El puente Tacoma Narrows de 1940 , el primer puente en este lugar , fue un puente colgante en el estado estadounidense de Washington que atravesaba el estrecho de Tacoma Narrows de Puget Sound entre Tacoma y la península de Kitsap . Se abrió al tráfico el 1 de julio de 1940 y colapsó dramáticamente en Puget Sound el 7 de noviembre del mismo año. [1] El colapso del puente ha sido descrito como "espectacular" y en las décadas siguientes "ha atraído la atención de ingenieros, físicos y matemáticos". [2] A lo largo de su corta existencia, fue el tercer puente colgante más largo del mundo por tramo principal, detrás del puente Golden Gate y el puente George Washington .
La construcción comenzó en septiembre de 1938. Desde el momento en que se construyó la plataforma , comenzó a moverse verticalmente en condiciones de viento, por lo que los trabajadores de la construcción apodaron al puente Galloping Gertie . El movimiento continuó después de que el puente se abrió al público, a pesar de varias medidas de amortiguación . El tramo principal del puente finalmente colapsó con vientos de 40 millas por hora (64 km/h) en la mañana del 7 de noviembre de 1940, mientras la plataforma oscilaba en un movimiento de torsión alterno que aumentó gradualmente en amplitud hasta que la plataforma se rompió.
Los esfuerzos para reemplazar el puente se retrasaron por la Segunda Guerra Mundial , pero en 1950, se abrió un nuevo puente Tacoma Narrows en el mismo lugar, utilizando los pedestales de la torre y los anclajes de cables del puente original. La parte del puente que cayó al agua sirve ahora como arrecife artificial .
El colapso del puente tuvo un efecto duradero en la ciencia y la ingeniería. En muchos libros de texto de física , el evento se presenta como un ejemplo de resonancia mecánica forzada elemental , pero en realidad fue más complicado; El puente se derrumbó porque los vientos moderados produjeron un aleteo aeroelástico que era autoexcitante e ilimitado: para cualquier velocidad de viento constante y sostenida por encima de aproximadamente 35 mph (56 km/h), la amplitud de la oscilación del aleteo ( torsional ) aumentaría continuamente, con un efecto negativo. factor de amortiguación, es decir, un efecto de refuerzo, opuesto a la amortiguación. [3] El colapso impulsó la investigación sobre la aerodinámica de los puentes : la aeroelástica , que ha influido en el diseño de todos los puentes de luces largas posteriores.
Las propuestas para un puente entre Tacoma y la península de Kitsap se remontan al menos a la propuesta de caballete de 1889 del Ferrocarril del Pacífico Norte , pero los esfuerzos concertados comenzaron a mediados de la década de 1920. La Cámara de Comercio de Tacoma comenzó a hacer campaña y financiar estudios en 1923. [4] Se consultó a varios ingenieros de puentes destacados, entre ellos Joseph B. Strauss , que llegó a ser ingeniero jefe del puente Golden Gate , y David B. Steinman , más tarde el diseñador del puente Mackinac . Steinman realizó varias visitas financiadas por la Cámara y presentó una propuesta preliminar en 1929, pero en 1931 la Cámara había cancelado el acuerdo alegando que Steinman no estaba trabajando lo suficiente para obtener financiación. En la reunión de 1938 de la división estructural de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles, durante la construcción del puente, con su diseñador entre la audiencia, Steinman predijo su fracaso. [5]
En 1937, la legislatura del estado de Washington creó la Autoridad de Puentes de Peaje del Estado de Washington y asignó $5,000 (equivalente a $96,000 hoy) para estudiar la solicitud de Tacoma y el condado de Pierce para un puente sobre el Narrows. [6]
Desde el principio, la financiación del puente fue un problema: los ingresos de los peajes propuestos no serían suficientes para cubrir los costes de construcción; Otro gasto fue comprar el contrato del ferry a una empresa privada que prestaba servicios en Narrows en ese momento. No obstante, hubo un fuerte apoyo para el puente por parte de la Armada de los Estados Unidos , que operaba el Astillero Naval de Puget Sound en Bremerton , y del Ejército de los Estados Unidos , que administraba McChord Field y Fort Lewis cerca de Tacoma. [7]
El ingeniero del estado de Washington, Clark Eldridge , produjo un diseño preliminar de puente colgante convencional probado y verdadero, y la Autoridad de Puentes de Peaje del Estado de Washington solicitó $11 millones (equivalentes a $212 millones actuales) de la Administración de Obras Públicas (PWA) federal. Los planes de construcción preliminares del Departamento de Carreteras de Washington exigían un conjunto de vigas de 7,6 m (25 pies) de profundidad para colocarlas debajo de la carretera y reforzarla.
