Física errónea para explicar el colapso de las torres gemelas

colapso

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

WTC. ¿Demolición o colapso?

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

World Trade Center - Role of floor loss and buckling

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

forjado

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

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

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

04

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

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

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

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

Referencias:

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

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

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

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

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

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

  • @carajillo:

    tu solo sabes lo que gooogleas, así que mejor estáte callado o habla con conocimiento de causa..

    No va a ser un ——– como tú quién me mande callar, eso seguro. Eso primero.

    Y segundo, la información de san google vale lo que tu capacidad para filtrarla y analizarla. En tu caso cero patatero, debido a tu más que demostrada incultura en muchas áreas. Eso más ser un absoluto —-.

    Por ejemplo, ¿cuantos —- como tú se tragaron que las torres se derrumbaron en caída libre? ¿Y cuántos de estos se preocuparon de buscar un vídeo con la secuencia completa del derrumbe y contaron los segundos para saber si era verdad?

    Esa es la diferencia entre tú, consumidor de basura informativa, y cualquier otra persona más o menos preparada que gusta de contrastar la información.

    Así que cállate tú, ———.

    [editado por admin. Norma 3]

  • @ lamentira:
    lo dudo, las fuentes de google ¿son fiables?..¿le das crédito?, ¿no te parece una locura?, uno esta sujeto a sus creencias, ¿como decides que una información es veraz o no?, ¿existe la desinformación?, ¿las conspiraciones? ,,Bruto, ¿tu también hijo mío?, ¿por que niegas las conspiraciónes? ¿cuales isi cuales no?.
    …buen año… :saludo:

  • @ Nedu:
    Tu si estuviste…. :-D , disculpa chaval, pero tengo el acceso a la misma información que tu, pero olvidaba…, tu eres mejor investigador… :-D

  • Tengo una duda. ¿@carajillos es @carajillo, o son trolls diferentes?

  • Elfumador dijo:

    Tengo una duda. ¿@carajillos es @carajillo, o son trolls diferentes?

    Intuyo que es el mismo.

  • Esto me parece muy interesante.

    CarlosR dijo:

    Siempre caes en el mismo error, lo que hay que demostrar es que SI fueron demoliciones controladas.

    Los botones de mano arriba y mano abajo están etiquetados «Me gusta» y «No me gusta» (creo que serían más productivas otras etiquetas, véanse las de StackOverflow por ejemplo, pero ese es otro tema). El mensaje de @CarlosR ha recibido, en el momento de escribir esto, cuatro «No me gusta». Mi propio mensaje anterior en el que explico que para poder abrazar una nueva hipótesis, hace falta que ésta explique más que la existente (o al menos lo mismo, añado ahora) ha recibido siete «No me gusta».

    Lo interesante es que esos dos mensajes exponen hechos epistemológicos básicos, que a ciertas personas «no les gustan». Afortunadamente, su gusto no influye en la veracidad de esos hechos. Creo que esto pone muy de relieve que en su caso el problema no es descubrir la verdad tras un hecho (que es lo que la epistemología trata de conseguir), sino blindar una posición contra argumentos contrarios. Ni siquiera ninguno de ellos ha hecho el esfuerzo de discutir por qué no es así.

    Sí, muy ilustrativo. Probablemente George Monbiot tenía razón al decir que las teorías conspirativas son la fantasía del cobarde, porque mueven a la gente a no hacer nada.

  • @ Pedro Gimeno:

    carajillo o carajillos como quiera que se haga llamar y el tal E.T. presumiblemente tienen una panda de clones que sistemáticamente usan las manitas pretendiendo defenestrar a los que los «ofenden». No significa nada más que eso. Saludos.

  • J.Carlos dijo:

    ¿como pudo un trozo de aluminio hueco atravesar varios muros de hormigón armado?

    Este user no apareció más. Es graciosa su afirmación. El 757-200 es un trozo de aluminio + otros metales + plasticos + etc. que pesa unas 160 toneladas al despegue. ¿Le habrá parecido poco a J.Carlos?

