Resumen Breve
El video explica la historia y los desafíos de ingeniería relacionados con la inclinación de la Torre de Pisa. Desde los intentos fallidos de estabilización con nitrógeno líquido y cemento, hasta la exitosa técnica de sub-excavación que logró reducir la inclinación sin eliminar su atractivo turístico. Se destaca la inestabilidad de inclinación como la causa principal del problema, corrigiendo la idea errónea del asentamiento diferencial.
- Inestabilidad de inclinación como causa principal.
- Intentos fallidos de estabilización.
- Éxito de la técnica de sub-excavación.
En 1995, los ingenieros intentaron corregir la inclinación de 5 grados de la Torre de Pisa utilizando grandes anclajes. Para llevar a cabo este trabajo, las autoridades tuvieron que reforzar el suelo pantanoso debajo de la torre. La solución inicial fue inyectar nitrógeno líquido. Sin embargo, olvidaron que el agua se expande al congelarse, lo que provocó que el suelo del lado norte se expandiera, empeorando la inclinación a 5.5 grados, un nivel peligroso.
En terrenos blandos, las torres tienen una altura máxima que pueden alcanzar antes de volverse inestables, independientemente de cuán rectas se construyan. Este fenómeno se conoce como inestabilidad de inclinación. Una ligera perturbación durante el asentamiento puede determinar la estabilidad de la torre. Si el par de reacción del lado izquierdo es mayor que el del lado derecho, la torre falla. Esto fue lo que le sucedió a la Torre de Pisa, construida sobre suelo fangoso.
La construcción de la Torre de Pisa comenzó en 1173 con cimientos de solo 3 metros de profundidad, insuficientes para el suelo suelto y fangoso. Al alcanzar los tres pisos, la construcción se detuvo debido a la guerra, y la torre se inclinó. El peso de la torre comprimió el suelo, aumentando su resistencia y evitando una mayor inclinación. Sin embargo, al retomar la construcción casi 100 años después, la inestabilidad de la inclinación reapareció.
Para solucionar el problema, los ingenieros intentaron añadir menos peso en la parte sur que en la norte, utilizando ladrillos en forma de cuña y construyendo la torre vertical, no normal al piso anterior, creando la ilusión de que no estaba inclinada. A pesar de estos intentos, la inclinación siguió empeorando. En 1360, durante la tercera fase de construcción, se construyó la cámara de las campanas, continuando con la estrategia de usar menos material en el lado norte que en el sur. La construcción se completó en 1372, con una inclinación estimada de 1.6 grados.
En 1934, con una inclinación de 4.5 grados, Benito Mussolini consideró la imperfección como un insulto a la ingeniería italiana. Intentó una solución brutal: taladró agujeros en el lado norte de los cimientos y vertió cemento, inyectando 90 toneladas de hormigón. Sin embargo, esto comprimió más el suelo del lado sur, aumentando la inclinación a 5 grados.
En 1990, la inclinación alcanzó un peligroso nivel de 5.5 grados, cerrando la torre al público. Se quitaron las campanas y se añadieron contrapesos de plomo en el lado norte, construyendo un anillo de cemento en la base para mantenerlos. Se añadieron 600 toneladas de contrapesos, disminuyendo la inclinación en una centésima de grado. Este método era temporal, por lo que se buscó una solución permanente.
El siguiente intento fue el método del nitrógeno líquido en 1995, que consistía en profundizar 40 metros y unir los cimientos de la torre con estratos duros mediante pernos de anclaje. Sin embargo, el suelo del lado norte se expandió, inclinándose en la dirección equivocada. Se incorporaron 300 toneladas adicionales de lingotes de plomo para detener la caída, y se abandonó el método del perno de anclaje.
La excavación subterránea se consideró el mejor método para enderezar la torre. Se probó primero en una zapata de cemento de 7 metros de diámetro en un terreno similar. Tras varias pruebas, se determinó el ángulo y la profundidad necesarios para la perforación. Se realizó una pequeña excavación subterránea en el emplazamiento, removiendo la tierra solo en 12 puntos y fijando tirantes de acero.
En junio de 1999, se logró enderezar la torre 0.1 grados. Tras el éxito de la prueba, se optó por la excavación final, colocando 41 taladros guía y retirando 38 metros cúbicos de tierra. Se consiguió una inclinación constante hacia la dirección correcta, manteniendo un grado de 3.5 para no perder el atractivo turístico. Tras casi 10 años de renovaciones, la torre se abrió al público.
Se taladraron tres pozos en el lado norte para drenar el agua de los cimientos y garantizar que las capas freáticas del norte y del sur fueran casi iguales. Se aclara un error común: la inclinación no se debió a un suelo no uniforme, sino al fenómeno de inestabilidad de inclinación. El contenido de agua del suelo del norte es superior al del sur.