Sin embargo, los "ingenieros consultores del Este" (con lo que Eldridge se refería a Leon Moisseiff , el destacado ingeniero de puentes de Nueva York que trabajó como diseñador e ingeniero consultor para el puente Golden Gate) solicitaron a la PWA y a la Reconstruction Finance Corporation (RFC) que construyeran el puente para menos. Moisseiff y Frederick Lienhard, este último ingeniero de lo que entonces se conocía en Nueva York como la Autoridad Portuaria , habían publicado un artículo [8] que fue probablemente el avance teórico más importante en el campo de la ingeniería de puentes de la década. [5] Su teoría de la distribución elástica amplió la teoría de la deflexión que fue ideada originalmente por el ingeniero austriaco Josef Melan a la flexión horizontal bajo carga de viento estático. Demostraron que la rigidez de los cables principales (a través de los tirantes) absorbería hasta la mitad de la presión del viento estático que empuja lateralmente una estructura suspendida . Esta energía luego se transmitiría a los anclajes y torres. [5] Utilizando esta teoría, Moisseiff abogó por reforzar el puente con un conjunto de vigas de placa de ocho pies de profundidad (2,4 m) en lugar de las cerchas de 25 pies de profundidad (7,6 m) propuestas por la Autoridad de Puentes de Peaje del Estado de Washington. Este enfoque significó un diseño más delgado y elegante y también redujo los costos de construcción en comparación con el diseño del Departamento de Carreteras propuesto por Eldridge. El diseño de Moisseiff triunfó, ya que la otra propuesta se consideró demasiado cara. El 23 de junio de 1938, la PWA aprobó casi 6 millones de dólares (equivalentes a 124,7 millones de dólares actuales) para el puente Tacoma Narrows. [7] Se debían recaudar otros 1,6 millones de dólares (33,3 millones de dólares hoy) de los peajes para cubrir el costo total estimado de 8 millones de dólares (166,3 millones de dólares hoy).
Siguiendo el diseño de Moisseiff, la construcción del puente comenzó el 27 de septiembre de 1938. La construcción tardó sólo diecinueve meses, a un costo de 6,4 millones de dólares (133,1 millones de dólares en la actualidad), que fue financiada con una subvención de la PWA y un préstamo de la RFC.
El puente Tacoma Narrows, con un tramo principal de 850 m (2800 pies), era el tercer puente colgante más largo del mundo en ese momento, después del puente George Washington entre Nueva Jersey y la ciudad de Nueva York , y el puente Golden Gate. conectando San Francisco con el condado de Marin al norte. [9]
Debido a que los planificadores esperaban volúmenes de tráfico bastante ligeros, el puente se diseñó con dos carriles y tenía solo 39 pies (12 m) de ancho. [10] Era bastante estrecho, especialmente en comparación con su longitud. Dado que solo las vigas de placa de 2,4 m (8 pies) de profundidad proporcionaban profundidad adicional, la sección de la calzada del puente también era poco profunda.
