Cuando venga el huracán, ¡no abras la puerta!

21 octubre 2010

Las tormentas y huracanes destrozan cada año miles de casas en EEUU. Por este motivo, el Institute for Business and Home Safety ha lanzado esta misma semana una campaña para demostrar que una inversión en la construcción y refuerzo de las infraestructuras podría ahorrar bastantes disgustos en la época de las grandes tormentas. Pero, ¿cómo demostrarlo? Pues realizando una simulación a escala real de la fuerza que puede desarrollar un huracán y comprobar los efectos sobre una casa convencional y una reforzada. Atentos:


Para realizar la prueba, los ingenieros utilizaron más de cien ventiladores gigantes que generaron vientos de más de 150 kilómetros por hora. Durante más de diez minutos, ambas casas fueron sometidas a la fuerza del viento y permanecieron en pie y sin muchos problemas. Sin embargo, en el siguiente test, los ingenieros decidieron abrir la puerta frontal de las dos casas y aquí fue donde le dieron la puntilla a la casa convencional: en pocos segundos se vino abajo y salió volando por los aires como si fuera de cartón.


Según los ingenieros, un gasto de unos 5.000 dólares puede servir para reforzar la casa y evitar grandes daños en caso de tormenta. Y en caso de no poder sufragar el gasto, conviene hacer como en el cuento de los tres cerditos y el lobo, cuando sople el viento no se os ocurra abrir la puerta.

* Ampliación: Pero vayamos al fondo del asunto, ¿por qué se destroza antes la casa al abrir la puerta? Como no quiero meter la pata con una explicación precipitada, he consultado a mi oráculo, en gran Sergio L. Palacios (Física en la Ciencia Ficción) para que nos lo explique con propiedad. Ésta es su respuesta:

"El asunto de los huracanes y las casas que se derrumban es física básica de fluidos. Tiene que ver con el principio de Bernoulli. Cuando un fluido, como el aire, se mueve a gran velocidad disminuye su presión. Al soplar el viento por encima del tejado, la presión es más grande en el interior de la casa que en el exterior, con lo que el tejado tiende a levantarse. Si esto llega a suceder, el aire penetrará tanto por la parte superior del tejado como por la inferior, con lo que ambas presiones se igualarán y el tejado se vendrá abajo por su propio peso. El viento penetrará en el interior de la casa y la destrozará. Cuando se abre una puerta o una ventana lo único que se hace es favorecer que aún entre más viento en el interior de la vivienda, con lo que el efecto final será el mismo, sólo que en menos tiempo."

Más info: Scientists simulate hurricane-force winds in the lab (Physorg). En este otro vídeo podéis ver más perspectivas de la simulación. Vía: @cienciabolsillo

Ver también: Simulación de terremoto en un edificio de seis plantas (Fogonazos)

37 Respuestas ( Deja un comentario )

  1. Tovkal dijo...
  2. Mania que tienen los americanos de hacer las casas de madera. Seguro que con las de ladrillo no pasa.

  3. Anónimo dijo...
  4. seguro que las de ladrillo les cuesta 100.000$ más...

  5. javigarcia dijo...
  6. Pues por 5000$ salvar tu casa no esta nada mal. Aunque sinceramente me compraría la casa de buen ladrillo y me olvidaría del tema :)
    Buena entrada y muy bien explicado por tu fuente ;)

  7. Anónimo dijo...
  8. "ambas presiones se igualarán y el tejado se vendrá abajo por su propio peso"

    Esto no es correcto

  9. Anónimo dijo...
  10. La explicación es completamente errónea. Al abrir la puerta entra el aire dentro, vale, ¿y qué? Según lo que dices, el aire a gran velocidad disminuiría la presión dentro de la casa, ¿y qué? No creo que la casa se venga abajo porque disminuya la presión dentro. A ver si ahora lo que mantienen la casa en pie es el aire que tiene dentro en vez de la estructura.

    Es más, si lo que impulsa el techo hacia arriba es la diferencia de presión entre el interior y el exterior, cosa que no es así, una casa completamente abierta en la que la presión interna y externa fuesen la misma resistiría mejor este efecto. Según lo que dices la casa debería explotar y no es así, en todo caso implosionaría.

