El desastre del puente de Tacoma Narows
Enviado por Admin en la categoría Curiosidades
el Domingo, 27 Enero, 2008
En noviembre de 1938 comenzó la construcción del famoso puente colgante de Tacoma Narrows de 1600 metros de longitud. La obra fue finalizada e inaugurada en Julio de 1940. Es su momento fue uno de los tres puentes colgantes más grandes del mundo. Cuatro meses más tarde comienza a oscilar violentamente y se derrumba. Sirvió como referencia para la construcción de puentes que hasta entonces tenían en cuenta los factores aerodinámicos pero no tanto los de resonancia. Las imágenes que se pudieron filmar son espectaculares.
En 1937 el gobieno norteamericano ordena la construcción de un puente que uniera la muy visitada península de Olympics con la costa,en el estado de Washington, cruzando el estrecho de Tacoma. En aquél entonces, el aspecto aerodinámico era considerado importante, y el auge de la industria del automóvil y las horas bajas del ferrocarril disminuyeron los requisitos en concepto de carga en el diseño del puente. Se optó por la sustitución del tradicional braguero de hormigón por una biga abierta en la parte inferior del puente,l o que le daría un aspecto más ligero y aerodinámico.
Durante los dos años que duró su construcción, se produjeron algunos fenómenos inusuales: las brisas más suaves a veces causaban una oscilación vertical del bastidor del puente, aunque vientos más fuertes no tenían ningún efecto sobre él. Se instalaron unos cortavientos en los laterales del puente y la Universidad de Washington se comprometió a estudiar este fenómeno más a fondo.
Apenas cuatro meses después de inaugurarlo, concretamente la mañana del 7 de noviembre de 1940, la parte central del puente sufre de tres a cinco oscilaciones a causa de la brisa que corría, de aproximadamente 60 km/h. Los oficiales del puente, alarmados, deciden cerrarlo al tráfico a las 10:00 de la mañana. Poco después el movimiento cambia de ondulación rítmica (normal en este tipo de puentes) a una doble onda que tuerce la estructura del puente. Con cada torcedura rítmica, el movimiento crecía más fuerte. El movimiento causa que las ondulaciones pasen enseguida de 5 pies de altura a 28 pies de altura, lo que causa que el bastidor del puente se incline alternativamente 45 grados a izquierda y derecha alternativamente.
Durante cerca de 30 minutos, el plano central aguanta las oscilaciones pero aproximadamente a las 10:30 se produce la destrucción y colapso del puente, que cae al agua.
Un profesor de la Universidad de Washington logra grabar los minutos finales del puente:
Explicación
El problema de la caída no fue la velocidad del viento, sino que la frecuencia de la turbulencia era la misma que la frecuencia de oscilación del puente; es decir había un fenómeno de resonancia. La resonancia es un efecto que se produce cuando una fuerza periódica aplicada sobre un objeto tiene la misma frecuencia con la que oscila el objeto.
El mejor ejemplo para entenderlo es un columpio. Si le damos fuerza al que se columpia sólo cuando comienza a alejarse de nosotros, haremos que se columpie todavía más; es decir, estamos aplicando la fuerza con la misma frecuencia de oscilación del columpio.
Cada objeto tiene distintos modos de vibración (son las distintas frecuencias en las que se produce la resonancia), y si hacemos oscilar o vibrar un objeto en su modo de vibración, éste puede romperse sin mucha dificultad. Es lo que ocurre cuando un vaso revienta al cantar un tenor al lado de él, o cuando pones dos diapasones cerca, haces vibrar uno, y el otro espontáneamente comienza a emitir.
La destrucción también se puede producir en cualquier sistema mecánico que pueda oscilar. Si el sistema entra en resonancia con una fuerza externa, su amplitud de oscilación aumenta tanto que el sistema se puede destruir. Y esa es la base de la destrucción de ese puente. Como era suspendido,tenía tendencia a oscilar, como un columpio o un resorte, y como tal cuerpo oscilante tenía su propia frecuencia característica, determinada por sus materiales, su tamaño, etc. Cuando sopló aquélla brisa, que en realidad fueron pequeños remolinos de viento producidos al chocar con el puente y una de las componentes de la fuerza del viento fue de frecuencia justamente igual a una de las frecuencias características del puente. El puente entró en resonancia con el viento y empezó a oscilar con una amplitud muy grande que lo destruyó.