La decisión de utilizar vigas tan estrechas y poco profundas resultó en la ruina del puente. Con vigas tan mínimas, el tablero del puente no era suficientemente rígido y el viento lo movía fácilmente; Desde el principio, el puente se hizo famoso por su movimiento. Un viento leve a moderado podría causar que mitades alternas del tramo central suban y bajen visiblemente varios pies en intervalos de cuatro a cinco segundos. Esta flexibilidad la experimentaron los constructores y trabajadores durante la construcción, lo que llevó a algunos de los trabajadores a bautizar el puente como "Galloping Gertie". El apodo pronto se quedó, e incluso el público (cuando comenzó el tráfico de peaje ) sintió estos movimientos el día de la inauguración del puente, el 1 de julio de 1940.
Dado que la estructura experimentó considerables oscilaciones verticales mientras aún estaba en construcción, se utilizaron varias estrategias para reducir el movimiento del puente. Incluyeron: [11]
La Autoridad del Puente de Peaje del Estado de Washington contrató a Frederick Burt Farquharson, profesor de ingeniería de la Universidad de Washington , para realizar pruebas en el túnel de viento y recomendar soluciones para reducir las oscilaciones del puente. Farquharson y sus alumnos construyeron un modelo a escala 1:200 del puente y un modelo a escala 1:20 de una sección de la plataforma. Los primeros estudios concluyeron el 2 de noviembre de 1940, cinco días antes del colapso del puente el 7 de noviembre. Propuso dos soluciones:
La primera opción no fue favorecida debido a su carácter irreversible. La segunda opción fue la elegida, pero no se llevó a cabo, debido a que el puente colapsó cinco días después de concluidos los estudios. [5]
El colapso inducido por el viento ocurrió el 7 de noviembre de 1940, aproximadamente a las 11:00 am (PST).
Leonard Coatsworth, editor de The News Tribune en Tacoma, fue la última persona en conducir por el puente:
A mi alrededor podía oír el crujido del hormigón. Regresé al auto para buscar al perro, pero fui arrojado antes de que pudiera alcanzarlo. El propio coche empezó a deslizarse de un lado a otro por la calzada. Decidí que el puente se estaba rompiendo y que mi única esperanza era volver a la orilla. Sobre manos y rodillas la mayor parte del tiempo, gateé 500 yardas [1.500 pies; 460 m] o más hasta las torres... Mi respiración se hacía entrecortada; mis rodillas estaban en carne viva y sangrando, mis manos magulladas e hinchadas de tanto agarrarme al bordillo de cemento... Hacia el último momento, me arriesgué a ponerme de pie y correr unos cuantos metros a la vez... Ya a salvo en el peaje, vi el puente en su colapso final y vi mi auto hundirse en el Narrows. [12]
Coatsworth recibió 814,40 dólares (equivalentes a 17.000 dólares actuales [13] en reembolso [ se necesita aclaración ] por su automóvil y su contenido, incluido un perro. [14]
Theodore von Kármán , director del Laboratorio Aeronáutico Guggenheim y aerodinámico de renombre mundial, fue miembro de la comisión de investigación sobre el colapso. [15] Informó que el Estado de Washington no pudo cobrar una de las pólizas de seguro para el puente porque su agente de seguros se había embolsado las primas del seguro de manera fraudulenta. El agente, Hallett R. French, que representaba a Merchant's Fire Assurance Company, fue acusado y juzgado por hurto mayor por retener las primas de un seguro por valor de 800.000 dólares (equivalente a 16,7 millones de dólares en la actualidad). [16] El puente estaba asegurado por muchas otras pólizas que cubrían el 80% del valor de la estructura de $5,2 millones (equivalente a $108,6 millones actuales). La mayoría de ellos se recogieron sin incidentes. [17]
El 28 de noviembre de 1940, el Servicio Hidrográfico de la Marina de los EE. UU. informó que los restos del puente estaban ubicados en las coordenadas geográficas 47°16′N 122°33′W / 47.267°N 122.550°W / 47.267; -122.550 , a una profundidad de 180 pies (55 metros).
