El fuego, no el impacto, hundió las torres

El mundo asistió incrédulo el pasado 11 de septiembre a la caída de las gigantescas torres del World Trade Center de Nueva York, dos de los edificios más altos del mundo, tras sendos impactos de grandes aviones de pasajeros cargados de combustible y pilotados por suicidas. Aunque la discusión técnica sobre el desplome es probable que dure mucho tiempo (los ingenieros especialistas en estructuras de Estados Unidos -el American Institute of Steel Construction- ya han planteado una investigación) los expertos han coincidido hasta ahora en que la causa principal del derrumbamiento fueron las altas temperaturas que alcanzó la estructura de acero de los edificios y su exposición a la llama directa durante los gigantescos incendios que siguieron a los impactos.

Las Torres Gemelas tenían una estructura muy simple que se viene utilizando para los edificios muy altos desde hace 20 o 30 años y que es idéntica a la de la Torre Picasso de Madrid, del mismo arquitecto (Minoru Yamasaki). Básicamente reparte las cargas que tiene que soportar, incluidos el viento y los movimientos sísmicos, entre un tubo cuadrado hueco (la fachada, construida con columnas de acero bastante juntas) y un núcleo central de pilares de acero. Vigas horizontales en las plantas relacionan las estructuras verticales interna y externa.

Un avión

Joaquín Martí, catedrático de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Minas de Madrid, que está especializado en el análisis de temas estructurales complejos, como es la resistencia a impactos, recuerda que las torres estaban diseñadas para resistir el impacto de un avión Boeing 707 cargado de combustible, e incluso el más moderno y mayor 747 (los aviones utilizados, Boeing 767, tenían un tamañó intermedio). Sin embargo, la resistencia a estos impactos se calcula únicamente desde el punto de vista mecánico y no incluye el efecto del incendio del combustible, porque sus características dependen de muchos factores imposibles de prever. La resistencia a incendios es otra faceta completamente distinta en el diseño de un edificio, y las torres estaban diseñadas para que su estructura de acero, recubierta de aluminio la externa y de otro material la interna, resistiera al menos dos horas un incendio convencional, cuya propagación se podría evitar echando mano de los depósitos de agua situados estratégicamente.

'En al menos uno de los impactos los pilares externos segados fueron muy pocos', explica Martí, 'y la torre estaba perfectamente después. El problema fue el fuego. Lo normal es que tuviera un par de horas de resistencia frente al fuego normal, pero hay distintos tipos de fuego y el combustible de avión alcanza temperaturas muy altas, con lo que esas dos horas se reducen incluso a media hora. Al aumentar la temperatura la resistencia del acero disminuye y llega un momento en que aunque la parte por encima de impacto sigue pesando lo mismo que antes, el conjunto de pilares no puede soportar el peso que tiene encima. Por eso la torre cae verticalmente, sobre su misma planta'. Y es que cuando cede al menos una planta, el resto de la torre por debajo de ella ya no puede aguantar el impacto de una gran masa a cierta velocidad, y el proceso de derrumbamiento se acelera a medida que más masa cae. Es la gravedad la que tira las torres, ha comentado el presidente de la empresa que diseñó su estructura. Un físico ha ido más allá y ha calculado que la energía liberada fue equivalente al menos a un 2% de la de la bomba atómica de Hiroshima.

Los ingenieros no saben todavía con exactitud lo que falló antes, si el núcleo central o la película estructural de las fachadas. 'La estructura de las torres tuvo un comportamiento modélico, resistió el impacto sin daño profundo y por eso se pudo evacuar a mucha gente', comenta, por su parte, el ingeniero Julio Martínez Calzón, experto en diseño estructural, quien opina que, al caer la parte alta sobre la baja a velocidad cada vez mayor, el núcleo actuó como una aguja centrando las cargas y evitando que saliera de su planta.

¿Esperaban los terroristas derrumbar las torres? Es probable que sí. Los expertos, al menos, sí lo adivinaron. Para Martínez Calzón, estaba claro que la segunda torre, la que recibió el impacto más abajo y tardó una hora en caer, terminaría por hacerlo, porque tenía muchos pisos por encima. 'Dudé respecto a la otra, podía haber una posibilidad de que no progresara el desplome', comenta. Ésta cayó tras una hora y tres cuartos. Otro experto, John Knapton, de la Universidad de Newcastle, asegura que vivió horrorizado el accidente porque estaba seguro de que las torres se caerían y que no entiende cómo no se retiraron los bomberos y los policías.

Respecto a la disminución de la resistencia del acero con el aumento de la temperatura, Martínez Calzón explica que el acero empieza a perder su resistencia a 600 grados y que a los 950 grados es como mantequilla. Otros expertos estiman que se alcanzó una temperatura de al menos 800 grados.

¿Se podrían haber diseñado las torres para hacerlas resistentes a este tipo de impactos?. La respuesta general es que no. Un factor es la estructura. Cuando se diseñaron y empezaron a construir las torres, en los años sesenta, no se podía plantear el uso del hormigón y además, en opinión de Martínez Calzón, si el edificio se hubiera hecho con hormigón en vez de con acero no hubiera sido más resistente, por decirlo de forma simple. 'Los esquemas resistentes hubieran sido iguales', comenta. Sí cree que se pueden hacer algunos matices: 'Una estructura metálica es más dúctil frente al impacto, tiene una mejor respuesta instantánea, aunque el tiempo de resistencia al fuego es más bajo. El hormigón, sin embargo, es más frágil'.

Probabilidades

'Las estructuras se proyectan para que sean razonablemente seguras, y cuando se les añade seguridad adicional se encarece el proyecto', recuerda Martí. Hay accidentes tipo que constituyen las bases del diseño resistente, pero hay otros que se consideran lo suficientemente improbables como para no tenerlos en cuenta. Claramente, los del 11 de septiembre entran en este último tipo, aunque las torres sí resistieron sin daño la explosión de una elevada cantidad de dinamita en su base en 1993.

Entre los edificios que sí se construyen para resistir grandes impactos, incluido el de un avión a gran velocidad, están algunas centrales nucleares, cuyo edificio de contención puede aguantar un caza tipo Phantom a toda velocidad (215 metros por segundo). 'Cuando se analiza este impacto se ve que hay dos fases completamente distintas: el impacto del fuselaje, que tiene poca resistencia estructural y produce una carga relativamente modesta, y luego viene el pico que supone el motor, mucho más resistente'. El diseño se hace de forma que no se dañe el hormigón por dentro ni se produzcan vibraciones que afecten a los equipos nucleares.