Puente de Tacoma (efecto de resonancia )

Puente de Tacoma (efecto de resonancia )

 

Puente de Tacoma Narrows (1940)

 

Este puente tuvo una vida de solo 4 meses y en él se mostraba una peculiaridad e incluso durante su construcción y es que el puente se ondulaba. La población local bautizo este efecto como Gertrudis galopante, este nombre duro hasta el 7 de Noviembre de 1940. En las ciudades de Cita y Tacoma se hizo una costumbre deportiva cruzar este puente.

Este puente tuvo fin el 7 de Noviembre de 1940 debido al viento en ese entonces que era de 64 km/h provocando un efecto de torsión en el puente de manera muy violenta, es preciso mencionar que esa corriente de aire no es lo demasiado fuerte pero en ese de de 1940 basto para que el puente se derrumbada a las 11:00 am .

 

Colapso del puente de Tacoma Narrows

 

Aunque el puente fue construido con las mejores técnicas de ingeniera de la época, considerado el mejor puente del mundo, nunca esperaban que se derrumbara.

Theodore von Kármán pionero de la dinámica moderna explico que la causa del derrumbamiento se debió a desprendimientos de torbellinos y las oscilaciones resonantes, aunque los ingenieros de la construcción no le dieron validez a esta teoría , Von Kármán puedo comprar su teoría en el túnel de pruebas en el caltech y en la universidad de Washington, ahora ningún gran puente se termina sin antes haber pasado la prueba del túnel del viento.

 

Datos adicionales al video

 

Revisemos de manera más profunda el vídeo, se habla de pruebas de túnel de viento, esto es un lugar donde se puede controlar la velocidad del viento, de esta forma se pueden calcular la fuerza que ejerce sobre los objetos que se encuentran en el interior del túnel, estos objetos están a escala.

Prueba de túnel de viento 

El 17 de noviembre de 1940 cuatro meses después de inaugurarse el puente de Tacoma Narrows de 1600 metros de longitud, el tercero más grande del mundo en la época en que fue construido entró en colapso y cayó fulminado una hora después.

Científicos revisaron diversas investigaciones pero que causó realmente la destrucción del puente durante décadas se creyó incluso que el periodo de vibración del viento coincidió con el periodo característico de la oscilación del puente, es lo que conocemos como resonancia y tenía cierto sentido porque aunque la velocidad del viento en ese momento era de 64 kilómetros por hora la resonancia puede hacer que una fuerza es relativamente pequeña aplicada de forma repetida aumenta considerablemente la amplitud de una oscilación y ese efecto puede ser muy destructivo en algunos materiales rígidos como el cristal y no solo puede romper cristales, claro ejemplo en el año 2000 el milenio bridge, un puente peatonal de Londres que por la frecuencia de los pasos de las personas que lo cruzaban entraba en resonancia.

 

 

 

Milenio bridge (puente peatonal de Londres)

 

Pero la razón real por la que se derrumbó el puente de Tacoma también conocido como gertrudis galopante tuvo que ver más aún con un defecto de construcción y en concreto con un efecto conocido como flameo, un tipo de inestabilidad Aerolítica por la cual una estructura liberal absorbe energía del fluido circundante, de tal forma que es incapaz de disipar en un ciclo de vibración toda la energía que absorbe, aumentando la amplitud de movimiento cada vez más. Los ingenieros aeronáuticos lo tienen muy en cuenta a la hora de diseñar aviones para evitar que entren en colapso determinadas partes del avión, sobre todo en las salas ya que pueden empezar a doblarse y terminar rompiéndose.

 

El colapso del puente de Tacoma Narrows suele ser explicado como un efecto de la resonancia, de hecho es muy típico en libros y en clases cuando se habla de la resonancia, no hay duda de que las imágenes son espectaculares y muy ilustrativas pero desgraciadamente la explicación es falsa o como mínimo tan simplificada como debería evitar, pero volviendo a nuestro gertrudis galopante habíamos visto ya que desde su inauguración oscilaba de un extremo al otro cuando soplaba una pequeña brisa, la causa de esta oscilación longitudinal si era la resonancia, causada por la forma en que el aire de la brisa atravesaba el puente, cuando el aire se encuentra con un obstáculo pueden aparecer los llamados vórtices de Von Kármán