El derrumbe fue filmado con dos cámaras por Barney Elliott y Harbine Monroe, dueños de The Camera Shop en Tacoma, incluido el fallido intento de rescatar al perro. [18] Su metraje se vendió posteriormente a Paramount Pictures , que lo duplicó para noticieros en blanco y negro y lo distribuyó en todo el mundo en salas de cine. Castle Films también recibió los derechos de distribución del vídeo doméstico de 8 mm . [19] En 1998, la Biblioteca del Congreso seleccionó El colapso del puente de Tacoma Narrows para su conservación en el Registro Nacional de Películas de los Estados Unidos por ser de importancia cultural, histórica o estética. Este metraje todavía se muestra a estudiantes de ingeniería , arquitectura y física como una advertencia . [20]
Las imágenes de Elliott y Monroe de la construcción y el colapso se filmaron en una película Kodachrome de 16 mm , pero la mayoría de las copias en circulación están en blanco y negro porque los noticieros de la época copiaron la película en una película en blanco y negro de 35 mm . También hubo discrepancias en la velocidad de la película entre las imágenes de Monroe y Elliot, con Monroe filmando a 24 fotogramas por segundo y Elliott a 16 fotogramas por segundo. [21] Como resultado, la mayoría de las copias en circulación también muestran el puente oscilando aproximadamente un 50% más rápido que el tiempo real, debido a la suposición durante la conversión de que la película fue filmada a 24 fotogramas por segundo en lugar de los 16 fps reales. [22]
En febrero de 2019 apareció otro carrete de película, tomado por Arthur Leach desde el lado del puente de Gig Harbor (hacia el oeste), y una de las pocas imágenes conocidas del colapso desde ese lado. Leach era un ingeniero civil que se desempeñaba como cobrador de peaje del puente y se cree que fue la última persona en cruzar el puente hacia el oeste antes de su colapso, tratando de evitar más cruces desde ese lado cuando el puente se volvió inestable. Las imágenes de Leach (originalmente en película en blanco y negro pero luego grabadas en videocasete al filmar la proyección) también incluyen el comentario de Leach en el momento del colapso. [23]
Una comisión formada por la Agencia Federal de Obras estudió el colapso del puente. El consejo de ingenieros responsable del informe estuvo formado por Othmar Ammann , Theodore von Kármán y Glenn B. Woodruff . Sin sacar conclusiones definitivas, la comisión exploró tres posibles causas del fracaso:
El puente Tacoma Narrows original fue el primero en construirse con vigas de acero al carbono ancladas en bloques de hormigón; Los diseños anteriores normalmente tenían vigas de celosía abiertas debajo de la base de la carretera. [24] Este puente fue el primero de su tipo en emplear vigas de placa (pares de vigas en I profundas ) para soportar la plataforma. [24] Con los diseños anteriores, cualquier viento simplemente pasaría a través de la armadura, pero en el nuevo diseño el viento se desviaría por encima y por debajo de la estructura. [25] Poco después de terminar la construcción a finales de junio (abierta al tráfico el 1 de julio de 1940), se descubrió que el puente se balancearía y torcería peligrosamente en condiciones de viento relativamente suaves que son comunes en el área, y peores durante condiciones severas. vientos. [26] Esta vibración era transversal , la mitad del tramo central subía mientras la otra bajaba. Los conductores verían cómo los coches que se acercaban desde la otra dirección subían y bajaban, aprovechando la violenta onda de energía a través del puente. Sin embargo, en ese momento se consideró que la masa del puente era suficiente para mantenerlo estructuralmente sólido.
La falla del puente se produjo cuando se produjo un modo de torsión nunca antes visto, debido a vientos de 40 millas por hora (64 km/h). Este es el llamado modo de vibración torsional (que es diferente del modo de vibración transversal o longitudinal ), por el cual cuando el lado izquierdo de la calzada bajaba, el lado derecho subía, y viceversa, es decir, las dos mitades de la carretera. El puente se torció en direcciones opuestas, con la línea central de la carretera permaneciendo quieta (inmóvil). Esta vibración fue causada por un aleteo aeroelástico .