    En realidad ocurre todo lo contrario, a mayor velocidad de las moléculas del aire aumenta la presión, no disminuye. Es evidente, si pones la mano delante del ventilador notas más presión sobre la mano. Esa presión es una fuerza que el aire ejerce sobre el plano que es el techo, y en el ángulo correcto lo hace moverse.

    Ahora bien, ¿por qué entonces la casa abierta sale volando antes? Supongo que se debe más bien a las fuerzas de arrastre que se generan en los vórtices y bordes del objeto, en este caso los marcos de las puertas, etc que debilitan la estructura.

  11. J. Daniel Estrella dijo...
  12. Dejando de lado el aspecto económico, yo siempre me he preguntado ¿por qué siempre los estadounidenses construyen con madera las casas en zonas de vientos tan fuertes?

  13. Sergio L. Palacios dijo...
  14. Este comentario ha sido eliminado por el autor.
  15. Sergio L. Palacios dijo...
  16. ¡¡Cuánto daño ha hecho la mala enseñanza en este país!!

    Así que a mayor velocidad de las moléculas del aire, mayor presión ¿eh?

    Pues entonces me vas a explicar cómo vuela un avión, majete...

    Y ahora un experimento para torpes y Anónimos: Coge por un extremo una tira delgada de papel entre dos dedos, llévala a la altura de la boca y sopla por la parte superior de la tira de papel. Verás que el papel se eleva. Según tu teoría debería moverse hacia abajo. ¿Lo pillas?

    Odio cuando alguien pretende enseñar a un padre a hacer hijos...

    Por supuesto, te recomiendo que te leas algún tratado de física elemental, porque lo que yo he explicado aquí no lo he inventado yo. Bernoulli murió hace mucho tiempo. Según tú acabas de demostrar, quizá demasiado tiempo...

  17. Paynalton dijo...
  18. a ver, al abrir la puerta la presión no baja, sino aumenta... porque? porque las particulas de aire entran a toda velocidad por la puerta y, al no haber salidas, se comprimen contra las paredes de la casa.

    Obviamente la estructura está hecha para que el techo no se desplome, más no para que no vuele. Debido a la forma del techo el viento corre a alta velocidad por encima mientras la presión se acumula abajo, haciendo que el techo se eleve y deforme la estructura que intenta sujetarlo.

    Unos cuantos movimientos y la estructura termina cediendo ante la presión interna.

    Y si, prefiero las casas de piedra que no son tan caras como la madera, aunque los techos tienen el mismo defecto con respecto a la presión interior, y las paredes de tabique pueden ser tanto o más inestables que la madera.

  19. Anónimo dijo...
  20. la explicacion de xq vuela la casa es muy sencilla y cualquier ingeniero q construya naves industriales lo tiene claro... y no es necesario hablar ni de moléculas ni de bernouilli. Cuando la puerta esta cerrada, el aire q pasa por el tejado la succiona y la hace "volar" pero esta succion no es suficiente para levantarla, cuando abres la puerta si esta puerta recibe el viento de cara se "hincha" la casa como un globo y el aumento de presion dentro de la casa favorece la succion del viento q pasa por el tejado y hace volar a la casa. sin embargo si la puerta estuviese en el lado de la casa contrario al viento, si abrimos la puerta, favorecemos q la casa se mantenga en el suelo. no se si os habre liado mas.

  21. Roncola en mi Perola dijo...
  22. Como llamen al Telepizza verás xD

  23. Malky dijo...
  24. Aunque Antonio siempre hace unas entradas magistrales, esta vez ha patinado.

    Lo siento, pero si ponéis el vídeo en calidad 720p veréis claramente que las dos casas tienen las puertas delanteras abiertas... con la salvedad que una es "Fortified" como bien se puede leer en una de las paredes.

  25. aberron dijo...
  26. Malky: Qué parte de "los ingenieros decidieron abrir la puerta frontal de las dos casas" no se entiende? Hay que fijarse más.

  27. Carol Bret dijo...
  28. A mí lo que me resulta curioso es que exista la posibilidad legal de comprar una casa que no soporta una tormenta, especialmente en un lugar donde éstas son frecuentes...
    ¿No hay controles sobre la seguridad en la construcción de viviendas?

