terça-feira, 30 de dezembro de 2014

[Física] Ponte Tacoma Narrows

A ponte pênsil Tacoma Narrows (Tacoma Narrows Bridge) de 1600 metros, localizada sobre o Estreito de Tacoma, Washington (EUA) oscilou e caiu no dia 7 de novembro de 1940. Este acontecimento foi devido a um colapso gerado por fortes ventos. 


A Ponte de Tacoma sempre balançava, porém neste dia o vento atingiu uma velocidade de aproximadamente 70 km por hora; com isto começou a gerar movimentos de torção, vindo a estrutura a colapsar. 


Ao contrário do que se publica em alguns livros de física (como Halliday* et al e Tipler et al.**), acredita-se que os grandes movimentos foram causados devido ao fenômeno de flutter aeroelástico e não de simples ressonância.


"Flutter é uma auto-excitação de dois ou mais modos de vibração de um sistema, devidamente alterada e realimentada pelo escoamento de um fluido. Pode vir a causar oscilações de amplitude que crescem exponencialmente levando a estrutura a uma falha dinâmica". (ver fonte)


O vídeo abaixo mostra a oscilação e queda da ponte:



- De madrugada, os ventos atingiram os 70 km/h, fazendo a estrutura oscilar muito, deslizando a alta velocidade. A polícia fechou então a ponte ao tráfego;

- Às 9h30 a ponte oscilava em 8 ou 9 segmentos com amplitude de 0,9 m e frequência de 36 ciclos por minuto;

- Às 10h00 dá-se um afrouxamento da ligação do cabo de suspensão norte ao tabuleiro, o que faz a ponte entrar num modo de vibração torcional a 14 ciclos por minuto. O eixo da via, os dois pilares e o meio da ponte são nodos. A partir daí a situação não se alterou muito durante cerca de uma hora;

- Às 11h00 se desprende um primeiro pedaço de pavimento e às 11h10 a ponte entra em colapso, caindo no rio.

Os grandes defeitos da ponte foram a sua enorme falta de rigidez transversal e torcional, pois estava ausente o reticulado por baixo do tabuleiro, e a frente aerodinâmica do perfil.

Não houve vítimas deste acidente e uma nova ponte foi construída no local, a qual ainda se encontra em funcionamento.

______________
*Halliday, David; Resnick, Robert; Walker, Jearl. Fundamentals of Physics, (Chapters 21-44). [S.l.]: John Wiley & Sons.
**Tipler, Paul Allen; Mosca, Gene. Physics for Scientists and Engineers : Volume 1B: Oscillations and Waves; Thermodynamics (Physics for Scientists and Engineers).

Nenhum comentário:

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...