El colapso del World Trade Center | La Física completa
Summary
TLDREl guion del video detalla el colapso de las Torres Gemelas tras el atentado terrorista del 11 de septiembre. Se discute el diseño estructural del tubo perimetral, la resistencia inicial a la impactación y el uso de grúas canguro en su construcción. La explicación incluye el papel del núcleo central en la carga y cómo el fuego y el daño a las columnas llevaron al derrumbe. Se menciona el aislamiento de espuma en spray y cómo las conexiones de los pisos con el núcleo se debilitaron por el calor. El video también compara el diseño del World Trade Center con el del Empire State Building y destaca las mejoras en seguridad y diseño en el nuevo World Trade Center.
Takeaways
- 🔍 El atentado del 11 de septiembre no provocó la caída inclinada de las Torres Gemelas; permanecieron firmes durante más de una hora antes de colapsar de manera vertical.
- 🏢 El diseño estructural de las Torres, conocido como 'tubo perimetral', fue una de las razones clave del colapso, ya que permitía una mayor flexibilidad y menos soporte en las columnas.
- 🔨 La construcción de las Torres utilizó grúas canguro, una innovación que ayudó a acelerar el proceso de construcción al permitir que las grúas se elevaran por sí mismas.
- 🔥 El aislamiento de espuma en spray fue una técnica utilizada para proteger las estructuras metálicas del calor en caso de incendio, permitiendo que las Torres soportaran el impacto más de una hora.
- 📐 El núcleo de las Torres, aunque pequeño en superficie, soportaba la mayoría de la carga de gravedad y estaba conectado a las columnas perimetrales a través de vigas en forma de I.
- 🔗 Las conexiones entre los pisos y el núcleo eran cruciales para la integridad estructural, pero se debilitaron debido al aumento de temperatura durante el incendio.
- 💡 Los 'amortiguadores viscoelásticos' absorbieron el impacto del avión, permitiendo que las Torres se movieran flexiblemente y soportaran el peso incluso después del impacto.
- 📉 La abolladura en el diseño de tubo perimetral, causada por el impacto y el peso del incendio, provocó el pandeo de las columnas, lo que llevó al colapso de las Torres.
- 🛠 La conexión del núcleo con los pisos se rompió durante el colapso, lo que resultó en la caída de los pisos y la eventual caída de las Torres.
- ⏳ El colapso de la Torre Norte tomó 13 segundos y la Torre Sur, 11 segundos, demostrando la rapidez con la que se desencadenó la reacción en cadena.
- 🆕 El nuevo World Trade Center, conocido como One World Trade Center, incluye mejoras en la seguridad y diseño térmico, como muros de cemento armado alrededor de las escaleras de evacuación y estructuras de acero cubiertas por concreto.
Q & A
¿Qué sucedió en las Torres Gemelas durante el atentado terrorista del 11 de septiembre?
-Durante el atentado, las Torres Gemelas sufrieron un fuerte impacto por el avión, pero no cayeron inmediatamente. Permanecían firmes por más de una hora antes de colapsar de manera vertical debido a su diseño estructural.
¿Cuál fue la causa principal del colapso vertical de las Torres Gemelas?
-La causa principal del colapso fue el diseño estructural de las torres, conocido como diseño de tubo perimetral, que se vio afectado por la quema de combustible que aumentó la temperatura y provocó el hundimiento de las columnas.
¿Qué es el diseño de tubo perimetral y cómo influyó en la resistencia de las Torres Gemelas?
-El diseño de tubo perimetral es una estructura en la que las columnas se redistribuyen en una disposición circular, permitiendo espacios de oficinas sin columnas internas. Este diseño permitió que las torres permanecieran firmes después del impacto del avión.
¿Cómo se construyeron las Torres Gemelas utilizando grúas canguro?
-Las grúas canguro fueron utilizadas para acelerar la construcción de las Torres Gemelas. Estas grúas podían elevarse por sí mismas, incrementando su altura y ayudándose mutuamente en el montaje de los bastidores.
¿Qué técnica se utilizó para proteger las torres de los incendios durante la construcción?
-Se utilizó un proceso de aislamiento de espuma en spray, que generaba una textura espumosa sobre la superficie metálica que podía retener el calor y proteger el acero de los edificios durante un incendio.