  29. Anónimo dijo...
  30. Muy buenas, Sergio, soy Anónimo de nuevo :) Ante todo te pido respeto, esas no son formas, si de lo que se trata es de divulgar.

    Bien, aunque yo no soy físico pero sí ingeniero, creo tener una bastante buena educación científica y un buen sentido común a mi no poca edad. No he tenido oportunidad de estudiar termodinámica, pero sí teoría cinética de los gases.

    He estado curioseando este tema, y leyendo a Bernoulli :) y sí, la sustentación de los aviones está debida a la menor presión entre el aire a mayor velocidad sobre el ala, y la mayor abajo.

    Pero yo me estaba refiriendo a la fuerza que ejerce el viento al impactar directamente sobre la superficie. Por favor corrígeme si me equivoco.

    Creo recordar que la presión en un gas la ejercen las moléculas que se mueven libremente a gran velocidad en todas direcciones, y que se mide por la fuerza que ejercen sobre una determinada superficie que lo contiene. Por lo que a mayor velocidad de las moléculas e igual densidad, la presión aumenta. Recuerdo que incluso en su día, calculamos la velocidad a la que se mueven las moléculas del aire, y salía una cifra sorprendente de varios cientos de metros por segundo.

    Otra cosa muy diferente, es que por la conservación de la energía si aumentas la velocidad del fluído se reduzca la presión.

    No sé si la la confusión es entre entre presión estática y presión dinámica. Ya me pierdo en los conceptos.

    Efectivamente si soplas por encima del papel, el papel sube por la diferencia de presión. Pero si soplas directamente sobre el papel las moléculas del aire golpean el papel, ejercen una presión, y lo impulsan en la misma dirección en la que soplas.

    A esto me refería. Cuando el aire golpea un plano, dependerá mucho del ángulo de incidencia para ver cual fueza es mayor si la diferencia de presión por la velocidad del aire, o la presión directamente ejercida sobre la superficie.

    Es decir, si el viento ataca a un tejado pongamos a 45º la fuerza del viento lo empujaría hacia abajo, no hacia arriba, igual que los alerones de los formula uno.

    Ahora bien, el aire que golpea la fachada del edificio rebota en otras direcciones, entre otras hacia arriba golpeando los aleros que suelen sobresalir de la fachada. Entonces este aire rebotado ejerce una fuerza sobre el alero desde abajo que despega al tejado del techo de la casa.

    El caso que aquí se discute es porqué la casa con la puerta abierta se cae antes, y creo que tiene más que ver la presión hacia afuera que ejerce el aire que entra sobre las paredes de la casa, que la bajada de presión sobre el tejado.

    ¿Qué opinas?

  31. Anónimo dijo...
  32. Y sigo, de hecho, en el video se ve que cuando la casa sale volando el techo sigue en su sitio, pero son la paredes laterales de la planta baja las que se comban hacia afuera, y la pared frontal la que se comba hacia dentro, debilitando la estructura.

  33. Anónimo dijo...
  34. Lo siento "Anónimo", pero para formas las tuyas, que has empezado tirando por tierra la única explicación válida de toda la lista. Aun estoy intentando imaginarme el recipiente sobre el que ejercen presión tus queridos gases... por favor no confundamos las cosas, que a este paso me llegarás a explicar que la entropía tenia algo que ver..

  35. Anónimo dijo...
  36. puaf¡¡ esta claro que el video esta hecho adrede...la empresa quiere vender su refuerzo y la casa que sale volando es que hasta yo mismo con un empujon la derribo....Esta prueba no es seria.

  37. Sergio L. Palacios dijo...
  38. Querido Anónimo:

    No estoy de acuerdo contigo en que no son formas de contestarte a tu bastante poco respetuoso comentario. Si lo relees verás que el primero en ser poco cortés en la respuesta has sido tú. Ese "¿Y qué?" que repites de forma tintineante en tu primer párrafo no suena nada bien.

