Puente de Tacoma (1940) para niños
Datos para niños Puente de Tacoma(1940) |
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| Lugar inscrito en el Registro Nacional de Lugares Históricos Monumento Histórico de Ingeniería Civil |
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| Ubicación | ||
| País |  Estados Unidos |
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| Coordenadas | 47°16′09″N 122°33′06″O / 47.269030463623, -122.55165296308 | |
| Características | ||
| Tipo | Puente colgante | |
| Cruza | Tacoma Narrows | |
| Material | Acero | |
| Largo | 1810,2 m | |
| Luz | 853,4 m | |
| Gálibo | 59,4 m | |
| Historia | ||
| Ingeniero | Leon Moisseiff | |
| Construcción | 1938-1940 | |
| Inauguración | 1 de julio de 1940 | |
| Cierre | 7 de noviembre de 1940 (colapso) | |
| Mapa de localización | ||
 Puente de Tacoma
Ubicación en Washington
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El Puente de Tacoma Narrows de 1940 fue el primer puente que cruzó el Estrecho de Tacoma. Este puente colgante estaba en el estado de Washington, Estados Unidos. Conectaba la ciudad de Tacoma con la península de Kitsap a través del estrecho de Puget Sound. Se inauguró el 1 de julio de 1940 y se derrumbó de forma inesperada el 7 de noviembre de ese mismo año.
Cuando se construyó, era el tercer puente colgante más largo del mundo. Solo el Puente Golden Gate y el Puente George Washington eran más largos.
La construcción del puente comenzó en septiembre de 1938. Desde el principio, la parte superior del puente (el tablero) se movía mucho en los días de viento. Por eso, los trabajadores lo llamaron Galloping Gertie (Gertie la Galopante). Este movimiento era tan notorio que la gente lo sentía incluso el día de la inauguración. Se intentaron varias cosas para detener el movimiento, pero no funcionaron. Finalmente, la parte central del puente se derrumbó con vientos de 64 km/h la mañana del 7 de noviembre de 1940.
Después del derrumbe, la participación de Estados Unidos en la Segunda Guerra Mundial retrasó los planes para construir un nuevo puente. Las partes del puente que quedaron en pie, como las torres y los cables, se desmantelaron y se vendieron como chatarra. Casi 10 años después, se construyó un nuevo Puente de Tacoma Narrows en el mismo lugar. Este nuevo puente usó las bases de las torres y los anclajes de los cables del puente original. La parte del puente que cayó al agua ahora es como un arrecife artificial para la vida marina.
El derrumbe del puente fue muy importante para la ciencia y la ingeniería. En muchos libros de física, se usa como un ejemplo de cómo las fuerzas del viento pueden afectar una estructura. El puente se derrumbó debido a un fenómeno llamado aleteo aeroelástico. Esto ocurre cuando el viento hace que una estructura vibre de una manera que coincide con su forma natural de moverse. Este evento impulsó mucha investigación en el diseño de puentes grandes para que sean más seguros.
Contenido
Diseño y construcción del puente original
El deseo de construir un puente en esta zona existía desde 1889. Sin embargo, los esfuerzos serios comenzaron en la década de 1920. La Cámara de Comercio de Tacoma empezó a buscar apoyo y a financiar estudios para el puente en 1923. Se consultó a ingenieros famosos, como Joseph B. Strauss, quien diseñó el Puente Golden Gate.
La financiación del puente fue un desafío desde el principio. Los ingresos esperados de los peajes no serían suficientes para cubrir los costos. Sin embargo, la Armada y el Ejército apoyaron mucho el proyecto. Ellos tenían bases importantes cerca de Tacoma.
Clark Eldridge, un ingeniero del estado de Washington, propuso un diseño de puente colgante tradicional. Pero Leon Moisseiff, un ingeniero de puentes muy conocido, sugirió un diseño más económico. Moisseiff propuso usar una viga más delgada para el tablero del puente. Esto haría el puente más esbelto y reduciría los costos. Su diseño fue aceptado porque era más barato.
La construcción del puente comenzó el 27 de septiembre de 1938 y duró solo diecinueve meses. Costó 6.4 millones de dólares de la época. El Puente de Tacoma Narrows, con un tramo principal de 853,4 metros, fue el tercer puente colgante más largo del mundo en ese momento.
Como se esperaba poco tráfico, el puente se diseñó con solo dos carriles. Tenía 11,9 metros de ancho, lo cual era bastante estrecho para su longitud. La viga del tablero era muy poco profunda, solo 2,4 metros de alto. Esta decisión de usar una viga tan estrecha y poco profunda fue la causa principal de los problemas del puente.
El tablero del puente no era lo suficientemente rígido y se movía fácilmente con el viento. Desde el principio, el puente fue famoso por su movimiento. Con vientos suaves o moderados, las dos mitades del tramo central subían y bajaban visiblemente varios metros. Este movimiento era tan fuerte que los constructores y trabajadores lo llamaron "Galloping Gertie". El apodo se hizo popular, y el público también sintió estos movimientos el día de la inauguración, el 1 de julio de 1940.