El aleteo es un fenómeno físico en el que varios grados de libertad de una estructura se acoplan en una oscilación inestable impulsada por el viento. Aquí, inestable significa que las fuerzas y efectos que causan la oscilación no son controlados por fuerzas y efectos que limitan la oscilación, por lo que no se autolimita sino que crece sin límites. Finalmente, la amplitud del movimiento producido por el aleteo aumentó más allá de la fuerza de una parte vital, en este caso los cables de suspensión. Al fallar varios cables, el peso del tablero se transfirió a los cables adyacentes, que se sobrecargaron y se rompieron a su vez hasta que casi todo el tablero central cayó al agua debajo del vano.
La espectacular destrucción del puente se utiliza a menudo como lección objetiva sobre la necesidad de considerar tanto la aerodinámica como los efectos de resonancia en la ingeniería civil y estructural . Billah y Scanlan (1991) [3] informaron que, de hecho, muchos libros de texto de física (por ejemplo Resnick et al. [28] y Tipler et al. [29] ) explican erróneamente que la causa del fallo del puente de Tacoma Narrows Fue resonancia mecánica forzada externamente. La resonancia es la tendencia de un sistema a oscilar en amplitudes mayores en ciertas frecuencias, conocidas como frecuencias naturales del sistema. A estas frecuencias, incluso fuerzas impulsoras periódicas relativamente pequeñas pueden producir vibraciones de gran amplitud, porque el sistema almacena energía. Por ejemplo, un niño que utiliza un columpio se da cuenta de que si los empujones se realizan en el momento adecuado, el columpio puede moverse con una amplitud muy grande. La fuerza motriz, en este caso el niño que empuja el columpio, repone exactamente la energía que pierde el sistema si su frecuencia es igual a la frecuencia natural del sistema.
Por lo general, el enfoque adoptado por esos libros de texto de física es introducir un oscilador forzado de primer orden, definido por la ecuación diferencial de segundo orden.
donde m , cyk representan la masa , el coeficiente de amortiguación y la rigidez del sistema lineal y F y ω representan la amplitud y la frecuencia angular de la fuerza de excitación. La solución de dicha ecuación diferencial ordinaria en función del tiempo t representa la respuesta de desplazamiento del sistema (dadas las condiciones iniciales apropiadas). En el sistema anterior, la resonancia ocurre cuando ω es aproximadamente , es decir, es la frecuencia natural (resonante) del sistema. El análisis de vibración real de un sistema mecánico más complicado, como un avión, un edificio o un puente, se basa en la linealización de la ecuación de movimiento del sistema, que es una versión multidimensional de la ecuación ( ecuación 1 ). El análisis requiere un análisis de valores propios y posteriormente se encuentran las frecuencias naturales de la estructura, junto con los llamados modos fundamentales del sistema, que son un conjunto de desplazamientos y/o rotaciones independientes que especifican completamente la posición y orientación desplazada o deformada de la estructura. el cuerpo o sistema, es decir, el puente, se mueve como una combinación (lineal) de esas posiciones deformadas básicas.
Cada estructura tiene frecuencias naturales. Para que se produzca resonancia, es necesario que también haya periodicidad en la fuerza de excitación. Se suponía que el candidato más tentador para la periodicidad de la fuerza del viento era el llamado desprendimiento de vórtices . Esto se debe a que los cuerpos farolosos (no aerodinámicos), como los tableros de los puentes, en una corriente de fluido producen (o "vierten") estelas , cuyas características dependen del tamaño y la forma del cuerpo y de las propiedades del fluido. Estas estelas van acompañadas de vórtices alternos de baja presión en el lado del cuerpo a favor del viento, la llamada calle de vórtices Kármán o calle de vórtices von Kármán. En consecuencia, el cuerpo intentará moverse hacia la zona de baja presión, en un movimiento oscilante llamado vibración inducida por vórtices . Con el tiempo, si la frecuencia de la formación de vórtices coincide con la frecuencia natural de la estructura, la estructura comenzará a resonar y el movimiento de la estructura podrá volverse autosostenible.