    En consecuencia, yo te he respondido utilizando las formas más suaves que se me han ocurrido en mi momento de calentura intelectual. Si te ofenden mis formas es porque el lenguaje escrito es muy diferente del lenguaje hablado y al no verse los gestos se pueden malinterpretar muchas cosas, incluso de forma errónea e involuntaria. Si te he ofendido, te pido perdón, pero tú también me has ofendido a mí, tanto en lo personal como en lo profesional. Y no cuenta para nada que yo sea profesor o no. Cuando contesto a alguien en un blog soy yo persona, no yo profesor. Solamente tengo que rendir cuentas como profesor delante de mis estudiantes, no delante de ti.

    Te he dado una explicación correcta en el post de Aberrón y luego te he dado nuevos argumentos y un experimento para que tú mismo pienses, razones y deduzcas la explicación correcta por ti mismo. Si no la quieres aceptar, entonces yo ya no tengo nada más que decir.

    Bueno, sí. Te digo lo mismo que en mi primer comentario. Búscate un tratado de física e investiga tú mismo. No hay mayor placer que llegar por uno mismo a la razón última de las cosas. Al menos esto es lo que trato de inculcar a mis estudiantes: que descubran ellos, no yo. Yo simplemente los oriento y los guío, pero no debo proporcionarles las respuestas. Eso no es un profesor, lo mismo que un estudiante que no quiere descubrir él mismo la respuestas no es un buen estudiante...

    P.D. Te rogaría también que dejases de enviarme e-mails personales. Como comprenderás no puedo responder a todas las cuestiones que me plantea todo el mundo que contacta conmigo. El mundo está lleno de excelentes libros de física que pueden responder a esas preguntas. Sólo hace falta leer con interés.

  39. Anónimo dijo...
  40. Bueno, mi último correo no-anónimo era precisamente por dejar a un lado las feas formas y resolver la curiosidad científica. Pero veo que al final me tendré que buscar la vida ...

  41. Luis Torres dijo...
  42. Aberron, y los demás no les parece que para esta altura en pleno siglo XXI y con la tecnología que hay hoy en día, aquellas ciudades y sectores residenciales que sufren constantemente de las inclemencias del clima deberían empezar a construir estructuras totalmente a prueba de huracanes en vez de seguir construyendo de la manera tradicional con casas de madera y sotanos "a prueba de".
    Me refiero a un tipo de estructura en forma de cúpula de bajo perfil algo atractiva que sirva de hogar o hangar de deposito en ves de hacer las débiles edificaciones tradicionales.

    Esto ayudaría a minimizar los daños y gastos tanto en USA como el resto de países con estos problemas...

    ¿Qué opinan todos?

  43. Malky dijo...
  44. @Aberron Pues sí, el que he patinado he sido yo. Lo siento

  45. aberron dijo...
  46. @Malky: Nada, hombre. Cualquiera podemos equivocarnos, yo el primero. te honra reconocerlo, que hay mucho obstinado por ahí :-) Saludos

  47. Lord Vyzarro dijo...
  48. hombre pero es algo tan simple de prevenir que hasta un niño lo sabe, es lo equivalente a inflar un globo, solo que la casa no es elastica, excelente nota, dejo saludos!!

  49. Hipogalu dijo...
  50. Nunca dejará de sorprenderme cómo en lugares ubicados en zonas de huracanes construyen casas "de palel" (más baratas por supuesto) y aquí, en España (por ejemplo) donde como mucho hay de vez en cuando alguna brisa excepcional construimos casas bien fornidas.
    Supongo que sea algo cultural.

  51. Octavio dijo...
  52. En cuanto a por qué se construye mayoritariamente en Estados Unidos mediante estructuras de madera, incluso en zonas propensas a sufrir huracanes o tornados, la razón creo que hay que buscarla en la industria de la construcción americana.

    Si mal no recuerdo (los sistemas de construcción americanos los estudiamos muy por encima aquí) la gran tradición en la industria maderera de EEUU hace que la usen para casi todo: tienen mucha y mucha gente que trabaja en ella, les es más barato usar madera que otros materiales.
    Y por otra parte, creo recordar que tienen un sistema de seguros tal que no es descabellado financiar la reconstrucción casi completa de una de estas casas, que además se construyen mucho más rápido que nuestras estructuras de hormigón armado.
    Pero como he dicho, hace mucho que vi (por encima) la construcción yankee.
    Saludos.

