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Citicorp Center, el rascacielos que pudo colapsar en la Gran Manzana

En el post de hoy vamos a contaros una historia que en más de una facultad se suele mostrar como ejemplo de buena praxis profesional en el mundo de la ingeniería estructural. Se trata de la historia de cómo un rascacielos de 279 m de altura, la torre Citicorp Center en Nueva York, estuvo a punto de colapsar y de cómo gracias a dos casualidades y al buen hacer de un ingeniero, se evitó la catástrofe.

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Lo “gracioso” del  tema es que los neoyorkinos tardaron 18 años en enterarse de que uno de sus rascacielos se les podía haber desplomado encima.

En este post os explicamos en qué consistió el problema estructural, cómo se descubrió el fallo después de que el rascacielos llevara un año puesto en servicio y cómo se procedió a su reparación “in extremis” justo cuando se aproximaba un huracán a la ciudad.

Para empezar a contar bien esta historia hay que retroceder hasta prácticamente principios del siglo XX. En 1905, la Iglesia Evangélica Luterana de San Pedro se trasladó a la esquina de la Calle 54 y Lexington Avenue en Manhattan ocupando la esquina noroeste de la manzana.

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Setenta años después, el banco Citibank quiso establecer su sede en la manzana donde se ubicaba la mencionada Iglesia de San Pedro con un descomunal rascacielos. Pudieron comprar toda la manzana salvo el terreno perteneciente a los religiosos (con la Iglesia hemos topado). Lo que si consiguieron, en cambio, fue la posibilidad de construir sobre la iglesia. Los llamados “airigths” (la iglesia siempre pensando en el cielo). A cambio, eso si, de que le reconstruyeran la ya deteriorada iglesia, manteniendo el mismo emplazamiento del santuario y sin conexión estructural con el rascacielos. Como veis, poniéndolo fácil.

Lo habitual en aquella época era poner, en las cuatro esquinas de los rascacielos, cuatro grandes columnas para recoger las cargas de este. Sin embargo, la situación de la iglesia imposibilitaba dicha solución. Así pues, el ingeniero estructural responsable del proyecto, William LeMessurier, el “prota” de esta historia, colocó esta torre de 59 plantas sobre cuatro grandes columnas, de 35 metros de altura, situadas en el centro de cada uno de los cuatro lados de la torre.

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Este diseño permitió que el lado noroeste del edificio sobresalga en voladizo 22 metros sobre la nueva iglesia.

Fuente Wikipedia

Fuente Wikipedia

Sin embargo, para conseguir esto, LeMessurier tuvo que ingeniar un sistema de refuerzos estructurales apilados con forma de chebrones invertidos. Cada chebrón lo que hacía era reconducir las grandes cargas que iban por los vértices de la torre hacia las columnas que estaban en medio de los laterales y posteriormente hacia el terreno.

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William LeMessurier era por entonces uno de los más distinguidos ingenieros civiles de los Estados Unidos. Contaba con amplia experiencia en rascacielos, como por ejemplo, el Boston’s State Street Bank, con un innovador diseño de sistema de viga voladiza, o el Boston Federal Reserve Bank, rascacielos con un gran orificio en el centro.

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William LeMessurier 1926-2007

Y con el diseño de la torre Citicorp Center había demostrado todo su gran ingenio. De hecho, el sistema estructural concebido era mas flexible de lo que cabría esperar para un rascacielos de su altura (que no era tampoco poca) y, por tanto, tuvo que diseñar un amortiguador de masa en la cabeza de la torre. Una mole de 400 toneladas suspendida en aceite presurizado, que compensa gran parte de la acción del viento.

Este rascacielos fue uno de los primeros en el mundo en incorporar un amortiguador de masa, sistema más que común en las actuales generaciones de rascacielos.

amortiguador-de-masas-citicorp

Amortiguador de masas de la torre Citicorp Center

Como veis, toda una proeza de la ingeniería de la que la empresa Citibank se sentía orgullosa al más estilo americano 😉 :

Si; toda una proeza que encerraba un terrible error de cálculo.