  • @Carlos :

    La energía cinética, esa gran desconocida. :facepalm:

  • @ Dr. Bacterio:

    Hay usuarios que consideran un deshonor consultar a la Wiki o a Google. Bien les haría si lo hicieran. :bueno:

  • @ Doc Halliday:

    Del polvo vinimos y al polvo vamos. Tú sabes. :-D
    Por esa causa tal vez esos chicos consideran que la cultura no hace falta.

  • @ Dr. Bacterio:
    No te alteres maritere, no he insultado a nadie..tu si, ¿por qué?

  • carajillos dijo:

    @ Dr. Bacterio:
    No te alteres maritere, no he insultado a nadie..tu si, ¿por qué?

    No hay diálogo razonable posible, vienes aquí a provocar. Los burros solo entienden el lenguaje de los palos.

  • @ Pedro Gimeno:
    El sistema de los dedos se han convertido en un campo en que los magutrolls intentan recuperar el «honor» que han perdido (y siguen perdiendo) exponiendo sus teorías aquí.

    @ Doc Halliday:

    Un boeing, lo mismo que un tubo de aluminio…y mis bemoles lo mismo que claveles…

    Un tubo de aluminio capaz de aguantar una diferencia de presión de un cuarto de atmósfera… Que no es moco de pavo…

  • @ Pedro Gimeno:
    Desde el principio en el foro han participado gente de todos los pensares. Siempre que no se salten las normas de conducta dejo que participe todo el mundo. Eso le da un poco de interés a las discusiones aunque a veces se haya producido algún incendio. Cuando la gente no sabe discutir con argumentos utiliza la pataleta de los pulgares abajo, convirtiendo una herramienta pensada para ayudar a los lectores a identificar el contenido de valor, como arma arrojadiza de los que defienden posturas distintas a las que aquí se expresan. Tus opiniones tienen un gran valor aunque a algunos «no les guste». Un saludo.

  • @ CarlosR:

    Tengo una duda. ¿@carajillos es @carajillo, o son trolls diferentes?

    Es el mismo. Es Luis Carlos Campos, de contraperiodismomatrix.com.

  • lamentira dijo:

    @ CarlosR:
    Tengo una duda. ¿@carajillos es @carajillo, o son trolls diferentes?
    Es el mismo. Es Luis Carlos Campos, de contraperiodismomatrix.com.

    Creo que usa otro «LCC» :mareo: Distintas personalidades, un psico típico.

  • @ carajillos:

    lo dudo, las fuentes de google ¿son fiables?..¿le das crédito?, ¿no te parece una locura?, uno esta sujeto a sus creencias, ¿como decides que una información es veraz o no?, ¿existe la desinformación?, ¿las conspiraciones?

    Pues hay de todo, como en la vida misma. Pero el hecho de dudar de algo que se ha leido o que se ha oído, ya por sí mismo, es positivo. Si alguien es capaz de dudar, es que es capaz de dudar hasta de sus más arraigadas convicciones. Los que no dudan, son los que descartan la información por prejuicios. El que encuentres la respuesta a tus dudas o no, es secundario.

  • CarlosR dijo:

    Creo que usa otro “LCC” Distintas personalidades, un psico típico.

    He estado mirando quien es Luis Carlos Campos Nieto, carajote o como se haga llamar…, es un magufo profesional. Este solo viene aquí a provocar, no le interesa debatir nada, otro como el de las dos letras.

  • lamentira dijo:

    Es el mismo. Es Luis Carlos Campos, de contraperiodismomatrix.com.

    ¿O sea que @carajillo es un adulto? Yo que pensaba que era un chaval con la mitad de mi edad.

  • Elfumador dijo:

    Yo que pensaba que era un chaval con la mitad de mi edad.

    Es un chaval con cuerpo de adulto, (mirar sus respuestas). :-D

  • Elfumador dijo:

    lamentira dijo:

    Es el mismo. Es Luis Carlos Campos, de contraperiodismomatrix.com.

    ¿O sea que @carajillo es un adulto? Yo que pensaba que era un chaval con la mitad de mi edad.