La frecuencia de los vórtices en la calle de vórtices von Kármán se llama frecuencia de Strouhal y viene dada por
Aquí U representa la velocidad del flujo, D es la longitud característica del cuerpo de farol y S es el número de Strouhal adimensional , que depende del cuerpo en cuestión. Para números de Reynolds mayores que 1000, el número de Strouhal es aproximadamente igual a 0,21. En el caso de Tacoma Narrows, D era de aproximadamente 8 pies (2,4 m) y S era de 0,20.
Se pensó que la frecuencia de Strouhal estaba lo suficientemente cerca de una de las frecuencias de vibración naturales del puente, es decir, para causar resonancia y, por lo tanto, vibración inducida por vórtices.
En el caso del puente Tacoma Narrows, esta no parece haber sido la causa del daño catastrófico. Según Farquharson, el viento era constante a 42 millas por hora (68 km/h) y la frecuencia del modo destructivo era de 12 ciclos/minuto (0,2 Hz ). [30] Esta frecuencia no era ni un modo natural de la estructura aislada ni la frecuencia del vórtice de cuerpo romo que se desprendía del puente a esa velocidad del viento, que era de aproximadamente 1 Hz. Por lo tanto, se puede concluir que el desprendimiento del vórtice no fue la causa del colapso del puente. El evento sólo puede entenderse considerando el sistema aerodinámico y estructural acoplado que requiere un análisis matemático riguroso para revelar todos los grados de libertad de la estructura particular y el conjunto de cargas de diseño impuestas.
La vibración inducida por vórtices es un proceso mucho más complejo que involucra tanto las fuerzas externas iniciadas por el viento como las fuerzas internas autoexcitadas que fijan el movimiento de la estructura. Durante el bloqueo, las fuerzas del viento impulsan la estructura en o cerca de una de sus frecuencias naturales, pero a medida que aumenta la amplitud esto tiene el efecto de cambiar las condiciones de contorno del fluido local, de modo que esto induce fuerzas compensadoras y autolimitantes, que restringen el movimiento a amplitudes relativamente benignas. Claramente no se trata de un fenómeno de resonancia lineal, incluso si el cuerpo farol tiene un comportamiento lineal, ya que la amplitud de la fuerza de excitación es una fuerza no lineal de la respuesta estructural. [31]
Billah y Scanlan [31] afirman que Lee Edson en su biografía de Theodore von Kármán [32] es una fuente de información errónea: "El culpable del desastre de Tacoma fue la calle del vórtice Karman".