¿Cuál es la función del núcleo en la estructura de las Torres Gemelas?
-El núcleo, aunque no ocupaba más de una cuarta parte de la superficie, soportaba la mayor parte de la carga de gravedad de la Torre, con columnas soldadas que alcanzaban una altura de entre 30 y 50 metros.
¿Qué sucedió con las conexiones de los pisos durante el colapso de las Torres Gemelas?
-Durante el colapso, las conexiones de los pisos con el núcleo se debilitaron debido a la alta temperatura, lo que resultó en el rompimiento del soporte del núcleo y el colapso de los pisos hacia abajo.
¿Cómo se describe el efecto de la abolladura en el diseño de un tubo perimetral?
-La abolladura en el diseño de un tubo perimetral puede causar un colapso en la zona de la abolladura cuando se aplica una fuerza axial, debido a un fenómeno conocido como pandeo.
¿Qué medidas se tomaron en el diseño del nuevo World Trade Center para mejorar la seguridad?
-En el nuevo World Trade Center se introdujeron medidas como un grueso muro de cemento armado alrededor de las escaleras de evacuación, la cubierta de concreto para proteger la estructura de acero y la implementación de nuevas normas de seguridad para los edificios.
¿Cuánto tiempo tardaron las Torres del World Trade Center en colapsar después del impacto de los aviones?
-La Torre Norte se derrumbó en 13 segundos y la Torre Sur en solo 11 segundos después del impacto de los aviones.
¿Qué pruebas se realizaron antes de construir las Torres del World Trade Center para evaluar su resistencia a impactos?
-Se sometieron a pruebas de choque de aviones, donde el diseño de las torres se mantuvo bastante bien. Sin embargo, no se consideraron el efecto del fuego por los galones de combustible y el tamaño real del avión que impactó.
Outlines
🏢 Colapso de las Torres Gemelas: El papel del diseño estructural
El primer párrafo explica cómo el atentado terrorista del 11 de septiembre impactó las Torres Gemelas. Aunque el impacto del avión no provocó una caída inclinada inmediata, las torres colapsaron después de una hora debido a su diseño estructural de 'tubo perimetral'. Este diseño permitía espacios de oficinas sin columnas, pero también hizo más vulnerables a las torres ante el impacto y el fuego. Además, se describen las 'grúas canguro', una innovación en la construcción que ayudó a acelerar el proceso de construcción de las Torres Gemelas.
🔨 La conexión de los pisos y su rol en el colapso
El segundo párrafo se centra en la conexión entre los pisos y el núcleo de las Torres Gemelas, así como en la importancia de las 'cerchas' y los 'asientos de acero' en la estructura del edificio. La abolladura causada por el impacto del avión y el fuego, junto con el aumento de temperatura, debilitaron estas conexiones, lo que llevó a un colapso en cadena de los pisos. El texto también analiza cómo la fuerza de compresión durante el colapso provocó el pandeo de las columnas perimetrales, contribuyendo al derrumbe total del edificio.
🛠 Innovaciones y mejoras en la seguridad de los nuevos World Trade Center
El tercer párrafo discute las lecciones aprendidas del colapso de las Torres Gemelas y cómo se aplicaron en el diseño y construcción del nuevo World Trade Center. Se mencionan las mejoras en la estrategia de rescate, el diseño térmico y la seguridad estructural, como el uso de un muro de cemento armado alrededor de las escaleras de evacuación y la protección completa de la estructura de acero con concreto para evitar el aumento de temperatura. Estas medidas han hecho que el nuevo World Trade Center sea el más alto del hemisferio occidental.
Mindmap
Keywords
💡Atentado terrorista
💡Torres Gemelas
💡Diseño estructural
💡Cuerpo central
💡Pando
💡Aislamiento de espuma en spray
💡Grúa canguro
💡Cerchas
💡Cercha del sombrero
💡One World Trade Center
Highlights
El atentado terrorista del 11 de septiembre no provocó una caída inclinada inmediata en las Torres Gemelas, sino que estas permanecieron firmes durante más de una hora.
La caída de las Torres Gemelas fue vertical y fue causada principalmente por su diseño estructural, específicamente el diseño de tubo perimetral.
Los ingenieros eligieron el diseño de tubo perimetral para maximizar el espacio de oficinas sin columnas molestas en el interior.
