El silo de homogenización [Anecdotario de un ingeniero civil #26]

Continuamos con la XXVI entrega del anecdotario del ingeniero Francisco Garza Mercado.

Por mucho tiempo fui uno de los diseñadores estructurales, casi exclusivo, para una importante empresa productora de cemento. Les había diseñado muchos edificios industriales de su giro y varios silos de distintos tamaños y capacidades.

Los más grandes, usados para mezclar materias primas del cemento, fueron en su tiempo los silos de homogenización, que se construyeron en varias plantas del Grupo en el país.

Se trataba, en realidad, de dos silos sobrepuestos, uno sobre otro, cada uno con su propio techo y tolva. Se unían mediante un piso libre intermedio para personal y equipos de extracción, llenado y relevado de presión. Recuerdo un diámetro de 18 ó 20 m y una altura total de más de 80 m, 40 m en cada uno.

Por ser muy grandes, especiales y novedosos, el diseño estructural se encargó a una empresa europea de prestigio internacional, proveedora de equipos e ingenierías.
Los diseñadores locales, como yo, en esta ocasión solamente proporcionaríamos la cimentación, adaptada para cada lugar según el tipo de suelo y sus condiciones de viento y sismo, pero en todos los casos utilizando por fuerza el diseño original del silo europeo.

En lugares donde se tenía un suelo de gran capacidad la cimentación era una simple losa circular o zapata corrida. A mí me tocó diseñar la cimentación en el de una de las plantas en donde, por tener un suelo superficial muy pobre, utilicé un sistema de pilas con campana, que demostré en su oportunidad era muy económico y seguro. De hecho, las campanas eran tan poco costosas que yo las hice más grandes que lo necesario, de modo que los esfuerzos en el desplante fueran aproximadamente la mitad de los especificados por el laboratorio de suelos.

Un mal día recibí un telefonazo de la Empresa, en el que me decían que se había derrumbado en esa planta un silo de cemento que yo había calculado; pero había tanto polvo en el lugar que no era posible todavía observar los alcances totales del accidente. Me citaron en un aeropuerto particular para transportarme, junto con el director general de la empresa y su gerente de ingeniería, al lugar de los hechos.

Portada Silo

Sobrevolamos la planta, para entonces con el polvo del ambiente ya más asentado y limpio, y advertí que ¡faltaba el silo más grande! Aparentemente no se habían dado cuenta todavía en la planta que se había caído el gran silo de homogenización, además del otro menor, de cemento.

Al llegar a la obra pudimos comprobar que efectivamente el silo de homogenización había caído hacia un lado, golpeando en su caída al de cemento y derrumbándolo parcialmente. No era un solo silo el caído, sino dos, y entre ellos el más grande de la planta.

Ahí mismo se efectuó una junta, donde el director general sentenció, aún cuando no se tenía todavía suficiente información al respecto: ―debe haber sido una falla de la cimentación‖.

Aunque quise rebatirlo, habiendo salido de la boca del director general, ésta frase se hizo una verdad indiscutible. Todos parecían estar de acuerdo ya que la falla era de la cimentación y el responsable era su diseñador, y no se mostraban muy susceptibles a oír opiniones en contrario.

En lugar de dejarme llevar por el pánico, preferí investigar calmadamente el asunto y salí a caminar la zona del desastre, observando lo siguiente:

  1. Había una tolva cónica al centro de la cimentación, como un gran trompo, caída en dirección del resto del silo. Curiosamente, parecía ser la tolva del silo superior.
  2. El silo se había despedazado, pero sus restos estaban todos en la misma dirección. La tapa se había fraccionado y prácticamente desaparecido.
  3. Había gran cantidad del polvo expulsado, como disparado por una gran escopeta, en dirección general de la caída.
  4. La longitud de los restos no era de 80 m o más, como era de esperarse de la altura total, sino de aproximadamente 40 m, la mitad.
  5. Alrededor de la cimentación se mostraban escombros y depósitos de polvo en forma de flor, que se extendían en todas direcciones, incluyendo abajo del silo caído. excepto detrás, en la ―sombra‖, de un edificio adyacente.
  6. A pesar del gran tamaño de la tolva caída, no se mostraban daños ni deformaciones en la cimentación.

Todo pareció aclararse: las huellas de polvo y la disposición de los escombros indicaban sin duda alguna, al menos para mí, que la causa del colapso no fue una falla de cimentación, sino que el silo inferior había explotado, derramando su contenido alrededor. El silo superior completo, ya sin apoyo, había recorrido verticalmente 40 m en caída libre con toda su carga 12 mil toneladas, chocando su tolva contra la tolva inferior, rompiéndola, y volteándose el conjunto en dirección del silo de cemento cercano, al que destruyó parcialmente… ―Elemental Watson‖… pero nadie me lo quiso creer.

Los del laboratorio de suelos se quitaron la responsabilidad, diciendo que el esfuerzo admisible en la base de las pilas era menor y que yo lo había malinterpretado.
Los diseñadores europeos, con la asesoría de un doctor en ingeniería, insistían que el diseño del silo que ellos habían hecho era correcto, y que la falla residía indudablemente en la cimentación, diseñada por mí.

Yo me defendí demostrando que el cálculo de la cimentación era correcto y ciertamente sobrado y que, inclusive, las campanas de las pilas las había hecho más grandes que lo necesario, con lo cual los esfuerzos resultaban aún inferiores a los ahora especificados por el laboratorio. La cimentación, además, después del derrumbe permanecía completa, horizontal y sin asentamientos.