Como decíamos al principio del artículo, la tragedia pudo evitarse debido a dos casualidades. Una de ellas, la más importante, tuvo que ver con una llamada telefónica que recibió LeMessurier en Junio de 1978 (un año después de la puesta en servicio de la torre).

Al otro lado del teléfono estaba Diane Hartley, una estudiante de Ingeniería de la Universidad de Princeton, que estaba enfrascada en el estudio de la estructura de LeMessurier para su tesis. Hartley se aventuró a llamar a LeMessurier para preguntarle sobre algunos aspectos estructurales que no comprendía de su edificio y sobre ciertas dudas sobre su comportamiento frente al viento.

LeMessurier, lejos de mandarla a tomar viento, se preocupó de darle una charla magistral sobre el sistema estructural y cómo este era idóneo para soportar vientos perpendiculares a las caras de la torre.

Diane Hartley actualmente (foto de su perfil de Twitter)

Diane Hartley actualmente (foto de su perfil de Twitter)

A medida que LeMessurier explicaba a Hartley sus dudas se percató de una cosa: él había calculado los efectos del viento considerando este perpendicular a cada una de las caras de la torre, tal y como especificaba la normativa del viento para rascacielos hasta entonces. Sin embargo, gracias a las preguntas de Hartley sobre el tema, se le planteó la duda de si para su sistema estructural mediante chebrones, con columnas situadas en medio de las caras de la torre en lugar de las esquinas, la simplificación de suponer el viento perpendicular a las caras seguía estando del lado de la seguridad.

Cabía la posibilidad de que, dada la singular forma estructural del edificio,  si el viento golpeara a la torre de forma diagonal, dando a dos caras a la vez, los esfuerzos fueran mayores.

Se despidió de la estudiante comentando que en el supuesto de que el viento creara más esfuerzos de los previstos, no debería ser preocupante pues estos  incrementos deberían ser pequeños. Esto, unido a que las uniones de las diagonales en el edificio las había proyectado con soldaduras, un sistema que confería más seguridad que la realmente requerida, no debería generar problemas de importancia.

A la izquierda, direcciones del viento que se habían tenido en cuenta el cálculo de la torre. A la derecha, las direcciones que resultaron las mas desfavorables.

A la izquierda, direcciones del viento que se habían tenido en cuenta el cálculo de la torre. A la derecha, las direcciones que resultaron las mas desfavorables.

Podéis imaginaros a LeMessurier, después de colgar el teléfono, dándole vueltas al tema del viento diagonal, con la mirada un poco ida… Ya no podía obviarlo. Tenía que investigarlo más profundamente. De todas maneras, pensó que aunque no pasara nada con la estructura, el esfuerzo del recálculo podría servir para un buen tema que comentar en sus clases como profesor de ingeniería estructural en Harvard.

Así que, nuestro ingeniero, se puso a recalcular la estructura. Y esta vez estudió el caso de que el viento impactara con direcciones oblicuas a la torre. Lo que ocurrió le sorprendió bastante: encontró que con vientos oblicuos las cargas se incrementaban un 40% respecto a vientos perpendiculares, lo cual podía llegar a originar un incremento de las tensiones en las uniones de las diagonales de los chebrones de hasta el 160%!!!! 😯

Realmente un 160% de incremento de tensiones no era un tema para tomárselo a la ligera. En principio, LeMessurier estaba tranquilo puesto que las uniones que proyectó eran uniones soldadas, un sistema que ofrecía resistencias mayores a las necesarias y podrían, con suerte, compensar en cierta medida ese incremento de tensión. Pero entonces, LeMessurier se acordó de una conversación que había mantenido unos meses atrás en una comida de negocios.  Conversación que llamaremos: la segunda casualidad.