El World Trade Center utilizó grúas canguro, una innovación en la construcción que permitió una construcción más rápida y eficiente.
Las Torres Gemelas estaban equipadas con un sistema de aislamiento de espuma en spray que protegía el acero de la estructura del calor en caso de incendio.
El núcleo de las Torres Gemelas, aunque pequeño en superficie, soportaba la mayor parte de la carga de gravedad de la Torre.
La conexión de los pisos con el núcleo y el perímetro era crucial para la estabilidad de la Torre, y su diseño incluía detalles como asientos de acero y placas de separación.
El impacto del avión en el World Trade Center dañó columnas perimetrales y centrales, pero los amortiguadores viscoelásticos absorbieron parte del impacto, permitiendo que las Torres se mantuvieran erigidas por más tiempo.
El colapso de las Torres fue desencadenado por el peso de los pisos superiores cayendo sobre los pisos inferiores, lo que provocó una reacción en cadena de colapso.
La abolladura causada por el impacto del avión y el fuego provocó un efecto de pandeo en las columnas perimetrales, lo que llevó a su colapso.
El núcleo central, que podría haber salvado los pisos superiores, se vio afectado por la desconexión causada por el calor y el impacto, lo que resultó en el colapso total.
La Torre Norte se derrumbó en 13 segundos y la Torre Sur en 11 segundos, mostrando la rapidez con la que se desencadenó el colapso.
Las pruebas de choque de aviones realizadas antes de la construcción no consideraron el tamaño del avión y el impacto del fuego en el diseño de las Torres.
El nuevo World Trade Center incluye mejoras en la seguridad y diseño térmico, como un muro de cemento armado alrededor de las escaleras de evacuación.
Las nuevas normas de seguridad introducidas por el gobierno mejoran la resistencia de los edificios a desastres similares al del 11 de septiembre.
El nuevo World Trade Center es el edificio más alto del hemisferio occidental, lo que demuestra la evolución y mejora en la ingeniería de edificios.
Transcripts
el atentado terrorista del 11 de
septiembre la inmensa fuerza de impacto
del avión no ocasionó que las Torres
Gemelas sufrieran una caída inclinada
semejante por el contrario las torres
permanecieron firmes a lo largo de más
de una hora no obstante ante la sorpresa
de todo el mundo las torres se
desplomaron como un castillo de naives
una caída vertical la principal razón de
este colapso tan raro fue el diseño
estructural de las torres el diseño de
tubo perimetral los suelos de cemento
del World Trail Center se sujetan sobre
estas cerchas al estrellarse el avión la
quema de combustible incrementó la
temperatura y produjo el hundimiento de
las herch puedes decir cuál es la
consecuencia de un suelo pesado y
hundido en el edificio espera Espera
espera estamos yendo demasiado rápido si
queremos entender correctamente la
física detrás del colapso en primer
lugar tenemos que entender la geometría
y los detalles de diseño de este
edificio el diseño de tubo perimetral se
origina cuando se redistribuyen columnas
uniformes en un edificio a una
distribución de tubo o dentro de tubo
fijémonos en los bonitos y cómodos que
son Estos espacios para oficinas en el
interior de las zonas de oficinas no
existen columnas molestas este fue el
único motivo por el que los ingenieros
optaron por este diseño único de tubo
perimetral para los dos rascacielos solo
hay que compararlo con las oficinas del
Empire State Building por ejemplo aquí
las columnas gigantescas se comen mucha
superficie útil de oficinas si amplas la
imagen descubrirás que la torre no está
formada por un único Pilar exterior en
toda su altura sino por un conjunto de
paneles
prefabricados un panel está formado por
tres columnas de tres pisos de altura
las placas tímpano lo sostienen entre sí
los ingenieros unieron estos paneles
siguiendo un orden ascendente de altura
en repetidas ocasiones solo para darle
rigidez al tubo
exterior estas bonitas pero gigantescas
grúas denominadas grúas canguro jugaron
un papel decisivo en la aceleración de
los trabajos de construcción del World
rail Center puedes explicar a partir de
esta animación como esta innovadora grúa
sube por sí misma al accionar el pistón
la grúa incrementa su altura Entonces
esta estructura de soporte tan
interesante que solo puede flexionarse
