Colapso del World Trade Center

Las torres fueron diseñadas como estructuras tubulares enmarcadas, que proporcionaban a los inquilinos planos de planta abiertos sin interrupciones de columnas o paredes. Los edificios eran cuadrados y de 63 m (207 pies ) de lado, pero tenían esquinas chaflanadas de 2,11 m ( 6 pies 11 pulgadas) , lo que hacía que el exterior de cada edificio tuviera aproximadamente 64 m (210 pies) de ancho. ^{[ 22 ]} One World Trade Center (WTC 1), la "Torre Norte", era, con 417 m (1368 pies) , seis pies más alta que Two World Trade Center (WTC 2), la "Torre Sur", que tenía 415 m (1362 pies ) de altura. Numerosas columnas perimetrales muy juntas proporcionaban gran parte de la resistencia estructural, junto con la carga gravitatoria compartida con las columnas de caja de acero del núcleo. ^{[ 23 ]} Por encima del décimo piso, había 59 columnas perimetrales a lo largo de cada cara del edificio espaciadas a 1,02 m ( 3 pies 4 pulgadas ) entre centros. ^{[ 23 ]} Si bien las torres eran cuadradas, los núcleos interiores eran rectangulares y estaban sostenidos por 47 columnas que recorrían toda la altura de cada torre. ^{[ 22 ]} Todos los ascensores y escaleras estaban en el núcleo, dejando un gran espacio libre de columnas entre este y el perímetro que estaba cubierto por cerchas de piso prefabricadas. ^{[ 23 ]} Como el núcleo era rectangular, esto creaba una distancia de tramo largo y corto hasta las columnas del perímetro.              

Los pisos consistían en losas de hormigón ligero de 10 cm (4 pulg .) de espesor colocadas sobre una plataforma de acero acanalada. ^{[ 22 ]} Una cuadrícula de cerchas de puenteo ligeras y cerchas principales soportaban los pisos con conexiones de corte a la losa de hormigón para acción compuesta . ^{[ 23 ]} Las cerchas tenían una luz de 18 m (60 pies ) en las áreas de luz larga y de 11 m (35 pies ) en el área de luz corta. Las cerchas se conectaban al perímetro en columnas alternas, y por lo tanto estaban a 2,1 m (6,8 pies ) entre centros. Los cordones superiores de las cerchas estaban atornillados a asientos soldados a los dinteles en el lado del perímetro y a un canal soldado a columnas de cajón interiores en el lado del núcleo. Los pisos estaban conectados a las placas de dintel del perímetro con amortiguadores viscoelásticos , lo que ayudó a reducir la cantidad de balanceo que sentían los ocupantes del edificio. ^{[ 23 ]}        

Las torres también contaban con una cercha de arriostramiento o de soporte entre los pisos 107 y 110, compuesta por seis cerchas a lo largo del eje longitudinal del núcleo y cuatro a lo largo del eje transversal. ^{[ 22 ]} Este sistema permitía una redistribución optimizada de la carga de los diafragmas de los pisos entre el perímetro y el núcleo, con un mejor rendimiento entre los diferentes materiales de acero flexible y hormigón rígido, lo que permitía a los pórticos resistentes a momento transferir la oscilación a compresión en el núcleo, que también soportaba principalmente la torre de transmisión. Estas cerchas se instalaron en cada edificio para soportar futuras torres de transmisión, pero finalmente solo la Torre Norte contó con una. ^{[ 22 ]}

Aunque antes de la finalización de las torres se habían realizado estudios sobre incendios e incluso un análisis de los impactos de aviones a reacción a baja velocidad, el alcance completo de dichos estudios ya no existe. Sin embargo, dado que el fuego nunca antes había provocado el colapso de un rascacielos y que los impactos de aeronaves se habían considerado en su diseño, su destrucción sorprendió inicialmente a algunos miembros de la comunidad de ingenieros. ^{[ 24 ]}