  53. Anónimo dijo...
  54. Pues aquí llega un listillo:
    - Anónimo está confundido.
    - Palacios también.
    Ni los aviones vuelan por Bernoulli ni las casas se desploman por tener las puertas abiertas. Las vacas no son esféricas.

  55. Anónimo dijo...
  56. Todabía no han pillado la moraleja del cuento de Los Tres Cerditos,..

  57. AnónimoConfundido dijo...
  58. Buenas, soy el auténtico Anónimo, y respondiendo al este último anónimo (jajaja esto parece de coña), he encontrado esto que explica porqué Bernoulli es incorrecto para la sustenciación de los aviones:
    http://francisthemulenews.wordpress.com/2008/02/24/bernoulli-no-explica-por-que-vuelan-los-aviones-o-sobre-la-circulacion-alrededor-de-un-ala-y-como-los-libros-de-texto-a-veces-se-equivocan/

    Respecto a lo de las casas, ¿puedes aportar alguna referencia?

  59. elrincondefermat dijo...
  60. muy interesante, y hablando de estos desastres naturales ¿Cuales son los problemas en la predicción de los terremotos?

  61. Efrasteps dijo...
  62. A que afan enserio, le quitan el objetivismo a los comentarios.

    y me agrada esa idea de construccion civil.

  63. xyz765 dijo...
  64. Primero,
    entender que presion y velocidad se contraponen, si hay velocidad no hay mucha presion, y si presion no hay velocidad (por asi decirlo).

    Segundo,
    un fluido se moveria por un diferencia de presiones.

    Si la casa esta cerrada, centrense en el techo abajo esta lleno de aire a cierta presion (estatico no hay velocidad), la velocidad arriba del techo ocaciona que arriba no haya presion, digamos que elimina la presion que ejercia la atmosfera, pues no hay atamos chocando y empujando hacia abajo el techo, todos estan llendo horizontalmente hacia la direccion del viento.

    La diferencia de presion entre el aire de afuera y el AIRE de adentro que el techo, si EL TECHO sale volando, para que toda la casa salga volando tendria el techo que estar fuertemente unido tanto que primero se desprendan los simientos y que la velocidad del viento fuera extrema.

    Para evitar que el techo salga volando se suelen hacer agujeros de bajo del techo (en las paredes) de modo que el aire pueda circular por dentro de la casa ocacionado que las presiones no tengan gran diferencia.

    Un ejemplo son los formula uno, casi arrastran de modo que no pueda haber AIRE debajo de ellos ya que por la velocidad arriba del carro saldrian volando, aunque aqui el aleron les ayuda a empujarlos al suelo.

    Retomando el video, en vientos "reales" yo creo que los mas fuertes estan por arriba de 3 metros ya que hay menos cosas que los obstruya, ademas que la puerta este orientada justo de donde viene el viento ayuda. Como dicen algunos yo creo que simplemente las casas se inchan como globos y la que no esta reforzada simplemente no resiste.

    Pero dejemosnos de "presiones" yo lo veo mas como fuerza aplicada directamente por el viento a las paredes asi no es como lo hace la naturaleza, es un experimento bastante engañoso hecho opor esa marca para VENDER es todo.

    Yo soy ingeniero, no aeroespacial pero esto esta en la base de la ingenieria.

  65. César dijo...
  66. @AnónimoConfundido;
    Verifique sus fuentes antes de difundirlas. La red está llena de charlatanes ignorantes.
    La de Bernoulli viendo a los aviones volar, me parece prueba de su veracidad.
    La mediocridad no es la respuesta aceptable.

  67. Anónimo dijo...
  68. @César
    ¡Qué atrevida es la ignorancia!

    Que los aviones vuelen no significa que la explicación la de el principio de Bernoulli.
    Verfica tus fuentes y, sobre todo, vuelve al Bachillerato a ver si tus profesores de física, esta vez, te enseñan algo.