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0:00 los ingenieros en 1995 trataron de arreglar La Peligrosa inclinación de 5 gr de la torre de Pisa recurriendo a grandes angaje para poder llevar a cabo este trabajo las autoridades tuvieron que reforzar primero el suelo pantanoso situado bajo la torre la solución inyectar nitrógeno líquido puede predecir lo que va a pasar aquí a los ingenieros se les olvidó que cuando el agua se congela se expande el suelo ubicado bajo el lado Norte se expandió empeorando la inclinación hasta los 5.5 gr un nivel sumamente peligroso pese a este contratiempo solucionaron el problema con una técnica brillante quizá ya lo haya observado sobre un terreno blando jamás podrá construir una torre que rebase una altura determinada da igual lo recta que se
0:49 construya la torre siempre falla después de alcanzar una altura determinada slowly and ste a esto se le conoce como inestabilidad de inclinación provoquemos una ligera perturbación en esta Torre perfectamente recta durante su asentamiento de qué lado es mayor el par de reacción del derecho o del izquierdo de ello dependerá la estabilidad de la Torre el lado derecho del suelo se comprimió más que el izquierdo y genera más fuerza de reacción Este es el truco el lado izquierdo de la fuerza de reacción tiene más distancia desde el centro de gravedad que el lado derecho esto quiere decir que predecir mayores valores de Par de reacción es una cuestión delicada
1:34 a grandes alturas de la Torre El par de reacción del lado izquierdo Es mayor que el del lado derecho y la torre falla Esto fue justamente lo que le sucedió a la torre inclinada de Pisa se trata de un suelo fangoso que casi se comporta como un terreno blando con 56 m de altura la torre ya había sobrepasado la altura de inestabilidad de inclinación y lenta y paulatinamente la torre comenzó a inclinarse conforme avan la inclinación El par de reacción del lado izquierdo seguía dominando al par de reacción del lado derecho en 1173 comenzó la construcción de la torre inclinada de Pisa con verdadero entusiasmo para ello los ingenieros construyeron unos cimientos de 3 Met de profundidad demasiado poco profundos para el suelo suelto y fangoso de
2:26 Pisa al alcanzar los tres pisos tuvieron que detener la construcción debido a la guerra en el periodo de inactividad el edificio se inclinó lo más importante fue que la Torre se asentó a causa de su propio peso y el peso de la Torre exprimió y eliminó gran parte del contenido de agua de debajo de los cimientos de este modo aumentó la resistencia del suelo y se evitó que se inclinar más no obstante cuando retomaron la construcción tras casi 100 años la inestabilidad de la inclinación reapareció su inclinación seguía incrementándose para solucionar el problema los ingenieros intentaron Añadir menos peso en la parte Sur que en la Norte así por ejemplo utilizaron ladrillos en forma de cuña en pocas palabras construyeron la torre vertical
3:12 no normal al piso anterior creyeron que Esta técnica también proporcionaría una ilusión visual de que la torre no está inclinada por ello la torre adoptó la forma de un plátano pese a este intento la inclinación siguió empeorando al cabo de 6 años de construcción cuando se terminaron siete niveles tuvieron que detener la construcción de nuevo debido a la guerra en 1360 se inició la tercera fase de construcción Fue entonces cuando se construyó la cámara de las campanas los artesanos prosiguieron con su truco de menos material en el lado Norte que en el sur como ejemplo en la zona del campanario el lado Norte tiene cinco escalones y el lado Sur seis escalones a pesar de todos estos intentos la escasez
3:57 siguió aumentando la construcción de la torre de Pisa se completó en 1372 se estima que la inclinación en ese momento era de 1.6 gr ya conoce la naturaleza de la inestabilidad de inclinación en cuanto empieza la inestabilidad jamás se estabiliza para 1934 la inclinación rondaba los 4.5 gr esta inclinación no le gustó al dictador de Italia Benito Mussolini él consideraba esta imperfección como un insulto a la ingeniería italiana para resolver el problema Mussolini recurrió a una solución brutal taladró muchos agujeros en el lado norte de los cimientos y vertió cemento en el agujero inyectaron hormigón con un peso total de 90 toneladas en los
4:43 cimientos aquello es lo que Mussolini pensaba que ocurriría sin embargo lo que pasó en realidad fue Exactamente lo contrario se comprimió más el suelo del lado sur y aumentó la inclinación de la Torre el grado de inclinación alcanzó los 5 gr Durante los años siguientes la inclinación de la Torre no dejó de aumentar y en 1990 llegó a un peligroso nivel de 5.5 gr por primera vez la Torre se cerró al público las autoridades quitaron la campana de la Torre se pensó que así se aliviaría la tensión de la Torre pero ahora es una bomba de tiempo a la espera de caer en cualquier momento a fin de salvar la torre de un derrumbe inminente los ingenieros dejaron contrapesos de plomos en el lado Norte
