Ingenieria

DE LA ALEXANDER KIELLAND A LAS TORRES GEMELAS: Catástrofes de ingeniería en el camino hacia la integridad estructural Luis A. de Vedia En el atardecer del 22 de Marzo de 1980, en el Mar del Norte, el tiempo se presentaba tormentoso, con una temperatura ambiente entre 4 y 6ºC y con una temperatura del agua de unos 6ºC. El viento era de unos 20 m/s y las olas alcanzaban de 6 a 8 m de altura. Pocosminutos después de las 18:30 Hs., la Alexander Kielland, una plataforma de explotación petrolera costa afuera convertida en plataforma de alojamiento, localizada en el Mar del Norte, comenzó a inclinarse y en 20 minutos se volcó completamente pereciendo 123 de sus 212 tripulantes. La causa del desastre fue luego rastreada hasta un pequeño cordón de soldadura de filete de 6 mm de cateto que uníauna brida destinada al montaje de un sonar, con uno de los elementos estructurales principales de la plataforma. Irónicamente, el sonar para cuyo montaje la brida había sido instalada, hubiese sido requerido para tareas de explotación que la Alexander Kielland nunca realizó. Poco más de 20 años después, alrededor de las 09:00 de la mañana , dos jet Boeing 767 cargados con 24.000 galones decombustible, impactaron de lleno con diferencia de minutos en sendas torres gemelas del World Trade Center de la ciudad de Nueva York. En alrededor de una hora, los edificios colapsaron llevándose con ellos la vida de 2800 de sus ocupantes. Si bien este último episodio posee características únicas que hacen imposible hallarle un paralelo en la historia de los desastres estructurales, los acontecimientossucintamente descriptos más arriba constituyen sin duda dos casos que si bien ejemplos trágicos de catástrofes de ingeniería, están lejos de ser únicos en el lento camino que el hombre inició hace unos 5000 años con la construcción de las primeras estructuras. Pero antes de analizar con mayor detalle, cuales fueron la razones por las cuales estructuras como las mencionadas dejan sorpresivamente decumplir su función y se convierten en restos retorcidos, comencemos examinando algunos aspectos que tienen que ver con los modos de falla de los componentes estructurales en general. Definimos como elemento estructural a cualquier elemento o componente cuya función esencial sea la transmisión de esfuerzos mecánicos o la retención de fluidos a presión. Esta definición es muy general e incluye porejemplo desde una biela en un motor de combustión interna hasta una tubería de presión para conducción de fluidos a larga distancia. Es necesario tener en cuenta que si bien la función primaria de un elemento estructural es la transmisión de esfuerzos o la retención de presión, existirán en general requerimientos adicionales que el elemento deberá satisfacer. Por ejemplo, el elemento puede tener quecumplir su función en un ambiente químicamente agresivo o a alta temperatura, bajo condiciones de desgaste abrasivo o bajo flujo neutrónico, etc. Estos requerimientos limitan en

general el rango de materiales que será posible emplear para cumplir la función estructural primaria. Definiremos como falla de un elemento estructural a cualquier situación que impida que el elemento cumpla sufunción de transmisión de esfuerzos o de retención de presión como se encuentra previsto en el diseño del elemento. Es decir la falla se produce cuando el elemento se torna incapaz de resistir los esfuerzos previstos en el diseño. Esta definición es muy general e implica por lo tanto situaciones muy diversas. Por ejemplo, la presencia de defectos en una soldadura de una tubería que impide que la mismaopere a la presión de diseño, constituye una condición de falla. Un álabe de una turbina falla si el álabe se rompe o se deforma excesivamente. Es interesante e ilustrativo observar que la estadística mundial de grandes fallas en servicio que se muestra en la Tabla 1 nos dice que mas del 60% de las mismas corresponden a sistemas de tuberías, tanques y reactores. Obviamente una de las razones de...