  69. Anónimo dijo...
  70. Veamos. Uno, que es escéptico por naturaleza se pregunta porqué salen volando antes las tejas de la casa sin reforzar que las de la casa con cimientos reforzados. Uno no sabe de Bernouilli más que lo que le enseñaron en el colegio, pero de engaños, de esos Uno sí sabe.
    Uno no culpa al blog y comprende que muchas cosas dichas son verdad... pero ¿todas? Las tejas, las tejas... siempre las tejas.

  71. Anónimo dijo...
  72. Pués, yo soy otro anónimo. Y os voy a hablar desde mi experiencia en Galicia.
    Hace años, tenía una estufa de leña en el pasillo de mi vivienda (toda de piedra, muros de 1 m de expesor + cámara de ladrillo). Hacía un viento de mil narices y la estufa se puso a revocar humo como una loca. Se me ocurrió abrir la puerta de la calle para no intoxicarme. Al momento, noté como si se hiciese el vacío dentro de la casa, tanto que, un ventanal de 6 m de largo por 2,5 de ancho se inchó como si fuese la vela de un barco. Me acojoné de tal manera que cerré la puerta (me costó) instantáneamente. Todo volvió a la normalidad. No entendí, el porqué los cristales (climalit) no saltaron en mil pedazos, quizás,fuese debido a la rapidez con la que actué.
    Deduzco que, la presión se ejerce sobre las paredes, que se pueden inchar hasta reventar.
    Por otro lado, soy un gran aficionado a las casas de madera, me encantan.En U.S.A, el sistema de construcción en madera. es tipo "entramado ligero", nada que ver con la tradición nórdica y europea clásica, donde la constucción es a base de tronco. La construcción europea es más resistente frente a vientos huracanados debido al grosor de las paredes. Éstas, también son más sólidas frente a terremotos al estar construidas como si de un mecano se tratase.
    La construcción americana y canadiense tiene unas paredes de tablilla más ligera, entre las cuales llevan el aislante, etc. De ahí que, aunque flexibles también, la extructura de las viviendas de tronco tenga mayor solidez.
    Y respecto a la tradición de construir tanto en madera como en piedra, según las latitudes, posiblemente porque desde siglos se aprovechaban los materiales constructivos existentes en según qué zona. Costruir con esos materiales será más barato que transportar desde lejos, otros. De ahí que, en Galicia abunden las construcciones a base de granito. Cosa que, hoy día, sabiendo lo que se sabe (acumulación de gas radón en su interior, debido al subsuelo de carácter granítico) no se construirían tanto. De muchos es sabido que el radón es cancerígeno y, esas viviendas hay que tenerlas, siempre, muy bién ventiladas para evitar inhalar lo que no se debe. Una clave que, explicaría la abundancia de cáncer de pulmón en no fumadores, en esta comunidad. El Granito tiene sus ventajas constructivas pero, también sus inconvenientes.
    De ahí se deduce que, aunque más resistentes las viviendas de granito, yo las prefiera de madera, mucho más saludables.
    Por otro lado, la mayoría de la población mundial vive en casas de madera, siendo su duración tal que, existen poblaciones en los paises del norte cuyas casas han resistido dos o tres siglos. En España por tradición, la piedra, el adobe, el ladrillo. Menos, de madera, también porque éstas, con la construcción de tronco laminado, en expesores elevados, sean más caras que las de ladrillo. Y también, porque la climatología que menos favorece a la madera es la de mucho sol, de ahí, sus necesarias protecciones para evitar los rayos UV.
    Como veréis, en mi caso, el cuento de los tres cerditos no sirve. Estaría encantado de cambiar de casa, eso sí, con un tronco suficientemente grueso. Estoy harto de la solidez de la piedra (mi casa tiene 150 años y edificada sobre roca). Nada es perfecto.
    Saludos a todos, este tema es muy, pero que muy interesante.

  73. Ricardo dijo...
  74. Es verdad es necesario mas enseñanza de este tipo, para que las personas que habitan en lugar con precipitaciones muy altas y frecuentes tengan la noción de que hacer para protegerse, sobre todo si tienen casas de material como la madera, ya que en esas situaciones esas casas tienden a ser punto frágil. Para ello yo recomiendo siempre tener muy buenas estructuras y un sótano bastante rígido que soporte cualquier tempestad.