Los atentados del 11-S. El colapso estructural de las Torres Gemelas.

Datos generales

La WTC2 tenía una altura de 415′5 metros (110 plantas), mientras que la WTC1 alcanzaba los 417 metros. La planta de ambas se correspondía a un cuadrado de 63′7 metros de lado. Cada torre ofrecía 350.000 m² de espacio para oficinas. Se estima que entre ambas sumaban 200.000 toneladas de acero, 325.000 m³ de hormigón, 55.000 m² de superficie acristalada correspondiente a 43.600 ventanas, 239 ascensores y 71 escaleras automáticas. Tenían capacidad para 50.000 trabajadores y eran visitadas por hasta 150.000 personas al día, en su mayoría turistas extranjeros.
Consideraciones previas
Las torres fueron diseñadas de acuerdo al llamado sistema de tubo en tubo, que combina el sistema de fachada resistente junto con un núcleo rígido central. El sistema de fachada resistente se basa en crear una estructura formadas por columnas en la fachada que se sitúan poco separadas entre si, las cuales se unen con las vigas de cada piso, conformado en conjunto una malla estructural que actúa como una caja relativamente rígida. El comportamiento bajo la acción de las fuerzas horizontales es el de un voladizo empotrado en el suelo. En el sistema de tubo en tubo se añade un núcleo central para soportar parte del peso vertical. Este nucleo se une a las fachadas mediante las vigas de los pisos.Asi pues, las columnas perimetrales fueron diseñadas para resistir las acciones horizontales (viento y posibles impactos) y parte de las acciones verticales (peso propio y cargas permanentes, variables y accidentales). El núcleo central fue diseñado para resistir solo una parte del peso vertical (aproximadamente el 60%, estimándose en 248.400 toneladas el peso total del edificio por encima del nivel del suelo). En la fase de diseño se consideró la hipótesis del impacto de un avión, pero los cálculos se hicieron suponiendo que se estrellara un Boeing 707 a una velocidad moderada, y ademas no se considero la posibilidad de que el edificio sufriera un incendio posterior. Las torres asumían oscilaciones superiores a los 4 m. en su ultima planta y soportaban vientos huracanados de hasta 160km/h.
Muros Exteriores
Para los muros exteriores, se usaron módulos prefabricados formados por tres columnas unidas mediante tres placas de antepecho, funcionando como celosías Vierendeel. Cada modulo tenia una altura de tres plantas (10′8 metros). Los diferentes módulos se conectaban entre si mediante uniones atornilladas, usándose para ello tornillos de alta resistencia. Estos módulos se desfasaban verticalmente una planta entera entre contiguos, de tal forma que en cada planta solo una tercera parte de ellos presentara las uniones atornilladas.De los cimientos del edificio partían 20 columnas perimetrales por cada lado, pero en la séptima planta (contando seis de sótano) estas se dividían en tres mediante una disposición en tridente.Asi pues, ambas torres presentaban 59 columnas en cada lado. Estas columnas tenían una sección transversal cuadrada de 355 mm. de lado, y estaban fabricadas mediante cuatro chapas de acero soldadas, cuyo espesor variaba según la altura (mas finas según ganaban altura).El núcleo
El núcleo central albergaba los ascensores, tres huecos de escalera, descansillos y huecos para diversas instalaciones (cableado, tuberías…). Tenia unas dimensiones totales en planta de 27 m. de ancho por 41 m. de largo. Estaba compuesto por 47 columnas de acero. Estos pilares presentaban una sección hueca rectangular en los pisos bajos, mientras que en las plantas altas tenían un perfil laminado en forma de H. Las dimensiones de los pilares variaban según su posición en planta dentro del nucleo, y el espesor de los elementos que los conformaban decrecía a medida que se ganaba altura. Estaban recubiertos de hormigón.Los huecos de los ascensores estaban formados por placas de cartón-yeso, fijadas a un nucleo de acero. Se usó este material para darle flexibilidad al hueco, dadas las elevadas presiones originadas por la alta velocidad de los ascensores.
Los suelos
Los suelos estaban formados por losas de hormigón de unos 10 cm. de espesor, vertido sobre unas placas de acero que eran soportadas por vigas metálicas en celosía. Las vigas metálicas principales apoyaban sus extremos en el núcleo y muros exteriores, variando su luz entre 18′2 m. y 11′0 m. según zonas. Las secundarias discurrían transversalmente sobre las principales, formando entre todas el armazón de cada planta. En el espacio de oficinas no había ni una sola columna interior. Los suelos cumplían la función de estabilizar lateralmente las columnas exteriores, redistribuyendo entre ellas las cargas laterales producidas por el viento. En ningún caso estas cargas laterales se transmitían al núcleo central (las uniones de las vigas con los muros interiores estaban diseñadas para evitarlo), pues este era demasiado rígido como para asimilar desplazamientos.Los cordones superiores de las vigas principales se unían a los muros exteriores en columnas alternativas. La unión se realizaba atornillando estos cordones a unos apoyos soldados en la cara interior de las placas de antepecho. En muchas de estas vigas se introdujeron también uniones para los cordones inferiores usando amortiguadores viscoelásticos, los cuales minimizaban los movimientos causados por el viento en los pisos mas altos.La protección contra el fuego
Las columnas de acero se cubrieron con un aislante térmico de base mineral, al igual que las celosías que soportaban los suelos. Tras un incendio ocurrido el 13 de febrero de 1975, se añadió un sistema de rociadores contra incendios con capacidad para unos 140 m² (suponiendo que el fuego se produjese en una única planta).
Resumen
Este edificio fue el primer rascacielos que no uso mampostería (mortero con bloques o ladrillos) en su construcción. Se eligió un diseño estructural liviano y barato. Para que os hagáis una idea en términos comparativos, el Edificio Empire State tiene 102 plantas (381 metros de altura), con un área total de 204.385 m²., y SOLO su estructura de hormigón y acero pesa 330.000 toneladas. Por su parte, cada torre del WTC alcanzaba los 415 metros de altura, con un área total rondando los 400.000 m²., y soportaba un peso total de 248.400 toneladas.