Cuando se diseñan estructuras es importante hacerlo de manera que sus frecuencias características sean tales que estén lo más lejanas posibles de las frecuencias de las perturbaciones a las que la estructura pueda estar sujeta, como por ejemplo vientos, terremotos, etcétera.
Por estos motivos por ejemplo, los soldados rompen el paso al cruzar una puente.
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En 1937 el gobieno norteamericano ordena la construcción de un puente que uniera la muy visitada península de Olympics con la costa,en el estado de Washington, cruzando el estrecho de Tacoma. En aquél entonces, el aspecto aerodinámico era considerado importante, y el auge de la industria del automóvil y las horas bajas del ferrocarril disminuyeron los requisitos en concepto de carga en el diseño del puente. Se optó por la sustitución del tradicional braguero de hormigón por una biga abierta en la parte inferior del puente,l o que le daría un aspecto más ligero y aerodinámico.
Durante los dos años que duró su construcción, se produjeron algunos fenómenos inusuales: las brisas más suaves a veces causaban una oscilación vertical del bastidor del puente, aunque vientos más fuertes no tenían ningún efecto sobre él. Se instalaron unos cortavientos en los laterales del puente y la Universidad de Washington se comprometió a estudiar este fenómeno más a fondo.
Apenas cuatro meses después de inaugurarlo, concretamente la mañana del 7 de noviembre de 1940, la parte central del puente sufre de tres a cinco oscilaciones a causa de la brisa que corría, de aproximadamente 60 km/h. Los oficiales del puente, alarmados, deciden cerrarlo al tráfico a las 10:00 de la mañana. Poco después el movimiento cambia de ondulación rítmica (normal en este tipo de puentes) a una doble onda que tuerce la estructura del puente. Con cada torcedura rítmica, el movimiento crecía más fuerte. El movimiento causa que las ondulaciones pasen enseguida de 5 pies de altura a 28 pies de altura, lo que causa que el bastidor del puente se incline alternativamente 45 grados a izquierda y derecha alternativamente.
Durante cerca de 30 minutos, el plano central aguanta las oscilaciones pero aproximadamente a las 10:30 se produce la destrucción y colapso del puente, que cae al agua.
Un profesor de la Universidad de Washington logra grabar los minutos finales del puente:
Explicación
El problema de la caída no fue la velocidad del viento, sino que la frecuencia de la turbulencia era la misma que la frecuencia de oscilación del puente; es decir había un fenómeno de resonancia. La resonancia es un efecto que se produce cuando una fuerza periódica aplicada sobre un objeto tiene la misma frecuencia con la que oscila el objeto.
El mejor ejemplo para entenderlo es un columpio. Si le damos fuerza al que se columpia sólo cuando comienza a alejarse de nosotros, haremos que se columpie todavía más; es decir, estamos aplicando la fuerza con la misma frecuencia de oscilación del columpio.
Cada objeto tiene distintos modos de vibración (son las distintas frecuencias en las que se produce la resonancia), y si hacemos oscilar o vibrar un objeto en su modo de vibración, éste puede romperse sin mucha dificultad. Es lo que ocurre cuando un vaso revienta al cantar un tenor al lado de él, o cuando pones dos diapasones cerca, haces vibrar uno, y el otro espontáneamente comienza a emitir.
La destrucción también se puede producir en cualquier sistema mecánico que pueda oscilar. Si el sistema entra en resonancia con una fuerza externa, su amplitud de oscilación aumenta tanto que el sistema se puede destruir. Y esa es la base de la destrucción de ese puente. Como era suspendido,tenía tendencia a oscilar, como un columpio o un resorte, y como tal cuerpo oscilante tenía su propia frecuencia característica, determinada por sus materiales, su tamaño, etc. Cuando sopló aquélla brisa, que en realidad fueron pequeños remolinos de viento producidos al chocar con el puente y una de las componentes de la fuerza del viento fue de frecuencia justamente igual a una de las frecuencias características del puente. El puente entró en resonancia con el viento y empezó a oscilar con una amplitud muy grande que lo destruyó.
Cuando se diseñan estructuras es importante hacerlo de manera que sus frecuencias características sean tales que estén lo más lejanas posibles de las frecuencias de las perturbaciones a las que la estructura pueda estar sujeta, como por ejemplo vientos, terremotos, etcétera.
Por estos motivos por ejemplo, los soldados rompen el paso al cruzar una puente.
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