Resulta que unos meses atrás, LeMessurier había asistido a una reunión sobre la construcción de un nuevo edificio en Pittsburgh donde propuso su ingenioso sistema estructural como parte del diseño. En dicha reunión, de forma accidental, se enteró que la constructora del edificio Citicorp Center había decidido cambiar el sistema de uniones de la torre, propuestos inicialmente por él con soldadura, por un sistema de uniones atornilladas (más económicas tanto en material como en plazo de ejecución pero más débiles que las iniciales).

Cuando LeMessurier se acordó de esta reunión es cuando realmente se preocupó. ¿La constructora habría tenido en cuenta los vientos en diagonal a la hora de recalcular las uniones con tornillos? ¿Habrían dejado las uniones al menos con la misma holgura en seguridad que con las que contaban estando soldadas?

Foto detalle de las uniones atornilladas en el Citicorp Center. Fuente: página oficial de Lemessurier.

Foto detalle de las uniones atornilladas en el Citicorp Center. Fuente: página oficial de Lemessurier.

Así que nuestro ingeniero empezó a mover cielo y tierra para poder estudiar lo que habían hecho con las uniones de su edificio y lo que encontró no le gustó nada. Los contratistas no solo no habían tenido en cuenta los efectos de vientos diagonales cuando hicieron la sustitución, como él había temido, si no que habían interpretado el código de construcción de edificios de tal manera que habían considerado innecesario incluir varios cálculos importantes en las uniones. Como resultado, se empleó un número de tornillos mucho menor que el que se necesitaba.

Llegó a la conclusión de que, en base a los datos meterológicos de la zona, el edificio se podría desplomar por el efecto de una gran tormenta de las que ocurren cada 55 años. Y eso si la mole situada en lo alto del edificio, el amortiguador de masas, trabajaba sin ningún fallo. Cosa que tampoco se podía asegurar al 100% dado que el sistema hidráulico del amortiguador era eléctrico y no era descabellado pensar en la posibilidad de que hubiera algún corte eléctrico durante la tormenta. En el caso de fallo eléctrico, una simple tormenta de las que ocurre cada 16 años, podría tumbar el edificio. 😕 

Descubierto el pastel, LeMessurier hizo lo que éticamente tenía que hacer y por lo que se le recordará positivamente en esta historia (y no por haber metido la pata en el cálculo). El 31 de Julio de 1978 concertó una reunión con el abogado de la firma de arquitectos para la cual el había servido como consultor de asuntos estructurales para la torre de Citicorp y luego con la compañía de seguros de dicha firma. Y posteriormente otra reunión con el vicepresidente ejecutivo de Citicorp. En dichas reuniones LeMessurier explicó cuál era el problema con la estructura de la torre y como se podrían realizar las reparaciones de las juntas sin causar molestias a los usuarios de la misma ejecutándolas en horario nocturno.

Fuente: wikipedia

Fuente: wikipedia

Imaginaros la situación desde el punto de vista de los dueños de la torre: estas tan contento en tu nuevo flamante edificio cuando una mañana aparece un ingeniero diciendo que tu rascacielos está en riesgo de derrumbe si viene una simple tormenta. 🙄

Sin embargo, contra todo pronóstico, la reunión resultó ser un éxito. La dirección de Citicorp entendió la gravedad del problema y estuvo de acuerdo con LeMessurier y con su propuesta para la reparación (realizar uniones soldadas a todos los tornillos existentes de la estructura). Incluso se aprobó un plan para instalar generadores eléctricos de emergencia en el amortiguador de masa, para así asegurar el funcionamiento en todo momento.

Llegados a este punto, parece que LeMessurier podía respirar un poco más tranquilo. Pero para poner las cosas un poco más emocionantes, con las obras de reparación a medio empezar, se alertó de la llegada a Nueva York de un huracán.

Fotografía del Huracan Ella (1978). Fuente: wikipedia.

Fotografía del Huracan Ella (1978). Fuente: wikipedia.

El huracán Ella, con vientos de 220 Km/h amenazaba a la “Gran Manzana” en general y a la manzana de Citicorp Center en particular. Era primeros de septiembre y tan solo se llevaba un par de semanas de obras de reparación.