5:28 en primer lugar tuvieron que construir un anillo de cemento en la base para mantener estos contrapesos en total añadieron 600 toneladas de contrapesos de plomo en el lado norte de este modo se consiguió disminuir la inclinación en una centésima de grado era la primera vez que la Torre se inclinaba en la dirección correcta hay que recordar que el método de los contrapesos de plomo era un método temporal Así que los ingenieros tuvieron que encontrar una solución permanente ya hemos visto su siguiente intento de estabilizar la torre el método del nitro hidrógeno líquido de 1995 aquel método de enderezamiento constituía una solución muy elegante consistía en profundizar 40 m y unir los cimientos de la Torre con los estratos duros por medio de pernos de anclaje ajustar los pernos de anclaje
6:14 y enderezar la torre parecía una solución perfecta para enderezar la torre el suelo de Pisa es demasiado acuoso y suelto para este tipo de actividades de construcción un método probado de ingeniería de la construcción es reforzar el suelo inyectando nitrógeno líquido a pesar de ello el método del nitrógeno líquido resultó contraproducente en el suelo de Pisa el suelo del lado Norte se expandió y se inclinó en la dirección equivocada inmediatamente las autoridades incorporaron otras 300 toneladas de lingotes de plomo para detener la caída tampoco pudieron probar el método del perno de anclaje tuvieron que abandonar esta idea en la primera fase del proyecto la fase de refuerzo del suelo en este momento la inclinación de la Torre ha alcanzado la zona de nivel oso
7:00 según los cálculos de los ingenieros un simple incremento de peso del 7% derrumbaría la torre el factor de seguridad es de 1.07 los ingenieros adoptaron las medidas con suma precaución En aquel momento casi todos los expertos admitían que el mejor método para enderezar la torre era la excavación subterránea parece un método muy sencillo en esta animación ahora bien si la posición y el ángulo del taladro son incorrectos la Torre se inclinará en la dirección equivocada con el fin de perfeccionar el método de Sub excavación los ingenieros primero lo probaron en una Zapata de cemento de 7 m de diámetro que se construyó en un terreno parecido cerca de la torre de Pisa sus primeros intentos no fueron fructíferos pero tras varias pruebas lograron determinar el
7:47 ángulo y la profundidad necesarios para la perforación los resultados son emocionantes no obstante por el momento los ingenieros no querían correr riesgos en un principio decidieron llevar a cabo una pequeña excavación subterránea en el propio emplazamiento removiendo la Tierra solo en 12 puntos por seguridad Incluso fijaron un par de tirantes de acero observe la manera en que conectaron estos cables masivos y los sujetaron con contrapesos ellos no penetran más de un metro por debajo de la fundación se trataba simplemente de probar su Método en el emplazamiento real no de enderezar la torre los resultados fueron esperanzadores de a junio de 1999 lograron enderezar la torre 0.1
8:35 gr después del éxito de la prueba el comité optó por la excavación final se colocaron 41 taladros guía esta vez buscaron la penetración máxima de 2 m Durante este proceso se retiró un total de 38 m c de tierra un 69 por de la tierra pertenecía a la parte inferior de los cimientos se consiguió una inclinación constante de la Torre hacia la dirección correcta de haber querido los ingenieros habrían podido hacer la torre perfectamente recta pero querría usted una torre de piza perfectamente recta con el fin de no matar el atractivo turístico de la Torre los ingenieros mantuvieron un grado de 3,5 gr al cabo de casi 10 años de renovaciones la Torre se abrió por fin a
9:22 los turistas de este modo la torre inclinada de Pisa alcanzó el ángulo actual que vemos hoy en el lado Norte el nivel freático era más alto que en el sur ciertos ingenieros opinaban que eso iba a causar dificultades en el futuro ya se sabe lo que puede ocurrir durante el invierno ya no había riesgos taladrar tres pozos en el lado Norte y drenaron el agua de los cimientos Norte a los pozos de esta forma garantizaron que las capas freáticas del norte y del sur fueran casi iguales la subida a la torre inclinada de Pisa resultó toda una experiencia
10:10 en cuanto se suben 251 escalones se llega al primer Mirador [Música] así se llega a lo más alto de la Torre es hora de aclarar un error muy común en torno a la torre inclinada de Pisa existe una idea errónea de que el suelo bajo la torre era de naturaleza no uniforme más específicamente el suelo del lado Norte es más débil que el del lado Sur tales circunstancias provocan asentamientos diferenciales es un
10:58 concepto equivocado en realidad el contenido de agua del suelo del Norte es superior al del lado Sur tal y como discutimos anteriormente el fenómeno de inestabilidad de inclinación causó la inclinación de esta Torre no el asentamiento diferencial por favor antes de irte No olvides apoyarnos en patreon muchas gracias