Los ingenieros estructurales que trabajaban en el World Trade Center consideraron la posibilidad de que un avión se estrellara contra el edificio. En julio de 1945, un bombardero B-25 , perdido en la niebla, se estrelló contra el piso 79 del Empire State Building . ^{[ 25 ]} Un año después, un C-45F Expeditor se estrelló contra el edificio de 40 Wall Street . Una vez más, se creyó que la niebla había sido un factor determinante en la colisión. ^{[ 26 ]} Leslie Robertson , uno de los ingenieros jefes que trabajaban en el diseño del World Trade Center, dijo que consideró el escenario del impacto de un Boeing 707 , que podría perderse en la niebla y volar a velocidades relativamente bajas mientras intentaba aterrizar en los aeropuertos JFK o Newark . ^{[ 27 ]} En una entrevista con la BBC dos meses después del derrumbe de las torres, Robertson dijo: "Con el 707, la carga de combustible no se consideró en el diseño. No sé cómo se podría haber considerado". También afirmó que la principal diferencia entre los estudios de diseño y el evento que provocó el colapso de las torres fue la velocidad del impacto, que aumentó considerablemente la energía absorbida y que nunca se tuvo en cuenta durante el proceso de construcción. ^{[ 28 ]}

Durante su investigación sobre el colapso, el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) obtuvo un documento técnico de tres páginas que afirmaba que los edificios sobrevivirían al impacto de un Boeing 707 o un DC 8 volando a 600 mph (970 km/h) . ^{[ 29 ]} En 1993, John Skilling , ingeniero estructural principal del WTC, dijo en una entrevista realizada después del atentado contra el World Trade Center de 1993 : "Nuestro análisis indicó que el mayor problema sería el hecho de que todo el combustible se derramaría en el edificio. Habría un incendio horrible. Mucha gente moriría. La estructura del edificio seguiría en pie". ^{[ 30 ]} En su informe, el NIST afirmó que la capacidad técnica para realizar una simulación rigurosa del impacto de aeronaves y los incendios subsiguientes es un desarrollo reciente, y que la capacidad técnica para tal análisis habría sido bastante limitada en la década de 1960. ^{[ 31 ] [ j ]} En su informe final sobre los derrumbes, el NIST declaró que no pudo encontrar documentación que examinara el impacto de un avión a reacción de alta velocidad o de un incendio a gran escala alimentado por combustible de aviación. ^{[ 32 ]}  

Hasta mediados de la década de 1970, el uso de amianto como material ignífugo estaba muy extendido en la industria de la construcción. Pero en abril de 1970, el Departamento de Recursos del Aire de la ciudad de Nueva York ordenó a los contratistas que construían el World Trade Center que dejaran de rociar amianto como material aislante ^{[ 33 ]} y se utilizó en su lugar yeso de vermiculita. ^{[ 34 ]}

Después del atentado de 1993 , las inspecciones revelaron deficiencias en la protección contra incendios. ^{[ 35 ]} Antes de los derrumbes, el propietario de las torres, la Autoridad Portuaria de Nueva York y Nueva Jersey , estaba en proceso de añadir protección contra incendios, pero solo había completado 18  pisos en el WTC 1, incluyendo todos los pisos afectados por el impacto de los aviones y los incendios, y 13  pisos en el WTC 2, aunque ninguno se vio directamente afectado por el impacto de los aviones. ^{[ 36 ]}

El NIST concluyó que el impacto del avión desprendió una parte significativa del material ignífugo, lo que contribuyó al colapso de los edificios. En el WTC 1, el impacto arrancó el aislamiento de la mayoría de las columnas centrales (43 de 47) en más de un piso, así como de las cerchas del piso en un espacio de 60 000 pies cuadrados (5600 m² ^{) . En el WTC 2, el impacto desprendió el} aislamiento de 39 de las 47 columnas en varios pisos, y también de las cerchas del piso que abarcaban un área de 80 000 pies cuadrados (7400 m² ⁾ . ^{[ 32} ]      

Tras los derrumbes, Leslie E. Robertson declaró: «Según nuestro conocimiento, se sabía poco sobre los efectos de un incendio provocado por una aeronave de este tipo, y no se habían preparado diseños para esa circunstancia. De hecho, en aquel momento no existían sistemas ignífugos para controlar los efectos de tales incendios». ^{[ 27 ]}