hacia un lado contribuye a que la grúa
descanse en esta posición en esta etapa
la parte inferior del pistón se retrae
una vez más el mecanismo de soporte de
flexión hacia un lado resulta de gran
ayuda una vez que la grúa está apoyada
es tiempo de colocar estos bastidores en
la base y hacerla Más estable la forma
en que sube esta grúa se ve estupenda
verdad Si desea incrementar su altura
basta con repetir la misma serie de
movimientos resulta interesante que la
grua canguro vecina se ayudará en el
momento del montaje de los cerrojos de
los bastidores las torres del World
Trade Center fueron unas de las primeras
de Estados Unidos en emplear estas
innovadoras grúas te diste cuenta de lo
que este trabajador está haciendo aquí
en realidad esta actividad es la razón
por la que las torres soportaron más de
una hora antes del derrumbe se trata de
un proceso de aislamiento de espuma en
spray al rociar este líquido especial a
la superficie metálica se genera una
textura espumosa sobre ella si se
produce un incendio esta espuma puede
retener el calor e impedir que llegue al
acero durante una o dos horas según sus
valores
nominales con Esta técnica se protege el
edificio Hasta que el personal de
emergencia controle el incendio las
cerchas y columnas de las Torres Gemelas
se cubrieron con este aislamiento de
espuma en spray ahora llega el momento
del segundo componente principal del
diseño el núcleo a pesar de que el
núcleo no ocupa más de una cuarta parte
de la superficie esta estructura soporta
la mayor parte de la carga de gravedad
de la Torre cada columna del núcleo fue
soldada a la de abajo alcanzando cada
una de ellas una altura de entre 30 y 50
m después las vigas en forma de I se
unieron en cada planta si se amplía la
imagen y se examina la caída de la torre
del World TR Center es obvio que
básicamente se trata de un desplome de
pisos Vamos a aprender algo sobre la
conexión de pisos del World tril Center
para poder entender mejor el colapso la
conexión de Los pilares exteriores y el
núcleo con una envergadura de 60 pies
únicamente era posible por medio de una
disposición de cerchas ya que las
cerchas se habrían hundido a fin de
facilitar el proceso de construcción
prefabricar partes del suelo unieron
algunas de las cerchas y las fijaron con
una placa de acero resulta interesante
la manera en que las cerchas están
conectadas a las columnas las conexiones
de la ccha se hacen por medio de estos
diminutos y cruciales asientos de acero
el principal culpable del derrumbe y el
menos mencionado en los informes
ofrecidos por el gobierno vamos a verlo
de cerca el cordón superior del armazón
se apoya en esta pieza de acero en forma
de l inversa este asiento está soldado a
la placa tímpano mediante estas pequeñas
placas de separación por favor recuerda
los detalles de esta conexión va a tener
un papel crucial durante el colapso de
las torres resulta interesante que los
nudillos de la ccha se hicieron saltar
de la chapa de acero así cuando se
vierta el cemento las barras de refuerzo
reforzarán la conexión con el sistema de
acero con el cemento vertido en el lugar
el suelo de las Torres Gemelas está
listo preparado para que los lujosos
espacios de oficinas de planta abierta
se vendan como pan caliente en las ena
de cada Torre se halla el cuarto
elemento estructural importante la
cercha del sombrero esta gigantesca
estructura se construyó para soportar
una antena En la cima de las torres el
sistema de cerchas de sombrero También
sirve de puente entre el núcleo y las
columnas exteriores ahora que has
comprendido toda la estructura de las
torres del World tril Center pasemos de
la física subyacente a su intrigante
colapso al estrellarse el avión contra
el norte rompió el laberinto de columnas
perimetrales de se a ocho pisos este
impacto también causó daños en las
columnas centrales en un 60 por. los
elevadores y escaleras quedaron dañados
atrapando alrededor de 1600 personas
sobre la torre este golpe impactante de
los aviones Boeing pudo haber dejado que
la torre seara de esta manera pero no
fue así a causa de miles de estos
diminutos amortiguadores viscoelásticos
en el edificio estos amortiguadores a
base de caucho absorbieron todo el
impacto por esta razón las Torres
Gemelas son tan flexibles que en un día
de viento se pueden balancear hasta 30
cm más aún las torres se resistieron con
