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Tacoma Narrows: "A ponte que vibra"

A ponte que vibra



O caso da Ponte Tacoma Narrows ainda intriga cientistas e engenheiros, que buscam nas equações diferenciais a provável resposta para os fenômenos que ocorreram no fatídico verão de 1940.


A ponte Tacoma Narrows, construída em 1940 em Washington, Estados Unidos, ficou famosa pela sua grande oscilação e consequente colapso, na presença de ventos constantes. Apesar de sua trágica história, esta ponte permitiu o avanço na tecnologia de construção de pontes e viadutos, além da melhor compreensão do efeito da ressonância em construções.

A ponte foi um dos maiores feitos da engenharia da época: tinha 1600 m de comprimento, era sustentada por oito pilastras e dois cabos de aço. Mas este aparato de sustentação não foi suficientemente para possibilitar seu habitual funcionamento, após sua conclusão a ponte começou a vibrar de forma assustadora, impressionando a todos que presenciaram o fenômeno.

Por que a ponte caiu?

Por muito tempo, atribuiu-se a causa da queda da ponte Tacoma Narrows exclusivamente ao fenômeno da ressonância. A força do vento teria aumentado a oscilação natural da estrutura até que um valor máximo suportável pelo material foi atingido. Após esse limite, a estrutura entrou em colapso.


Atualmente, entende-se que, além da ressonância, a variação na tensão dos cabos que mantinham a estrutura foi responsável pelo fenômeno. A força do vento fez com que as tensões nos diversos cabos de aço fossem diferentes em um mesmo instante. Assim, a força da gravidade foi a única a atuar no momento em que o cabo estava afrouxado, o que proporcionou o movimento ondulatório, que cessou no momento em que a ponte não suportou as oscilações. Elas chegaram a ser de 36 ciclos por segundo, gerando desníveis de até 8,5 m.


A única vítima fatal da tragédia de Tacoma Narrows foi um cachorro deixado dentro de um carro abandonado no centro da ponte. No momento do colapso, o carro caiu no rio juntamente à estrutura que compunha a ponte.


Confira a intensidade a que chegaram as vibrações da ponte:

Avanços na engenharia

A engenharia da época da construção da ponte pensava dominar técnicas construtivas que evitaria vibrações violentas, por meio de ensaios incipientes realizados anteriormente à construção. Entretanto, a forma não aerodinâmica da seção original da ponte fez com que as forças aerodinâmicas que atuavam sobre a mesma, relacionadas aos vórtices e conseguintes movimentos de vibração atuassem como desestabilizadoras estruturais; o que levou a anulação da força correspondente ao amortecimento estrutural da mesma, o resultado disso foi a amplificação das amplitudes de vibração.


Após o colapso da ponte, novos conhecimentos foram acrescentados á engenharia estrutural, tais como o problema da aerodinâmica das grandes estruturas e a realização de testes ou ensaios em túnel de vento com modelos de pontes suspensas em projeto. Com base nestes novos conhecimentos, a engenharia pôde crescer adquirindo novas bases de estudo. Dez anos depois do colapso da ponte original, sobre os mesmos apoios dessa ponte, foi construída a nova ponte com a estrutura convencional e que ainda hoje está em funcionamento. A construção da nova ponte começou no verão de 1948 e foi concluída em outubro de 1950.

Fontes:

PORTAL EDUCAÇÃO. Ressonância: O curioso caso da ponte Tacoma Narrows!. Disponível em: <http://www.portaleducacao.com.br/pedagogia/artigos/41429/ressonancia-o-curioso-caso-da-ponte-tacoma-narrows>.

http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/ponte-tacoma-narrows.html

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