Casi todas las muertes en las Torres Gemelas ocurrieron en las zonas por encima de los puntos de impacto de los aviones. Dado que la Torre Norte fue impactada casi directamente en el centro de la estructura, las tres escaleras principales (A, B y C) en el núcleo de la torre resultaron dañadas o bloqueadas por escombros, impidiendo la evacuación a los pisos inferiores. En la Torre Sur, el impacto se produjo al este del centro de la sección central de la torre y cerca de la esquina sureste, lo que provocó que la escalera A en la parte noroeste del núcleo central permaneciera intacta y solo parcialmente bloqueada, y 18 civiles lograron escapar del punto de impacto de los aviones y de los pisos superiores. No se conocen con precisión las ubicaciones exactas de todas las muertes; sin embargo, el informe del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología indicó que un total de 1402 civiles perecieron en el punto de impacto o por encima de él en la Torre Norte, y se estima que cientos murieron en el momento del impacto. En la Torre Sur, 614 civiles perecieron en los pisos impactados y en los pisos superiores. Menos de 200 de las muertes civiles ocurrieron en los pisos inferiores a los puntos de impacto, pero los 147 pasajeros y tripulantes civiles de las dos aeronaves, así como los 10 terroristas, perecieron, junto con al menos 18 personas en tierra y en estructuras adyacentes. ^{[ 57 ]}

En total, el personal de emergencia que murió como resultado del derrumbe incluyó a 342 ^{[ l ]} miembros del Departamento de Bomberos de la Ciudad de Nueva York (FDNY), 71 agentes del orden público incluidos 23 miembros del Departamento de Policía de la Ciudad de Nueva York (NYPD), 37 miembros del Departamento de Policía de la Autoridad Portuaria (PAPD), cinco miembros de la Oficina de Recaudación de Impuestos del Estado de Nueva York (OTE), tres funcionarios de la Oficina de Administración de Tribunales del Estado de Nueva York (OCA), un jefe de bomberos del Departamento de Bomberos de la Ciudad de Nueva York (FDNY) que tenía poderes policiales jurados (y también estaba entre los 343 miembros del FDNY que murieron), un miembro de la Oficina Federal de Investigación (FBI) y un miembro del Servicio Secreto de los Estados Unidos (USSS). El número total de muertos para civiles y no civiles se estima en 2.606 personas.

En ambas torres, la sección del edificio dañada por los aviones colapsó. Además del daño estructural, los impactos eliminaron la protección contra incendios de gran parte de la zona de impacto, lo que permitió que el acero estructural se calentara rápidamente. Como resultado, las columnas centrales se debilitaron y comenzaron a acortarse debido a la fluencia . La cercha de sombrero resistió esto transfiriendo las cargas a las columnas perimetrales. Mientras tanto, las diagonales de las cerchas de 60 pies que soportaban el área de piso de inquilinos de gran luz comenzaron a pandearse, lo que provocó que los pisos se hundieran más de 2 pies. Esto tiró de los muros perimetrales, que también se pandearon. Los pisos por encima de la zona de impacto cayeron libremente sobre la estructura inferior intacta. ^{[ 62 ] [ 63 ]}

La Torre Norte duró aproximadamente 46 minutos más que su gemela, ya que fue impactada 17 minutos antes que la Torre Sur y permaneció en pie media hora más después del colapso de esta última. Esto se debió a que el vuelo 11 impactó más o menos en el centro, causando un daño de impacto más simétrico en el núcleo de la Torre Norte y dejando intacta una mayor parte de su estructura de soporte. Los incendios también tardaron más de una hora en propagarse al lado sur del edificio, donde había daños en la protección contra incendios. ^{[ 64 ]} Viajando a 440 millas por hora, el vuelo 11 se estrelló contra los pisos 93 y 99, dejando solo el peso estructural de 10 pisos presionando sobre la sección dañada y en llamas de la Torre Norte.

La velocidad de impacto mucho mayor del vuelo 175 causó daños estructurales aún más catastróficos que los del vuelo 11, lo cual se vio agravado por el hecho de que el avión impactó en la esquina sureste en lugar de en el centro, desequilibrando la Torre Sur hacia un lado. ^{[ 52 ]} La distribución desigual del peso se vio significativamente agravada por el impacto del vuelo 175 a una altura mucho menor, entre los pisos 77 y 85, lo que resultó en una mayor presión sobre las columnas del muro perimetral y las columnas del núcleo que en la Torre Norte, provocando que se rompieran más rápidamente. ^{[ 65 ]} La diferencia en los impactos fue tal que, según se informó, un jefe de bomberos de alto rango del FDNY dudaba firmemente de que la Torre Norte colapsara incluso después de presenciar el colapso de la Torre Sur, porque la Torre Norte no había sido impactada en una esquina. ^{[ 66 ]}