Se creó un plan de emergencia para evacuar el edificio y diez manzanas alrededor de este. De acuerdo con la propuesta final, el plan envolvería 2000 trabajadores de emergencia proporcionados por la Cruz Roja.

Por suerte, a horas de empezar la evacuación de emergencia, Ella giró hacia el este adentrándose en el océano y alejando el peligro.

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Terminado el peligro y reiniciadas las obras, la última tarea que le quedaba a LeMessurier y que también le suponía un mal trago, era informar a la prensa acerca de la gran empresa que se estaba emprendiendo en la nueva torre de Citicorp. Se expidió un comunicado inicial en el que se informaba que el edificio iba a ser reacondicionado para soportar “vientos ligeramente más fuertes”. Sin embargo, el asunto fue aplazado por los medios debido a una inesperada huelga de la prensa de Nueva York. Esto, unido a que no sucedió nada a causa del error de cálculo, hizo que el problema se ocultara al público casi veinte años.  Al final, se dio a conocer en un largo artículo del The New Yorker del 29 de mayo de 1995 titulado “La crisis de Cincuenta y Nueve Pisos de Altura”.

La manera en que LeMessurier manejó la situación de Citcorp aumentó su reputación como ingeniero estructural de excepcional competencia y rectitud. A menudo se pone de ejemplo en las clases de ingeniería como modelo ético a seguir: lejos de haber mostrado incompetencia o mala fe, LeMessurier había tenido un comportamiento ejemplar, descubriendo un problema inesperado, actuado de manera apropiada, oportuna y eficiente, logrando resolverlo.

William J. LeMessurier. Autor de la fotografía Bill Thoen

William J. LeMessurier. Autor de la fotografía Bill Thoen

Aunque hay quien también crítica su comportamiento, porque en su análisis de las cargas del viento confió estrictamente en los códigos de construcción, que establecen solo requisitos mínimos, lo cual, para una estructura tan especial como era su edificio, demostró ser insuficiente. Y no solo eso, hay quien defiende que los comunicados públicos realizados por LeMessurier y Citigroup sobre el estado real de la torre pretendían engañar deliberadamente al público subestimando el problema. Y por último, también se discute si los casi veinte años de silencio no fueron impedimento para un aprendizaje ético y técnico que, de otra manera, se podría haber producido.

Supongo que toda historia tiene sus luces y sus sombras. Sea como fuere, espero que esta historia estructural os haya entretenido y resultado interesante.

Fuentes:


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José Antonio Agudelo Zapata

Ing. Caminos, Canales y Puertos y Máster de Estructuras por la Universidad de Granada. Cofundador y responsable de Estructurando.net

12 Responses to Citicorp Center, el rascacielos que pudo colapsar en la Gran Manzana

  1. Luis dice:

    Muy interesante. Saludos desde Perú.

  2. Sergio dice:

    Otro artículo interesante…pero me surge una pregunta,

    El motivo del aumento de tensiones con el viento diagonal es debido al cortante que se genera?

    Un saludo.

  3. José Manuel dice:

    Gran entrada! Muy interesante de leer!

  4. Javier dice:

    La arquitectura tiene grandes secretos e historias curiosas. Gracias por compartir esta.

  5. Fidel Piña dice:

    Imagino los años que debió envejecer de la mañana a la noche el señor LeMessurier.

  6. LUIS PALACIOS dice:

    pregunto, los trabajos solo fueron en las soldaduras o se realizaron refuerzos adicionales en las columnas y fundaciones?

  7. Muy bueno! gracias por compartir.

  8. envolvería 2000 trabajadores?

  9. Miguel Torres dice:

    Excelente artículo y me hace recordar una frase muy famosa “Errar es de humano y corregir es de sabios”.

  10. Angel Ortega dice:

    Excelente articulo!!!! Invita a ser mejor profesional

  11. Wladimir Pulgar G. dice:

    Muy buen artículo

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