derrumbe del puente de tacoma

Historia

El puente Tacoma Narrows es el nombre histórico que se le dio al puente colgante gemelo, construido originalmente en 1940, que cruzaba el estrecho de Tacoma Narrows. Se derrumbó solo cuatro meses después debido al aleteo aeroelástico. Desde entonces, este tema se ha vuelto popular, con varios estudios de casos que discuten el fenómeno de falla de los puentes de cables colgantes.

 

En el estado de Washington, la construcción del Puente Tacoma Narrows se completó y abrió al tráfico el 1 de julio de 1940. Fue el primer puente en incorporar una serie de vigas de placa como soporte de la calzada, y el primer puente de su tipo. (suspensión por cable). También fue el tercer puente colgante más grande de su tiempo, con un tramo central de 2800 pies y dos tramos laterales de 1100 pies cada uno.

 

Un enfoque del lado oeste tenía una viga de acero continua de 450 pies, mientras que el lado este tenía un marco largo de hormigón armado de 210 pies. Tenía dos anclajes de cable de 26 pies. a lo largo de las carreteras, dos de 5 pies. aceras y dos de 8ft. vigas de refuerzo profundo. Entre varios otros detalles estructurales, los anclajes de los cables de suspensión a los que se conectaron los cables estaban hechos de 20.000 yardas cúbicas de hormigón, 6 libras lakh de acero estructural y 2,7 libras lakh de acero de refuerzo. Debido a su longitud extremadamente larga, se consideró un "puente estrecho". El costo total de construcción se estimó en la friolera de $ 6 millones en 1940. Considerando la inflación, esto equivale a casi $ 1 mil millones, y todo esto por algo que duró solo cuatro meses y siete días. Sin embargo, esta sigue siendo una gran característica de ingeniería para que los ingenieros civiles reflexionen. 

¿Qué sucedio ese dia?

Poco después de la construcción del puente de Tacoma, se descubrió que se doblaba peligrosamente y se balanceaba a lo largo de su longitud en condiciones de viento. Incluso con los vientos normales, el puente se ondulaba notablemente, y esto tenía a los ingenieros preocupados por las condiciones en presencia de fuertes vientos. Alarmados por esto, muchos ingenieros comenzaron a realizar experimentos en un túnel de viento sobre el comportamiento estructural del puente cuando se somete a cargas de viento. El día del colapso del puente Tacoma Narrows, experimentó vientos de aproximadamente 19 m / s . El soporte central vibraba torsionalmente a una frecuencia de 36 cpm  en nueve segmentos diferentes. Durante la siguiente hora, la amplitud de la vibración torsional se incrementó y el movimiento había cambiado de subir y bajar rítmicamente a una torsión de dos ondas.

A pesar de todos estos movimientos, la parte central del puente  permaneció inmóvil, mientras que sus otras dos mitades giraban en direcciones opuestas. en la siguiente imagenes podremos ver lo que sucedio:

Posibles causas

Gracias a los distintos videos y bloques informáticos he podido recolectar datos valiosos y sacar dos posibles causas del colapso del puente Tacoma

resonancia: el cual consiste en que la frecuencia de aplicación de la carga de viento coincidió con la frecuencia natural de oscilación de la estructura del tablero del puente. Flameo Aero elástico: el cual consiste en la provocación de oscilaciones transversales de amplitud creciente, debidas al cambio del ángulo de ataque del viento en el tablero del puente causado por las oscilaciones del mismo. (Autoexcitación).

En lo personal opino que el primer fenómeno es muy difícil de presenciar, pues para presenciar una resonancia es necesario que la aplicación de la carga tiene que ser intermitente  con

una frecuencia de aplicación igual a la frecuencia de oscilación de la estructura y justamente en el momento en que se inicia un ciclo de oscilación y en vista de que los puentes colgantes tienen diversos modos de oscilar también tienen distintas frecuencias de oscilación, además la acción del viento es más constante que intermitente, por estás razones pienso que este fenómeno queda descartado.

 

El segundo caso lo considero más probable ya que al aumentar la velocidad del viento y al oscilar en la forma y modo que lo hizo aumentaba el ángulo de ataque del viento y por consiguiente la superficie de impacto de este y en consecuencia aumentaba también la fuerza resultante, con lo cual la amplitud de las oscilaciones crecía de manera lógica hasta que superó los límites elásticos del acero y provocó su ruptura. La ruptura del tablero y su colapso total se produjo después de un poco más de una hora de que el viento estuvo provocando las oscilaciones en el tablero, el cual pudo fallar debido al desgaste y presión aplicada al acero.

 

Rescate

Destino de la superestructura derrumbada. Los esfuerzos para salvar el puente comenzaron casi inmediatamente después de su derrumbe y continuaron hasta mayo de 1943.Dos juntas de revisión, una nombrada por el Gobierno Federal y otra nombrada por el Estado de Washington, concluyeron que la reparación del puente era imposible, que habría que desmantelar todo el puente y construirse otra superestructura completamente nueva. Dado que el acero era un producto especialmente valioso debido a la participación de los Estados Unidos en la Segunda Guerra Mundial, el acero de los cables del puente y de los tramos del tablero que se mantuvieron en suspensión se vendieron como chatarra para ser fundidos. La operación de rescate costó al estado más de lo que se obtuvo por la venta del material, una pérdida neta de más de 350.000 dólares.