Cuando las columnas cedieron, todo el edificio superior se derrumbó sobre el primer piso intacto que se encontraba debajo del impacto. La capacidad vertical de las conexiones que sostenían un piso intacto por debajo del nivel del colapso era suficiente para soportar la carga de 11  pisos adicionales si la carga se aplicaba gradualmente, pero solo de 6  pisos adicionales si la carga se aplicaba repentinamente , como ocurrió. Dado que el número de pisos por encima del piso aproximado donde se inició el colapso superaba los seis en cada torre del WTC (12 pisos en el WTC 1 y 29 pisos en el WTC 2), los pisos por debajo del nivel de inicio del colapso no pudieron resistir la carga gravitacional aplicada repentinamente desde los pisos superiores de los edificios. ^{[ 67 ]}

A partir de ahí, el colapso procedió en dos fases. Durante la fase de aplastamiento , el bloque superior destruyó la estructura inferior en una serie progresiva de fallas en los pisos, aproximadamente un piso a la vez. Cada falla comenzó con el impacto del bloque superior sobre la losa del piso de la sección inferior, mediado por una capa creciente de escombros compuesta principalmente de hormigón de las losas del piso. La energía de cada impacto se reintrodujo en la estructura en el impacto subsiguiente, concentrándose en los elementos portantes directamente afectados por el impacto. ^{[ 59 ]} Esto sobrecargó las conexiones del piso inmediatamente debajo de la destrucción que avanzaba, provocando que se desprendieran de las columnas perimetrales y centrales. Las columnas perimetrales se desprendieron y las centrales quedaron sin soporte lateral. ^{[ 62 ]}

Esto continuó hasta que el bloque superior llegó al suelo y comenzó la fase de aplastamiento . Aquí, fueron las columnas las que se doblaron piso por piso, comenzando ahora desde abajo. ^{[ 62 ]} A medida que cada piso fallaba, el bloque restante caía a través de la altura del piso, sobre el siguiente, que también aplastaba, hasta que finalmente el techo tocó el suelo. ^{[ 24 ]} El proceso se aceleró en todo momento, y al final cada piso se aplastaba en menos de una décima de segundo. ^{[ 68 ]}

Mientras los incendios continuaban ardiendo, los ocupantes atrapados en los pisos superiores de la Torre Sur proporcionaron información sobre las condiciones a los operadores del 9-1-1  . A las 9:37 a. m., un ocupante en el piso 105 de la Torre Sur informó que los pisos debajo de él "en el piso 90 y pico" se habían derrumbado. ^{[ 69 ]} La unidad de aviación del Departamento de Policía de la Ciudad de Nueva York también transmitió información sobre el deterioro de los edificios a los comandantes de policía. ^{[ 70 ]} A las 9:51 a. m., siete minutos antes del derrumbe, la unidad de aviación del NYPD informó que grandes trozos de escombros colgaban o caían de la Torre Sur. ^{[ 71 ] [ 69 ]} La amenaza implícita de un derrumbe inminente fue suficiente para que el NYPD ordenara a sus oficiales evacuar, aunque ninguno de los pilotos de helicóptero predijo específicamente que alguna de las torres se derrumbaría. Durante la respuesta de emergencia, hubo poca comunicación entre el NYPD y el FDNY , y los operadores del 9-1-1, desbordados, no transmitieron información a los comandantes del FDNY en el lugar. A las 9:59 am, ^{[ 46 ] : 80 [ 71 ] : 322} la Torre Sur se derrumbó, 56 minutos ^{[ h ]} después de que el vuelo 175 se estrellara contra ella.

Antes de que la Torre Sur colapsara, 18 personas escaparon de la zona de impacto y de los pisos superiores, incluido Stanley Praimnath , quien había visto el avión acercándose. Salieron por la Escalera A, la única escalera que quedó intacta tras el accidente. Es posible que hubiera otros ocupantes previamente atrapados que descendían de la zona de impacto cuando la torre se derrumbó. ^{[ 72 ] [ 73 ]} Numerosos operadores de la línea directa de la policía que recibieron llamadas de personas en la Torre Sur no estaban bien informados de la situación a medida que se desarrollaba rápidamente. Muchos operadores les dijeron a quienes llamaban que no descendieran por su cuenta, aunque ahora se cree que la Escalera A probablemente era transitable en el punto de impacto y más arriba. ^{[ 74 ]}