Sin embargo, el informe de la investigación de la Administración Federal de Obras, de la que von Kármán formó parte, concluyó que
Es muy poco probable que la resonancia con vórtices alternos desempeñe un papel importante en las oscilaciones de los puentes colgantes. En primer lugar, se encontró que no existe una correlación clara entre la velocidad del viento y la frecuencia de oscilación, como se requiere en el caso de resonancia con vórtices cuya frecuencia depende de la velocidad del viento. [33]
Un grupo de físicos citó la "amplificación de la oscilación de torsión impulsada por el viento" como distinta de la resonancia:
Autores posteriores han rechazado la explicación de la resonancia y su perspectiva se está extendiendo gradualmente a la comunidad física. La guía del usuario del DVD actual de la Asociación Estadounidense de Profesores de Física (AAPT) afirma que el colapso del puente "no fue un caso de resonancia". Bernard Feldman también concluyó en un artículo de 2003 para Physics Teacher que en el modo de oscilación torsional "no existe ningún comportamiento de resonancia en la amplitud en función de la velocidad del viento". Una fuente importante tanto para la guía del usuario de la AAPT como para Feldman fue un artículo del American Journal of Physics de 1991 escrito por K. Yusuf Billah y Robert Scanlan. Según los dos ingenieros, el fallo del puente se debió a una amplificación de la oscilación de torsión impulsada por el viento que, a diferencia de la resonancia, aumenta de forma monótona al aumentar la velocidad del viento. La dinámica de fluidos detrás de esa amplificación es complicada, pero un elemento clave, como lo describen los físicos Daniel Green y William Unruh, es la creación de vórtices a gran escala por encima y por debajo de la calzada o plataforma del puente. Hoy en día, los puentes se construyen para que sean rígidos y tengan mecanismos que amortigüen las oscilaciones. A veces incluyen una ranura en el medio de la plataforma para aliviar las diferencias de presión por encima y por debajo de la carretera. [34]
Hasta cierto punto, el debate se debe a la falta de una definición precisa de resonancia comúnmente aceptada. Billah y Scanlan [3] proporcionan la siguiente definición de resonancia: "En general, siempre que un sistema capaz de oscilar se ve afectado por una serie periódica de impulsos que tienen una frecuencia igual o casi igual a una de las frecuencias naturales de la oscilación del sistema, el sistema se pone en oscilación con una amplitud relativamente grande." Luego afirman más adelante en su artículo "¿Podría esto llamarse un fenómeno resonante? No parece contradecir la definición cualitativa de resonancia citada anteriormente, si ahora identificamos la fuente de los impulsos periódicos como autoinducidos , el viento que suministra la energía". , y el movimiento que suministra el mecanismo de toma de energía. Sin embargo, si uno desea argumentar que fue un caso de resonancia lineal forzada externamente , la distinción matemática... es bastante clara, los sistemas autoexcitantes difieren bastante de los sistemas lineales ordinarios. los resonantes."
El sistema climático que provocó el colapso del puente provocó la tormenta de nieve del Día del Armisticio de 1940 que mató a 145 personas en el medio oeste de los Estados Unidos :
Los fuertes vientos en Tacoma Narrows el 7 de noviembre de 1940 estaban relacionados con un notable sistema de baja presión que siguió una trayectoria a través del país y cuatro días después produjo la tormenta del Día del Armisticio, una de las mayores tormentas que jamás haya azotado la región de los Grandes Lagos. Por ejemplo, cuando la tormenta llegó a Illinois, el titular de la portada del Chicago Tribune incluía las palabras "Los vientos más fuertes de este siglo azotan la ciudad". Se pueden encontrar detalles adicionales del análisis de la película y el video en la edición de noviembre de 2015 de Physics Teacher, que también incluye una descripción más detallada de la tormenta del Día del Armisticio y los fuertes vientos que anteriormente habían causado que el puente Tacoma Narrows oscilara, se torciera y colapsara. en las aguas de abajo. [34]
Los esfuerzos para salvar el puente comenzaron casi inmediatamente después de su colapso y continuaron hasta mayo de 1943. [35] Dos juntas de revisión, una designada por el gobierno federal y otra designada por el estado de Washington, concluyeron que la reparación del puente era imposible y que la reparación del puente era imposible. Habría que desmantelar todo el puente y construir una superestructura de puente completamente nueva . [36] Dado que el acero era un bien valioso debido a la participación de los Estados Unidos en la Segunda Guerra Mundial , el acero de los cables del puente y del tramo de suspensión se vendía como chatarra para fundirlo. La operación de salvamento le costó al estado más de lo que se recuperó por la venta del material, una pérdida neta de más de $350.000 (equivalente a $5.919.000 en 2022). [35]
Los anclajes de los cables, los pedestales de las torres y la mayor parte de la subestructura restante quedaron relativamente intactos durante el colapso y se reutilizaron durante la construcción del tramo de reemplazo que se inauguró en 1950. Las torres, que sostenían los cables principales y la plataforma de la carretera, sufrieron daños importantes en su lugar. las bases se desvíen 12 pies (3,7 m) hacia la orilla como resultado del colapso del tramo principal y el combado de los tramos laterales. Fueron desmantelados y el acero enviado a recicladores.