Intentos de controlar la vibración
Mientras el puente aún se construía, se probaron varias ideas para reducir su movimiento.
- Se conectó el tablero con cables a bloques de hormigón en la orilla. Esto no funcionó y los cables se quitaron.
- Se añadieron cables diagonales que unían los cables principales con el tablero en el centro. Estos cables se quedaron, pero tampoco sirvieron para reducir las vibraciones.
- Finalmente, se instalaron amortiguadores hidráulicos entre las torres y el tablero. Estos debían reducir el movimiento, pero se dañaron durante la pintura del puente.
El profesor Frederick Burt Farquharson, de la Universidad de Washington, fue contratado para estudiar el problema. Él hizo pruebas en un túnel de viento con modelos del puente. Sus primeros estudios terminaron el 2 de noviembre de 1940, solo cinco días antes del derrumbe. Propuso dos soluciones:
- Hacer agujeros en los lados de la viga del tablero para que el aire pasara a través.
- Dar una forma más aerodinámica al tablero añadiendo piezas especiales.
La primera opción no se prefería porque era irreversible. La segunda opción fue la elegida, pero no se pudo llevar a cabo porque el puente se derrumbó.
El derrumbe del puente
El puente se derrumbó por el viento el 7 de noviembre de 1940, alrededor de las 11:00 de la mañana. La causa fue un fenómeno físico llamado aleteo aeroelástico.
Leonard Coatsworth, un editor de periódico, fue la última persona en cruzar el puente en coche: "A mi alrededor podía oír cómo se agrietaba el hormigón. Volví al coche para buscar al perro, pero caí al suelo antes de que pudiera alcanzarlo. El coche mismo comenzó a deslizarse de lado a lado sobre la calzada. Decidí que el puente se estaba derrumbando y mi única esperanza era volver sobre tierra firme. Apoyado sobre las manos y las rodillas la mayor parte del tiempo, me arrastré 450 metros o más desde las torres... Una vez a salvo, de vuelta al puesto de peaje, vi el colapso final del puente y cómo mi coche se hundía en las aguas del Estrecho."
Tubby, el perro de Coatsworth, fue la única víctima del desastre. Se perdió junto con el coche de Coatsworth. El profesor Farquharson y un fotógrafo intentaron rescatar a Tubby, pero el perro estaba demasiado asustado para salir del coche. Tubby murió cuando el puente cayó al agua. Ni su cuerpo ni el coche fueron recuperados.
Investigación del derrumbe
Una comisión de la Agencia Federal de Obras investigó el derrumbe del puente. Incluyó a ingenieros importantes como Othmar Ammann y Theodore von Kármán. El puente estaba asegurado por varias pólizas, y la mayoría de ellas se cobraron sin problemas.
El 28 de noviembre de 1940, se informó que los restos del puente estaban a 55 metros de profundidad en el agua.
La película del derrumbe
El derrumbe del puente fue grabado en una película por Barney Elliott, dueño de una tienda de cámaras. La película muestra a Leonard Coatsworth intentando salvar a su perro. En 1998, la Biblioteca del Congreso eligió esta película para el Registro Nacional de Películas de Estados Unidos. Se consideró importante por su valor cultural, histórico y estético.
Este video todavía se muestra a estudiantes de ingeniería, arquitectura y física. Sirve como una lección importante sobre lo que puede salir mal. Las películas originales se hicieron en color, pero la mayoría de las copias que se ven hoy son en blanco y negro. Esto se debe a que los noticieros de la época las copiaron en ese formato. Además, muchas copias muestran el puente moviéndose más rápido de lo que realmente lo hizo.
En febrero de 2019, se encontró otra película del derrumbe. Fue grabada por Arthur Leach desde el lado de Gig Harbor del puente. Leach era un ingeniero civil que trabajaba como cobrador de peaje. Se cree que fue la última persona en cruzar el puente hacia el oeste antes de que se derrumbara.
Causa del derrumbe
El Puente de Tacoma Narrows fue el primero en construirse con una viga de acero sólida para el tablero. Los diseños anteriores usaban vigas abiertas, que permitían que el viento pasara a través. En el nuevo diseño, el viento chocaba con la viga y se desviaba por encima y por debajo.
Poco después de su apertura, se vio que el puente se balanceaba y se retorcía peligrosamente con vientos suaves. Esta vibración era transversal: una mitad del tramo central subía mientras la otra bajaba. Los conductores veían cómo los coches que venían en dirección contraria subían y bajaban con la "ola" de movimiento.
El derrumbe ocurrió cuando el viento, a 64 km/h, causó un tipo de movimiento nunca antes visto. Este fue un modo de vibración de torsión. En este modo, cuando el lado izquierdo de la carretera bajaba, el lado derecho subía, y viceversa. La línea central de la carretera permanecía quieta. Dos hombres que caminaron por la línea central no se vieron afectados por el movimiento de los lados. Esta vibración fue causada por el aleteo aeroelástico.