El colapso de la Torre Sur rompió ventanas y dañó otros elementos exteriores a lo largo de las fachadas sur y este de la Torre Norte, aunque esto no fue suficiente para causar su posterior colapso. ^{[ 48 ] : 20} Después de que la Torre Sur se derrumbó, los helicópteros del NYPD transmitieron información sobre las condiciones deterioradas de la Torre Norte, mientras que los comandantes del FDNY emitieron órdenes para que los bomberos en la Torre Norte evacuaran. La mala recepción de radio hizo que los bomberos dentro de la Torre Norte no escucharan la orden de evacuación de sus supervisores en el lugar, y la mayoría no sabía que la otra torre se había derrumbado. ^{[ 75 ]} Un oficial del NYPD dijo a las 10:06 am que la Torre Norte no iba a durar mucho más y recomendó que los vehículos de emergencia se alejaran del complejo. ^{[ 76 ]} A las 10:20  a.m., la unidad de aviación del NYPD informó que "la parte superior de la torre podría estar inclinada", y un minuto después confirmó que la Torre Norte se estaba doblando en la esquina suroeste y se inclinaba hacia el sur, lo que llevó a un oficial a comenzar a instar a todo el personal del NYPD en las cercanías del edificio a retroceder al menos tres cuadras en todas las direcciones. ^{[ 76 ]} La unidad de aviación declaró a las 10:27 "el techo se va a derrumbar muy pronto"; ^{[ 69 ]} esto resultó ser correcto menos de un minuto después, cuando la Torre Norte se derrumbó a las 10:28 a.m., ^{[ e ]} una hora y 42 ^{[ f ]} minutos después de ser impactada.

Debido a que todas las rutas de escape desde dentro, arriba e inmediatamente debajo de la zona de impacto quedaron cortadas cuando el vuelo 11 se estrelló, nadie por encima del piso 91 sobrevivió. ^{[ 78 ]} El colapso de las torres generó enormes nubes de polvo y escombros, que envolvieron el bajo Manhattan; el polvo ligero llegó hasta el Empire State Building , a 4,72 km (2,93 millas ) de distancia. La nube de escombros del colapso de la Torre Norte también fue más grande y se extendió más que la de la Torre Sur, porque el colapso de la Torre Norte también levantó polvo de la Torre Sur.  

Inmediatamente después de los ataques, numerosos ingenieros estructurales y expertos hablaron con los medios de comunicación, describiendo lo que creían que causó el colapso de las torres. Abolhassan Astaneh-Asl , profesor de ingeniería estructural en la Universidad de California en Berkeley , explicó que las altas temperaturas de los incendios debilitaron las vigas y columnas de acero, provocando que se volvieran "blandas y pastosas", lo que finalmente les impidió soportar la estructura superior. Astaneh-Asl también sugirió que la protección contra incendios se desprendió durante los impactos iniciales de los aviones. Explicó además que, una vez que se produjo la falla estructural inicial, el colapso progresivo de toda la estructura era inevitable. ^{[ 99 ]} César Pelli , quien diseñó las Torres Petronas en Malasia y el World Financial Center cerca de las Torres Gemelas, comentó: "ningún edificio está preparado para este tipo de tensión". ^{[ 100 ]}

El 13 de septiembre, Zdeněk P. Bažant , profesor de ingeniería civil y ciencia de los materiales en la Universidad Northwestern , distribuyó un borrador de un artículo con los resultados de un análisis simple del colapso del World Trade Center. Bažant sugirió que el calor de los incendios fue un factor clave, causando que las columnas de acero, tanto en el núcleo como en el perímetro, se debilitaran y se deformaran antes de perder su capacidad de carga y colapsar. Una vez que más de la mitad de las columnas de un piso determinado colapsaron, la estructura superior dejó de ser soportada y se produjo el colapso total de las estructuras. Posteriormente, Bažant publicó una versión ampliada de este análisis. ^{[ 101 ]} Otros análisis fueron realizados por los ingenieros civiles del MIT, Oral Buyukozturk y Franz-Josef Ulm , quienes también describieron un mecanismo de colapso el 21 de septiembre. ^{[ 102 ]} Posteriormente, contribuyeron a una colección de artículos del MIT sobre los colapsos del WTC, editada por Eduardo Kausel, titulada The Towers Lost and Beyond . ^{[ 103 ]}