Era una lucha muy dispareja: un ingeniero local sólo, contra una empresa europea de prestigio universal, asesorada por un doctor en ingeniería y apoyadas por el dicho del propio director general del grupo cementero que, a priori, había adjudicado la falla a la cimentación.

Un ingeniero capitalino, que revisó para la empresa los cálculos europeos y míos, determinó que estaba todo correcto, lo cual era favorable para mí, pero había detectado la falta del diseño por sismo, y esto lo consideraba como una omisión muy grave, que agregaba leña en mi hoguera. Recuerdo que contesté lo siguiente:

―No se registró ningún sismo el día, ni la semana, ni el mes ni el año del derrumbe‖. De hecho, no se tiene registro de sismos en la zona en este siglo‖. Todo parece indicar que el diseño por sismo, faltante o no, nada tiene que ver en este asunto.

Mi contestación dio resultado por esta vez. No volví a saber nada más de este revisador. Pero comprobé, además, que aún con un sismo ―reglamentario‖, ni la cimentación ni el silo pudieron haber fallado.

En la investigación que hice por mi cuenta, antes de mi revisión de los cálculos europeos, encontré un artículo técnico que decía, más o menos, lo siguiente:

―Debido a la modernización de los sistemas de llenado y vaciado se silos, y a que por esto se habían reportado derrumbes de silos de reciente construcción por todo el mundo, las especificaciones de diseño de silos habían tenido que hacerse mas enérgicas en los últimos años‖. Era indudable para mí que los europeos no estaban al tanto de esto.

Al usar procedimientos neumáticos para el llenado y vaciado de los silos, se producía una especie de licuefacción del material almacenado, produciendo empujes dinámicos, que aumentaban las presiones hasta en tres tantos de las estáticas que hasta hacía poco tiempo se consideraban. Con esto se excedía el punto de cedencia del refuerzo circunferencial, provocando la ruptura explosiva.

Hice la revisión mediante dichas especificaciones encontrando efectivamente que los silos en cuestión no resistían las presiones interiores… pero no solo en este, sino en todos los similares de la empresa en el país… menuda sorpresa.

La compañía cementera contrató una auditoría técnica con una empresa norteamericana, dedicada precisamente a investigar desastres. Le entregó todos los informes y memorias de los participantes en el diseño, y una gran cantidad de pruebas de laboratorio de los materiales almacenados, de la construcción y los suelos. Después de un tiempo, en un informe de centenares de hojas, esta compañía entregó su dictamen.

Aunque habían sido para mí meses de angustia, al final no se me notificó la conclusión. No recibí tampoco ninguna nueva acusación ni, por el contrario, disculpa alguna.

Pero poco después me contrataron para hacer el nuevo diseño estructural del silo derrumbado (que se sentó, hasta donde yo recuerdo, sobre la cimentación existente), así como el proyecto de refuerzo de todos de los silos del mismo diseño en el país.

Era evidente que me habían declarado inocente.

Ingeniero Civil, que comparte información relacionado a esta profesión y temas Geek. "Si buscas resultados distintos, no hagas siempre lo mismo"

Comments (6)

  • Reply Ezequiel - 31 agosto, 2014

    Que sorprendente historia. Me imagino la angustia ante semejante situación. Y resalto tu actitud para salir adelante. Gracias por compartirla. Un saludo.

  • Reply Javier - 31 agosto, 2014

    “El que nada debe nada teme”, muy buena anécdota, sin duda una gran experiencia en una carrera tan maravillosa. Saludos.

  • Reply Dorumuz - 31 agosto, 2014

    Es muy impresionante, la actitud y seguriad que tuvo nuestro colega, sin duda representa un avance desde ese entonces a una mejora en los de dideños de silos.

  • Reply Ing. Leo Villalba Garcés - 31 agosto, 2014

    En estructuras, aún hay mucho por aprender, sólo la experiencia nos dará los conocimientos necesarios para no tener contratiempos en los cálculos de las estructuras cualesquieras que sean. Un saludo y adelante compañero, tu experiencia nos abrirá los ojos a todos, je je je

  • Reply Ing. Rafael Hernández Noria - 1 septiembre, 2014

    Yo trabaje para CEMEX, como Gerente de mantenimiento, y tuve una experiencia parecida, con un silo de homogeneizacion, eran silos de no menos de 50 años de construccion, ahora entiendo las fallas que se tenian en la base del silo superior,ya que era uno sobre otro, que bueno que esa planta esta fuera de servicio.

  • Reply José de Jesus Amador Cortez - 15 diciembre, 2016

    Gracias por compartir la anécdota, muy interesante sin embargo creo que los diseñadores tienden (no es el caso) a ahorrar económicamente mediante “optimisacion” de volúmenes, dejando todo a materiales especiales como lo son Aceros de alta resistencia y / o concretos, para respaldar en ellos los esfuerzos concentrados, sin embargo omiten en la mayoría de las ocasiones los procedimientos constructivos que implican un riesgo adicional al elemento final ya construido.
    Recordemos que la falla inicia en lo mas débil y eso implica reacciones en cadena que terminan en verdaderas tragedias.
    Si en verdad vieran cuanto impacta en $$ una cimentación mas robusta o columnas mas fuertes vs lo que un riesgo es muy por debajo lo que un dueño pagara por un siniestro a futuro es decir salvo casos particulares un ejemplo que un 15% adicional en cimentación es equivalente a un .5% sobre el costo total de una estructura, terminan pagando de mas por cancelerias u otros rubros que por elementos estructurales que de verdad trabajan los 365 dias del año en vientos, sismos, etc etc.

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