Preguntaría a Dios dos cosas: el porqué de la relatividad y el porqué de la turbulencia.
Soy optimista en obtener respuesta a la primera cuestión.
Werner Heisenberg (1901-1976), Premio Nobel de Física.
El desplome del puente de Tacoma se hizo mundialmente famoso gracias a una hipnótica filmación; se ve cómo se retuerce de forma asombrosa hasta colapsar. Pero por mucho que la resonancia sea la explicación popular que incluso recogen numerosos libros de física el motivo fue otro. Empecemos explicando de dónde viene esa oscura fijación por la resonancia catastrófica.
Romper el paso para no romper el puente
El 12 de abril de 1831 el puente colgante de Broughton se vino abajo mientras lo cruzaban setenta y cuatro soldados en formación, con el resultado de unos cuarenta desdichados dando con sus huesos en el lecho del río Irwell. La marcha de los soldados, marcando el paso, se dijo que hizo entrar en resonancia al puente. Es decir, el golpeteo rítmico de sus pies había coincidido con la frecuencia propia de la estructura, amplificándose los movimientos del mismo modo que se aumentan sin esfuerzo las oscilaciones de un columpio si se empuja sistemáticamente en el momento preciso, o se puede romper una copa de cristal si un sonido suficientemente intenso coincide con su frecuencia natural y la hace vibrar hasta que se rompa.
Se suele citar el colapso del puente de Broughton como punto de partida para el mito de la resonancia catastrófica en los puentes, que provocó que los ejércitos británicos tengan orden, todavía vigente hoy en día en varios países, de romper el paso al transitar sobre una estructura. Hay fuentes que afirman que esa indicación ya se daba en la época de Napoleón o del Imperio romano.
Lamento ser aguafiestas, pero la causa del derrumbamiento del puente de Broughton es menos espectacular que la resonancia catastrófica: falló una parte de la estructura, en concreto unos pernos. La marcha de los soldados sin duda influyó, amplificando las cargas, pero el colapso fue debido a la fatiga y los materiales defectuosos. De hecho, como concluyeron varios estudios, la ruina de la estructura iba a ocurrir de todas formas de un momento a otro.
Más repercusión aún tuvo el accidente del puente de Angers el 16 de abril de 1850, cuando se hundió al cruzarlo un regimiento de casi quinientos soldados, de los que perecieron doscientos veintiséis. Según cuentan las crónicas, las tropas habían roto el paso advertidos por el suceso de Broughton. Lo que ocurrió fue que, debido a una fuerte tormenta, el puente se estaba balanceando y los soldados acompasaron sus pasos al movimiento del tablero, alimentando las vibraciones y, por extensión, los rumores sobre una resonancia catastrófica. Pero tampoco. La investigación descubrió que la oxidación de los cables principales había originado el colapso estructural. Hubo más casos en los que vientos y tormentas desplomaron puentes, pero quedó en el inconsciente colectivo, sin ninguna base, la idea romántica de pequeñas oscilaciones que aumentan exponencialmente hasta la catástrofe. Y qué mejor para perpetuar esa idea generación tras generación que verlo en una impactante filmación.
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Hubiera sido interesante que mencionaras el famoso y dudoso accidente de Tesla con su máquina de terremotos. También recuerdo que en el programa de televisión «Cazadores de mitos» hacían una revisión de este mito y en su experimento sí que lograban algunos resultados que aportaban veracidad a estas teorías
Brillante como siempre, alejando la superstición de la razón a base de una buena documentación
Llámenme cuñado, pero en 1940 no se grababa en vídeo, sino en película (cinematógrafo).
Muy interesante artículo, siempre había escuchado que había sido la resonancia.
Saludos.
Para empezar todo material tiene un amortiguamiento implicito, hasta el acero… Por favor, lee algo sobre el factor de amplificación dinámico…. hablas de la frecuencia natural de un sistema de manera binaria… no hace falta excitar una extructura a exactamente su frecuencia natural para generar grandes desplazamientos…
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¿Qué responden los ingenieros respecto a la última pregunta? Puede colapsar la tribuna de un estadio de fútbol con estos movimientos sincronizados?
El término resonancia solamente nos da una descripción parcial del fenómeno. Por si mismo no describe el tipo de excitación externa que dio origen a una oscilación creciente y finalmente destructiva.
Un puente puede experimentar resonancia por el paso rítmico de soldados o por fuerzas variables asociadas a los vortices que se forman por el paso o cruce de un fluido. En estos casos las fuentes de excitación son diferentes y los modos de oscilación no serán iguales (aunque sigue siendo válido utilizar el termino resonancia).