Inmediatamente después de los derrumbes, hubo cierta confusión sobre quién tenía la autoridad para llevar a cabo una investigación oficial. Si bien existen procedimientos claros para la investigación de accidentes aéreos, no se había designado previamente a ningún organismo para investigar los derrumbes de edificios. ^{[ 104 ]} El Instituto de Ingenieros Estructurales de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles ( ASCE ) formó rápidamente un equipo , liderado por W. Gene Corley , vicepresidente sénior de CTLGroup . También participaron el Instituto Estadounidense de Construcción de Acero , el Instituto Estadounidense del Concreto , la Asociación Nacional de Protección contra Incendios y la Sociedad de Ingenieros de Protección contra Incendios . Finalmente, la ASCE invitó a FEMA a unirse a la investigación, la cual se completó bajo los auspicios de esta última. ^{[ 105 ]}

La investigación fue criticada por algunos ingenieros y legisladores. Contaba con escasos fondos, carecía de autoridad para exigir pruebas y tenía acceso limitado al sitio del WTC. Un punto importante de controversia en ese momento fue que la limpieza del sitio del WTC estaba provocando la destrucción de la mayoría de los componentes de acero de los edificios. ^{[ 106 ]} De hecho, cuando el NIST publicó su informe final, señaló "la escasez de evidencia física" que había tenido a su disposición para investigar los colapsos. Solo una pequeña fracción de los edificios permaneció para su análisis después de que se completó la limpieza: unas 236 piezas individuales de acero, aunque se recuperó el 95 % de las vigas y placas estructurales y el 50 % de las barras de refuerzo. ^{[ 107 ]}

La FEMA publicó su informe en mayo de 2002. Si bien el NIST ya había anunciado su intención de investigar los derrumbes en agosto del mismo año, para el primer aniversario del desastre, había una creciente presión pública para una investigación más exhaustiva. ^{[ 108 ]} El Congreso aprobó el proyecto de ley del Equipo Nacional de Seguridad en la Construcción en octubre de 2002, autorizando al NIST a realizar una investigación sobre los derrumbes del World Trade Center. ^{[ 109 ]}

La FEMA sugirió que los incendios, junto con los daños resultantes de los impactos de los aviones, fueron la clave del colapso de las torres. Thomas Eagar, profesor de Ingeniería de Materiales y Sistemas de Ingeniería en el MIT , describió los incendios como "la parte más incomprendida del colapso del WTC". Esto se debe a que inicialmente se dijo que los incendios habían "derretido" los pisos y las columnas. ^{[ 110 ]} El combustible para aviones es esencialmente queroseno y habría servido principalmente para encender incendios de hidrocarburos muy grandes, pero no inusualmente calientes. ^{[ 111 ]} Como dijo Eagar, "La temperatura del incendio en el WTC no era inusual, y definitivamente no era capaz de fundir el acero". ^{[ 112 ]} Esto llevó a Eagar, a la FEMA y a otros a centrarse en lo que parecía ser el punto más débil de las estructuras, a saber, los puntos en los que los pisos estaban unidos al armazón del edificio. ^{[ 113 ]}

La gran cantidad de combustible para aviones que transportaba cada aeronave se incendió al impactar contra cada edificio. Una parte significativa de este combustible se consumió inmediatamente en las bolas de fuego resultantes. Se cree que el combustible restante fluyó a través de los edificios o se quemó en los minutos posteriores al impacto. El calor producido por la combustión de este combustible no parece haber sido suficiente por sí solo para iniciar el colapso estructural. Sin embargo, a medida que el combustible se extendía por varios pisos de los edificios, incendió gran parte de su contenido, provocando incendios simultáneos en varios pisos de ambos edificios. Se estima que la energía generada por estos incendios fue comparable a la producida por una gran central eléctrica comercial. Durante varios minutos, este calor indujo tensiones adicionales en las estructuras dañadas, a la vez que las ablandaba y debilitaba. Esta carga adicional y el daño resultante fueron suficientes para provocar el colapso de ambas estructuras. ^{[ 114 ]}

Después de que se publicó el informe de FEMA, y luego de la presión de expertos técnicos, líderes de la industria y familiares de las víctimas, el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología del Departamento de Comercio llevó a cabo una investigación de tres años y $16 millones sobre la falla estructural y el colapso progresivo de varias estructuras del complejo WTC. ^{[ 115 ]} El estudio incluyó experiencia técnica interna, junto con la asistencia de varias instituciones privadas externas, incluido el Instituto de Ingeniería Estructural de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles , la Sociedad de Ingenieros de Protección contra Incendios , la Asociación Nacional de Protección contra Incendios , el Instituto Estadounidense de Construcción de Acero , Simpson Gumpertz & Heger Inc. , el Consejo de Edificios Altos y Hábitat Urbano y la Asociación de Ingenieros Estructurales de Nueva York .