    Ha usado otro alias en el foro, no recuerdo cual era. «LCC» lo usa aquí.

  • lamentira dijo:

    Cuando la gente no sabe discutir con argumentos utiliza la pataleta de los pulgares abajo, convirtiendo una herramienta pensada para ayudar a los lectores a identificar el contenido de valor, como arma arrojadiza de los que defienden posturas distintas a las que aquí se expresan.

    Precisamente, mi objeción respecto a las etiquetas «me gusta» / «no me gusta», es que no veo relación entre ellas y ese objetivo (lo que he destacado en negrita). Los gustos de los lectores poco influyen en el valor del contenido. Como ejemplo burdo, si no me gusta la lasaña y la discusión es sobre lasaña, podría restar puntos a cada comentario, sin incumplir lo que dice la etiqueta.

    Imagina, por el contrario, que las etiquetas son, por ejemplo: «Este comentario es constructivo, o aporta algo a la discusión» vs. «Este comentario no es constructivo ni aporta nada a la discusión». Con la psicología magufa, probablemente no habrá diferencia: esas etiquetas se verán de la misma forma que el «me gusta» / «no me gusta». Pero las personas que interpreten honestamente el significado de la etiqueta pueden realmente colaborar en asignar un valor a los comentarios, lo que sería más acorde al objetivo perseguido. Y con un poco de insistencia, quizá llegar a que el uso común de la herramienta sea más acorde a tal objetivo.

    Y de seguir así, para la utilidad que tiene, que parece limitarse a una especie de herramienta para pretender que se ejerce censura, creo que vale la pena simplemente quitar el sistema.

    @todos los que me han respondido:

    Gracias a todos por los comentarios. Entiendo que esa herramienta se use como única arma por quienes no tienen otras para entrar en una discusión seria. Mi mensaje no se debía a nada que se pareciera a una decepción por el resultado; era una reflexión sobre las motivaciones de quienes así lo hacen, por el valor que tiene en revelar la psicología subyacente.

    Y perdón a todos por el off-topic.

  • carajillos dijo:

    uno esta sujeto a sus creencias, ¿como decides que una información es veraz o no?, ¿existe la desinformación?

    La educación es en muchos casos una buena manera de decidir qué información es veraz o no. Valga como ejemplo esta misma entrada: el autor vio un vídeo y, gracias a su educación en las ciencias que se tratan, se dio cuenta de que había errores en el, así que no aceptó las conclusiones por ser inválidas, al apoyarse en premisas erróneas.

    La consistencia de un argumento es muy importante a la hora de evaluar qué creer y qué no, casi tanto como las pruebas aportadas sobre dicho argumento y que éstas sean sólidas y verificables.

    ¿Existe la desinformación? Claro que existe. Pero suele fallar en cuanto a consistencia o en cuanto a solidez de las pruebas. Y un signo de alarma es siempre que la afirmación sea extraordinaria. En ese caso, el escrutinio sobre la afirmación debe multiplicarse, tanto más cuanto más extraordinaria sea, y mientras las pruebas no sean lo bastante sólidas y consistentes como para que no haya absolutamente ningún lugar a dudas, no aceptarla, aunque suene atractiva la idea de pensar que es verdad. Un problema es que muchos sucumben a ese atractivo, probablemente porque para ellos el beneficio de creer que es verdad supera el de rechazarla por ser desinformación.

    Y esos son los que en los círculos escépticos suelen ser llamados «magufos», ya que sus creencias no se fundamentan en una epistemología que les permite acercarse a la verdad, sino en el atractivo que éstas tienen.

  • Pedro Gimeno dijo:

    Entiendo que esa herramienta se use como única arma por quienes no tienen otras para entrar en una discusión seria

    A la attn del Sr. Lamentira
    Posible solución:
    Poner sólo la manita para arriba (verde), si te gusta el comentario le das, si no te gusta te jodes y te aguantas.
    El efecto de remarcar los comentarios más aceptados se consigue igual y evitamos las pataletas tipo Luiscar «Nodoyuna» Gumpos.



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