incendios ha adoptado muchas de las mejoras recomendadas por el NIST para el código de construcción. La recomendación del NIST para mejorar la estructura y el sistema de soporte de un edificio en condiciones de carga severas, como durante un incendio, resultó en la adopción de un nuevo enfoque para el diseño de edificios de gran altura. Se debe prestar mucho más escrutinio a los elementos estructurales primarios y secundarios, así como a las conexiones que los unen. [23]

Las columnas de acero de los edificios del WTC perdieron significativamente su resistencia cuando se las sometió al calor del fuego. Sin embargo, el hormigón calentado a la misma temperatura no perdió resistencia en absoluto. [24] Como resultado, los nuevos edificios de gran altura, incluido el One World Trade Center , se están construyendo con hormigón reforzado de alta resistencia. [25]

Sistemas de comunicación de emergencia

Debido a que la Oficina de Gestión de Emergencias de la Ciudad de Nueva York estaba ubicada en el World Trade Center 7 el día de los ataques y el equipo de comunicaciones vital estaba ubicado en la Torre Norte, su respuesta se vio significativamente obstaculizada. Desde entonces, han trasladado sus oficinas a Brooklyn , y los equipos de gestión de desastres y emergencias de todo el país también se están alejando de posibles objetivos de ataques terroristas , desastres naturales y otros escenarios de emergencia. [26]

Teorías de conspiración

Los críticos de estas teorías conspirativas dicen que son una forma de conspiracionismo común a lo largo de la historia después de un evento traumático en el que las teorías conspirativas surgen como una forma mítica de explicación. [27]

Una crítica relacionada se refiere a la forma de investigación en la que se basan las teorías. Thomas W. Eagar, profesor de ingeniería en el MIT , sugirió que "utilizan el 'método científico inverso'. Determinan lo que sucedió, descartan todos los datos que no encajan con su conclusión y luego aclaman sus hallazgos como la única conclusión posible". [28]

Lista de informes publicados

Véase también

Referencias

  1. ^ "Replicación de prueba de incendio en la oficina". NIST. 22 de junio de 2007. Consultado el 11 de septiembre de 2022 . Dominio públicoEste artículo incorpora texto de esta fuente, que se encuentra en el dominio público .
  2. ^ ab "Responsabilidad del NIST según la Ley del Equipo Nacional de Seguridad en la Construcción" (PDF) . www.nist.gov. Noviembre de 2012. Archivado (PDF) desde el original el 29 de diciembre de 2016.
  3. ^ Banovic, SW; Foecke, T.; Luecke, WE; McColskey, JD; McCowan, CN; Siewert, TA; Gayle, FW (1 de noviembre de 2007). "El papel de la metalurgia en la investigación del NIST sobre el colapso de las torres del World Trade Center". JOM . 59 (11): 22–30. Bibcode :2007JOM....59k..22B. doi :10.1007/s11837-007-0136-y. ISSN  1047-4838. S2CID  54171175.
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  7. ^ Eagar, Thomas W.; Musso, Christopher (2001). "¿Por qué se derrumbó el World Trade Center? Ciencia, ingeniería y especulación". JOM . 53 (12): 8–11. Bibcode :2001JOM....53l...8E. doi :10.1007/s11837-001-0003-1. ISSN  1047-4838. S2CID  56119666.
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  12. ^ Glanz, James (1 de mayo de 2002). "El informe sobre el derrumbe de las Torres Gemelas termina en su mayoría en preguntas". The New York Times . ISSN  0362-4331. Archivado desde el original el 29 de enero de 2018 . Consultado el 28 de noviembre de 2016 .
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Enlaces externos