El alcance de la investigación del NIST se centró en identificar "la secuencia de eventos" que desencadenaron el colapso, y no incluyó un análisis detallado del mecanismo de colapso en sí (después del punto en el que los eventos hicieron inevitable el colapso). ^{[ 116 ] [ 117 ] [ 118 ]} En línea con las preocupaciones de la mayoría de los ingenieros, el NIST se centró en los impactos de los aviones y la propagación y los efectos de los incendios, modelándolos utilizando el software Fire Dynamics Simulator . El NIST desarrolló varios modelos estructurales altamente detallados para subsistemas específicos como las cerchas del piso, así como un modelo global de las torres en su conjunto que es menos detallado. Estos modelos eran estáticos o cuasiestáticos, incluyendo la deformación pero no el movimiento de los elementos estructurales después de la ruptura.

James Quintiere, profesor de ingeniería de protección contra incendios en la Universidad de Maryland, calificó de "error garrafal" el hecho de que solo se conservara una pequeña porción del acero del edificio para su estudio, algo que el NIST debería haber criticado abiertamente. ^{[ 119 ]} También señaló que el informe carecía de una cronología y de pruebas físicas que respaldaran sus conclusiones. ^{[ 120 ]} Algunos ingenieros han sugerido que la comprensión del mecanismo de colapso podría mejorarse desarrollando una secuencia animada de los colapsos basada en un modelo dinámico global y comparándola con las grabaciones de vídeo de los colapsos reales. ^{[ 121 ]} El informe del NIST sobre el WTC 7 concluyó que no se oyeron explosiones en las grabaciones de audio y vídeo, ni fueron reportadas por testigos. ^{[ 122 ]}

En mayo de 2002, la FEMA publicó un informe sobre el derrumbe basado en una investigación preliminar realizada conjuntamente con el Instituto de Ingeniería Estructural de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles, bajo la dirección de W. Gene Corley . La FEMA concluyó que el derrumbe no se debió principalmente a los daños causados ​​por el impacto directo del colapso de las  torres 1 y 2  del WTC, sino a incendios en varios pisos provocados por los escombros de las otras dos torres, que se propagaron sin control debido a la falta de agua para los rociadores o la extinción manual del fuego. El informe no llegó a conclusiones sobre la causa del derrumbe y solicitó una investigación más exhaustiva.

En respuesta a las preocupaciones de FEMA, el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) fue autorizado a dirigir una investigación sobre la falla estructural y el colapso. ^{[ 123 ]} La investigación, dirigida por Shyam Sunder, se basó en la experiencia técnica interna y el conocimiento de varias instituciones privadas externas, incluyendo el Instituto de Ingeniería Estructural de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles (ASCE), la Sociedad de Ingenieros de Protección contra Incendios , la Asociación Nacional de Protección contra Incendios , el Instituto Estadounidense de Construcción de Acero, el Consejo de Edificios Altos y Hábitat Urbano y la Asociación de Ingenieros Estructurales de Nueva York . ^{[ 124 ]}

La mayor parte de la investigación del 7 World Trade Center se retrasó hasta que se completaron los informes sobre el colapso de las torres gemelas del World Trade Center. ^{[ 86 ]} Mientras tanto, el NIST proporcionó un informe preliminar sobre el 7 World Trade Center en junio de 2004 y, posteriormente, publicó actualizaciones ocasionales sobre la investigación. ^{[ 79 ]} Según el NIST, la investigación del 7  World Trade Center se retrasó por varias razones, entre ellas que el personal del NIST que había estado trabajando en el 7  World Trade Center fue asignado a tiempo completo desde junio de 2004 hasta septiembre de 2005 para trabajar en la investigación del colapso de las torres gemelas. ^{[ 31 ]} En junio de 2007, Shyam Sunder explicó: «Estamos procediendo lo más rápido posible, probando y evaluando rigurosamente una amplia gama de escenarios para llegar a la conclusión más definitiva posible. La  investigación del 7 WTC es, en algunos aspectos, igual de compleja, si no más, que el estudio de las torres. Sin embargo, el estudio actual se beneficia enormemente de los importantes avances tecnológicos logrados y de las lecciones aprendidas de nuestro trabajo en las torres». ^{[ 125 ]}

