En el puente

Resonancia en puentes colgantes ( el puende de Tacoma)

El Puente de Tacoma

Montado sobre el rio Narrows y construido durante la década de los treinta, con sus 1600 m de longitud y sólo dos carriles, fue uno de los puentes colgantes más importantes de su época.

Inaugurado el 1 julio de 1940, por tamaño pasó a ocupar el tercer lugar del mundo. Sólo era superado por el puente de Washington de Nueva York y el Golden Gate, sobre San Francisco.

Pero lo que es por notoriedad, ahí, casi de inmediato, pasó a ocupar el primer puesto. Y además para siempre.

Desde que fue abierto al tráfico, el puente demostró que no era como los demás. Se deformaba, ondulándose de un extremo a otro, al paso de los automóviles. Una cosa nunca vista en un puente.

Experimentaba un movimiento ondulatorio longitudinal que se mantenía y aumentaba, debido a que las vibraciones de los propios vehículos, provocaban un efecto de resonancia mecánica capaz de amplificarlo.

A la gente, que está a la que salta, le faltó tiempo, primero, para ponerle un mote, lo llamó 'Galloping Gertie' (Gertrudis galopante).

Y después para convertirlo en una atracción turística, ya que la experiencia de cruzarlo, andando o en automóvil, se parecía a la de subirse a una montaña rusa. Algo muy divertido.

'Galloping Gertie'

Como la resonancia era longitudinal, el puente se deformaba en esa dirección con la calzada subiendo y bajando en rítmicas, suaves y divertidas ondulaciones.

De modo que cuando lo atravesaban los conductores, veían a los vehículos que tenían delante, o a los que le venían de frente, desaparecer y aparecer ante sus ojos en sincronizadas y, todavía, suaves oleadas.

De ahí el apodo 'Galloping Gertie'. Era muy divertido para todos.

Bueno, para casi todos. A los ingenieros que lo construyeron maldita la gracia que les hacía. Estaban preocupados por el asunto. No era esperable ni, por supuesto, normal. Por lo que se apresuraron a realizar sus cálculos.

Unos cálculos que resultaron tranquilizadores. El efecto provocado por la resonancia, no hacía que la estructura del puente corriera peligro. Así que larga vida al puente. Todos tranquilos y a disfrutarlo. Lo malo es que no fue así.


A pesar de las declaraciones oficiales El 7 de noviembre de 1940 a las 11h, entró en un colapso estructural y terminó partiéndose en pedazos .

Causa del colapso tacomiense

Lo primero en lo que se pensó es en que se hubieron realizado mal los cálculos. Pero pronto se descartó esta hipótesis. La teoría aplicada y los cálculos realizados con respecto a las oscilaciones longitudinales eran correctos.

Entonces se pasó a analizar mejor los datos experimentales que se tenían sobre lo sucedido. Se vio que ese día soplaba un viento lateral de intensidad moderada de unos 64 km/h.

Un factor transversal nunca tenido en cuenta en el estudio y que, a pesar de su bajo valor, bastaron para que, tras algunas horas de violentas sacudidas, el tramo central de 850 m de longitud y 11 000 t de masa, se rompiese y desplomase de forma espectacular.

El motivo resultó entonces evidente. Había aparecido una nueva resonancia, ahora transversal y torsional, causando otro tipo de deformación.

Un nuevo modo de torsión en el que el eje del puente permaneció en reposo, mientras que las dos mitades de la carretera, a uno y otro lado, se retorcían a lo largo del eje central, en sentidos opuestos.

De manera un tanto suicida, un profesor de física demostró esto. Caminó a lo largo de la medianera de la carretera, es lo que se conoce como una línea nodal, sin verse afectado por el ondular de la carretera que subía y bajaba a cada lado del eje.

Eso es tener fe en la ciencia. Todo un héroe científico el tal profesor.

Después del colapso

La causa de este tipo de vibración es un fenómeno hoy conocido como flameo aeroelástico, que se origina cuando una perturbación de torsión aumenta el ángulo entre el viento y el puente (ángulo de ataque).

Pero en la explicación de la inesperada destrucción del puente, no sólo se debe emplear el, ignorado entonces, concepto de resonancia ya comentado.

También influyó el método de construcción que se empleó. Por ejemplo el grado de flexibilidad de su estructura era excesivamente alto; en concreto, apenas poseía un tercio de la rigidez media recomendada. Todo en aras de su esbeltez.

Asimismo se desconocía la aerodinámica de estructuras de excesiva longitud como el puente. Ni que decir tiene que existe un antes y un después, tras la espectacular destrucción del puente de Tacoma.

En la actualidad no solo se les construye más aerodinámicos y se ha reducido su esbeltez, sino que a menudo esta experiencia es utilizada como elemento de reflexión y aprendizaje sobre los efectos aerodinámicos y resonantes en la concepción de otras estructuras de ingeniería civil.

El nuevo puente que le reemplazó se inauguró diez años después, en 1950.

Algunas curiosidades tacomitas

1) A pesar de su espectacularidad, no se perdió ninguna vida humana como consecuencia del colapso del puente.

2) La destrucción final del puente fue filmada por un fotógrafo profesional de la zona. Lo puede ver en enroquedeciencia.es

3) Poco antes del colapso sólo transitaba un automóvil por el puente. Pertenecía a un fotógrafo que viajaba con Tubby, el perro de su hija, y que en vista de cómo se puso la cosa salió por pies, abandonando al animal que aterrorizado no podía moverse. Fue la única víctima del desastre.

4) A finales de 1941, el ingeniero constructor del puente, Clark Eldridge, fue hecho prisionero por los japoneses durante la SGM y permaneció hasta su final en un campo de prisionero en Japón.

Según el mismo contó, cierto día un oficial japonés, que había estudiado en Estados Unidos, lo reconoció.

Se le acercó y le gritó: “Tacoma Bridge!”.