RESONANCIA

La resonancia es un fenómeno que se produce cuando un cuerpo capaz de vibrar es sometido a la acción de una fuerza periódica, cuyo periodo de vibración coincide con el periodo de vibración característico de dicho cuerpo, llamado frecuencia natural del sistema. En el cual una fuerza relativamente pequeña aplicada en forma repetida, hace que una amplitud de un sistema oscilante se haga muy grande.

En estas circunstancias el cuerpo vibra, aumentando de forma progresiva la amplitud del movimiento tras cada una de las actuaciones sucesivas de la fuerza.

Este efecto puede ser destructivo en algunos materiales rígidos como columnas, vigas, puentes muros de contención y estructuras de gran envergadura. Trayendo consigo las grandes pérdidas tanto económicas como de vidas humanas .

En la carrera que estoy cursando (Ingeniería Civil), en la construcción de un puente como un sistema oscilante cuando se toma en cuenta la fuerzas que los automóviles pudieran aplicarle al puente y que este sea proporcional a su amplitud.

También tenemos los movimientos telúricos que pueden provocar las destrucciones de las obras de gran envergadura. Por tal motivo se realizan las diferentes pruebas tomando en cuenta las condiciones de los diferentes fenómenos físicos y mecánicos de la naturaleza que se pueden presentar en el futuro y prevenir muchos desastres.

ASPECTOS RELEVANTES DEL VIDEO

El puente Tacoma. Los ingenieros expertos que tuvieron que ver con la construcción de este puente no tuvieron en cuenta la resonancia y sus consecuencias. El viento no tenia que variar periódicamente con una frecuencia cercana a la natural del puente. El flujo de aire por el puente se podría decir que era turbulento, y se formaban remolinos en el aire con una frecuencia regular que dependía de la rapidez de flujo. Es concebible que esta frecuencia haya coincidido con una frecuencia natural del puente.

La causa quizás haya sido una oscilación auto excitada, donde las fuerzas aerodinámicas causadas por un viento constante al soplar sobre el puente tendieron a alejarlo más del equilibrio, y por lo tanto este colapso.

•Cuando está sentada la niña en el columpio y se impulsa, la fuerza impulsora no es armónica simple. Sin embargo, es periódica y se aprende intuitivamente a bombear con el cuerpo con la misma frecuencia que la natural del columpio.

• Puede romperse un vaso con la voz bajo amortiguamiento mediante una onda sonora intensa con una frecuencia igual o muy próxima a la frecuencia natural de vibración del mismo.

PUENTE DE TACOMA

La falla del puente ocurrió a causa de un modo de torsión, con vientos de apenas 64 km/hora. Este modo es conocido como de torsión, y es distinto del modo longitudinal, en el modo de torsión cuando el lado derecho de la carretera se deforma hacia abajo, el lado izquierdo se eleva, y viceversa, con el eje central de la carretera permaneciendo quieto. En realidad fue el segundo modo de torsión, en el cual el punto central del puente permaneció quieto mientras que las dos mitades de la carretera hacia una y otra columna de soporte se retorcían a lo largo del eje central en sentidos opuestos.

El flameo se origina cuando una perturbación de torsión aumenta el ángulo de ataque del puente (o sea el ángulo entre el viento y el puente). La estructura responde aumentando la deformación. El ángulo de ataque se incrementa hasta el punto en que se produce la pérdida de sustentación, y el puente comienza a deformarse en la dirección opuesta. En el puente de Tacoma Narrows, esta amortiguado en forma negativa lo cual significa que la amplitud de la oscilación aumentaba con cada ciclo porque la energía aportada por el viento excedía la que se disipaba en la flexión de la estructura. Finalmente, la amplitud del movimiento aumenta hasta que se excede la resistencia de una parte vital, en este caso los cables de suspensión. Una vez que varios de los cables fallaron, el peso de la cubierta se transfirió a los cables adyacentes, que no soportaron el peso, y se rompieron en sucesión hasta que casi toda la cubierta central del puente cayó al agua.

La frecuencia del modo destructivo fue 0,2 Hz, que no se corresponde ni con un modo natural de la estructura aislada ni con la frecuencia del desprendimiento de vórtices del puente a la velocidad del viento.