fuerza por más de una hora aún después
de los vacíos en sus paredes de
columnas fue posible gracias a que las
columnas que quedaban tanto las del
perímetro como las del núcleo soportaron
bien el peso de la parte del edificio
que estaba por encima de la zona del
accidente si las columnas que quedaron
estaban haciendo un buen trabajo qué fue
exactamente lo que llevó al colapso de
las
torres in front of me one is Straight
and one is having a
s When I apply Force on this Straight
flor this actually Gravity load the WS
are Straight Nothing is happening to the
Walls you can See
That but When apply the same Force on
this floor with sag you can see the WS
are ding inward There is a huge
deflection towards
inside This is due to the Force which is
acting
inw esto quiere decir que el peso del
suelo de cemento hundido abyara las
columnas perimetrales del interior
recuerda los tubos perimetrales también
son débiles por el incremento de
temperatura ahora vamos a ver cuál es el
efecto de la abolladura en el diseño de
un tubo perimetral tengo aquí una lata
perfecta
Sur pero cuando se le añade una pequeña
abolladura hacia dentro Sencillamente
colapsa lo mismo pasó en las columnas
perimetrales del World trace Center de
modo parecido al experimento si una
fuerza axial penetra en un diseño de
tubo perimetral con una abolladura este
se colapsa en la zona de abolladura se
trata de un caso claro de pandeo puede
que todos hayan experimentado el pandeo
el pandeo se da cuando una carga de
compresión actúa axialmente sobre una
Viga delgada en el caso de la abolladura
el pandeo se produjo con una carga mucho
más baja el fuerte núcleo central puede
salvar los pisos de arriba del derrumbe
desgraciadamente ente No ya vimos Cómo
se conectan los pisos con el núcleo no
se trata de una conexión fuerte por otra
parte a causa de la temperatura elevada
estas conexiones se han vuelto más
débiles durante el colapso de los pisos
a causa de la abolladura el soporte del
núcleo simplemente se
rompería sin casi ninguna conexión con
el núcleo el resultado es claro el
colapso de todo el suelo hacia abajo la
masa de los 15 pisos de arriba era la
misma que la del Titanic 38,000
toneladas adicionalmente la cercha del
sombrero y el Boeing también se cayeron
la súbita fuerza de impacto de este
inmenso peso sobre el suelo justo debajo
acaba de destrozar los pisos
inferiores obviamente los tubos
perimetrales se pandear hann ya que la
fuerza de impacto es gigantesca y de
naturaleza compresiva el efecto se
transformó en una reacción en cadena y
los pisos siguieron cayendo por otra
parte el peso seguía incrementándose
conforme el io caía es probable que
hayas visto el desgarro de las columnas
perimetrales durante el colapso Esto se
debe a la acción de pandeo la Torre
Norte se derrumbó en 13 segundos y la
torre Sur en solo 11
segundos sabías que este escenario
Exacto fue sometido a pruebas antes de
que se construyeran las Torres en la
prueba de choque de aviones este diseño
de Torres se mantuvo bastante bien no
obstante los ingenieros No tuvieron en
cuenta dos condiciones una fue el fuego
causado por los galones de combustible y
la segunda fue el tamaño del avión
cuando se hizo la prueba el avión más
grande que los ingenieros tuvieron en
cuenta fue el Boeing 707 que era la
mitad del que se estrelló la torre One
World Trade Center que actualmente se
lleva el puesto de honor de las gemelas
incluye medidas para mejorar las
estrategias de rescate de personas y el
diseño térmico del edificio en el one
World Trade Center los ingenieros se
levantaron un grueso muro de cemento
armado alrededor de las escaleras de
evacuación Este muro de cemento grueso
funciona como el núcleo del edificio al
parecer ya no se Confía en los núcleos
de acero evidentemente durante un
accidente aéreo el núcleo de cemento se
mantendrá fuerte con respecto a los
pisos esta vez no dejaron expuesta
ninguna estructura de acero la cubrieron
completamente con concreto así se evita
cualquier riesgo de que la estructura de
acero del suelo se vea afectada por el
aumento de la temperatura
además el gobierno introdujo muchas
normas nuevas para la seguridad de los
edificios gracias a estas nuevas medidas
de seguridad el nuevo World Trade Center
es el más alto del hemisferio occidental
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