En agosto de 2008, el NIST publicó un borrador de informe sobre las causas del colapso y, tras un período para comentarios públicos, ^{[ 86 ]} publicó su informe final en noviembre de 2008. ^{[ 80 ]} En su investigación, el NIST utilizó ANSYS para modelar los eventos previos al inicio del colapso y modelos LS-DYNA para simular la respuesta global a los eventos iniciadores. ^{[ 126 ]} El NIST determinó que el combustible diésel no desempeñó un papel importante, ni tampoco el daño estructural del colapso de las torres gemelas, ni los elementos de transferencia (cerchas, vigas y voladizos), pero la falta de agua para combatir el fuego fue un factor importante. Los incendios ardieron sin control durante la tarde, lo que provocó que las vigas del piso cerca de la Columna 79 se expandieran y empujaran una viga clave de su asiento, lo que provocó que los pisos alrededor de la Columna 79 en los pisos 8 a 14 fallaran. Con una pérdida de soporte lateral en nueve pisos, la Columna 79 pronto se dobló, arrastrando consigo el ático este y las columnas cercanas. Con el pandeo de estas columnas críticas, el colapso progresó de este a oeste a través del núcleo, sobrecargando finalmente el soporte perimetral, que cedió entre los pisos 7 y 17, provocando que todo el edificio superior cayera como una sola unidad. A partir de mediciones del tiempo de colapso tomadas de un video de la cara norte del edificio, el NIST observó que la fachada exterior del edificio cayó con aceleración de caída libre a lo largo de una distancia de aproximadamente 8 pisos (32 metros o 105 pies), señalando que "el tiempo de colapso fue aproximadamente un 40 por ciento más largo que el de caída libre para los primeros 18 pisos de descenso". ^{[ 127 ]} Los incendios, alimentados por el contenido de las oficinas, junto con la falta de agua, fueron las razones clave del colapso. ^{[ 80 ]}

El colapso del antiguo 7 World Trade Center es notable porque fue el primer caso conocido de un edificio alto que se derrumbó principalmente como resultado de incendios incontrolados. ^{[ 86 ]} Con base en su investigación, el NIST reiteró varias recomendaciones que había hecho en su informe anterior sobre el colapso de las torres gemelas e instó a tomar medidas inmediatas sobre una recomendación adicional: que la resistencia al fuego se evalúe bajo el supuesto de que no hay rociadores disponibles; y que se consideren los efectos de la expansión térmica en los sistemas de soporte de los pisos. Reconociendo que los códigos de construcción actuales están diseñados para prevenir la pérdida de vidas más que el colapso de los edificios, el punto principal de las recomendaciones del NIST es que los edificios no deberían colapsar por un incendio incluso sin rociadores. ^{[ 80 ]}

En 2003, Asif Usmani, profesor de Ingeniería Estructural en la Universidad de Edimburgo , publicó un artículo con dos colegas. Concluyeron provisionalmente que los incendios por sí solos, sin ningún daño de los aviones, podrían haber sido suficientes para derrumbar los edificios. En su opinión, las torres eran excepcionalmente vulnerables a los efectos de grandes incendios en varios pisos al mismo tiempo. ^{[ 128 ]} Cuando se publicó el informe del NIST, Barbara Lane, de la empresa de ingeniería británica Arup , criticó su conclusión de que la pérdida de protección contra incendios fue un factor necesario para causar los colapsos; "Hemos realizado simulaciones por computadora que muestran que las torres se habrían derrumbado después de un gran incendio en tres pisos a la vez, incluso con protección contra incendios en su lugar y sin ningún daño por impacto de avión." ^{[ 129 ]} José L. Torero , anteriormente del Centro BRE para Ingeniería de Seguridad contra Incendios en la Universidad de Edimburgo, continuó investigando más sobre los efectos potencialmente catastróficos del fuego en edificios a escala real . ^{[ 130 ] [ 131 ] [ 132 ]}