El aleteo es un fenómeno en el que diferentes partes de una estructura se mueven juntas de forma inestable por el viento. La amplitud del movimiento aumenta hasta que la estructura no puede soportarlo. En este caso, los cables de suspensión fallaron. Una vez que varios cables se rompieron, el peso del tablero se transfirió a los cables cercanos, que también se rompieron. Así, casi todo el tablero central cayó al agua.
¿Fue por resonancia?
La destrucción del puente se usa a menudo para enseñar la importancia de la aerodinámica y la resonancia en la ingeniería civil. Sin embargo, muchos libros de física explican incorrectamente que la causa fue la resonancia mecánica forzada.
La resonancia ocurre cuando un sistema vibra con mayor fuerza a ciertas frecuencias, llamadas frecuencias naturales. A estas frecuencias, incluso fuerzas pequeñas pueden causar grandes vibraciones. Por ejemplo, un niño en un columpio puede balancearse muy alto si se impulsa en el momento justo.
En el caso del Puente de Tacoma, la causa no fue la resonancia simple. Los investigadores concluyeron que no había una relación clara entre la velocidad del viento y la frecuencia de la vibración. El derrumbe se debió al aleteo aeroelástico. Este es un fenómeno más complejo donde el viento y la estructura interactúan de una manera que aumenta el movimiento de forma continua, no solo en una frecuencia específica.
El destino de la estructura derrumbada
Los esfuerzos para recuperar el puente comenzaron casi de inmediato y duraron hasta mayo de 1943. Dos comisiones de expertos, una del gobierno federal y otra del estado de Washington, decidieron que el puente no se podía reparar. Era necesario desmantelarlo por completo y construir uno nuevo.
Como el acero era muy valioso durante la Segunda Guerra Mundial, el acero de los cables y de las partes del tablero que quedaron en pie se vendió como chatarra. La operación de rescate costó más de lo que se obtuvo por la venta del material.
Las bases de los cables, los pedestales de las torres y la mayor parte de la estructura que estaba bajo el agua no sufrieron daños. Estas partes se reutilizaron para construir el nuevo puente que se inauguró en 1950. Las torres que sostenían los cables principales de "Gertie" se dañaron mucho y se desviaron 3,7 metros. Fueron desmanteladas y su acero se recicló.
Preservación de los restos
Los restos del tablero del antiguo puente que están bajo el agua ahora funcionan como un gran arrecife artificial. Están incluidos en el Registro Nacional de Lugares Históricos.
El Museo de Historia Harbor tiene una exposición principal sobre el puente de 1940, su derrumbe y los dos puentes que se construyeron después.
Una lección para el futuro
Othmar Ammann, un famoso diseñador de puentes que investigó el derrumbe, escribió: "El derrumbe del puente de Tacoma Narrows nos dio información muy valiosa... Demostró que cada nueva estructura de gran tamaño presenta problemas nuevos. Para resolverlos, no siempre tenemos suficiente teoría o experiencia. En esos casos, debemos confiar mucho en el buen juicio. Si, como resultado, ocurren errores o fallos, debemos aceptarlos como parte del progreso humano."
Después de este incidente, los ingenieros tomaron precauciones adicionales. Empezaron a considerar la aerodinámica en sus diseños. Las pruebas de los diseños en túneles de viento se hicieron obligatorias.
El Puente Whitestone del Bronx, que tenía un diseño similar al de Tacoma de 1940, fue reforzado poco después del derrumbe. En 1943, se le añadieron vigas de acero de 4,3 metros de alto a ambos lados del tablero para hacerlo más rígido. En 2003, estas vigas se quitaron y se instalaron piezas aerodinámicas de fibra de vidrio.
Una consecuencia importante fue que los tableros de los puentes colgantes volvieron a ser más pesados y con diseños de celosía. Esto incluyó el Puente de Tacoma (1950). Más tarde, en la década de 1960, se desarrollaron puentes con vigas en forma de caja y perfil aerodinámico, como el Puente de Severn. Estos diseños reducen las fuerzas de torsión y dan la rigidez necesaria.
El nuevo puente
Debido a la falta de materiales y trabajadores por la Segunda Guerra Mundial, pasaron 10 años antes de que se abriera un nuevo puente. Se inauguró el 14 de octubre de 1950. Con 1822,4 metros de largo, es 12,2 metros más largo que el puente original. También tiene más carriles que el puente de 1940.
Medio siglo después, el nuevo puente ya no era suficiente para el tráfico. Por eso, se construyó un segundo puente colgante paralelo para el tráfico que va hacia el este. El puente de 1950 se reconfiguró para que solo llevara el tráfico hacia el oeste. El nuevo puente paralelo se abrió en julio de 2007.
Véase también
En inglés: Tacoma Narrows Bridge (1940) Facts for Kids
- Puente de Tacoma (1950)
- Puente de Tacoma Narrows
- Millennium Bridge, Londres, inicialmente inestable debido a un error de ingeniería
- Silver Bridge