Los restos submarinos del tablero de la carretera del antiguo puente colgante actúan como un gran arrecife artificial, y están inscritos en el Registro Nacional de Lugares Históricos con el número de referencia 92001068. [37] [38]
El Museo de Historia del Puerto tiene una exhibición en su galería principal sobre el puente de 1940, su colapso y los dos puentes posteriores.
Othmar Ammann , un destacado diseñador de puentes y miembro de la Comisión de la Agencia Federal de Obras que investiga el colapso del puente Tacoma Narrows, escribió:
...la ingeniería de puentes no es, como popularmente se supone, una ciencia exacta. Si bien las estructuras ordinarias están estrechamente controladas por una amplia experiencia y experimentos, toda estructura que se proyecta hacia campos de magnitud nuevos e inexplorados implica nuevos problemas, para cuya solución ni la teoría ni la experiencia práctica pueden proporcionar una guía adecuada. Es entonces cuando debemos confiar en gran medida en nuestro juicio y si como resultado se producen errores o fracasos debemos aceptarlos como un precio por el progreso humano. [39]
Después del incidente, los ingenieros tomaron precauciones adicionales al incorporar la aerodinámica en sus diseños y, finalmente, las pruebas de los diseños en el túnel de viento se hicieron obligatorias. [40]
El puente Bronx-Whitestone , que tiene un diseño similar al puente Tacoma Narrows de 1940, fue reforzado poco después del colapso. En 1943 se instalaron vigas de acero de catorce pies de altura (4,3 m) a ambos lados de la plataforma para pesar y endurecer el puente en un esfuerzo por reducir la oscilación. En 2003, se quitaron las vigas de refuerzo y se instalaron carenados aerodinámicos de fibra de vidrio a ambos lados de la plataforma de la carretera.
Una consecuencia clave fue que los puentes colgantes recurrieron a un diseño de armadura más profunda y pesada , incluido el reemplazo del puente Tacoma Narrows (1950) , hasta el desarrollo en la década de 1960 de puentes de vigas cajón con forma de perfil aerodinámico , como el puente Severn , que dio la necesaria rigidez junto con fuerzas de torsión reducidas.
Debido a la escasez de materiales y mano de obra como resultado de la participación de los Estados Unidos en la Segunda Guerra Mundial, pasaron 10 años antes de que se abriera al tráfico un puente de reemplazo. Este puente de reemplazo se abrió al tráfico el 14 de octubre de 1950 y tiene 5979 pies (1822 m) de largo, cuarenta pies (12 m) más largo que el puente original. El puente de reemplazo también tiene más carriles que el puente original, que solo tenía dos carriles de tránsito, además de arcenes a ambos lados.
Medio siglo después, el puente de reemplazo excedió su capacidad de tráfico y se construyó un segundo puente colgante paralelo para transportar el tráfico en dirección este. El puente colgante que se completó en 1950 fue reconfigurado para transportar únicamente tráfico en dirección oeste. El nuevo puente paralelo se abrió al tráfico en julio de 2007.
Finalmente, la WSTBA reembolsó a Coatsworth la pérdida de su automóvil, $450.00.
Ya le habían pagado 364,40 dólares por la pérdida del "contenido" de su coche.
Los efectos de la caída de Galloping Gertie duraron mucho después de la catástrofe.
Clark Eldridge
, quien aceptó parte de la culpa por el fracaso del puente, lo aprendió de primera mano.
A finales de 1941, Eldridge estaba trabajando para la Armada de los Estados Unidos en
Guam
cuando Estados Unidos entró en la Segunda Guerra Mundial.
Pronto los japoneses capturaron a Eldridge.
Pasó el resto de la guerra (tres años y nueve meses) en un campo
de prisioneros de guerra
en Japón.
Para su sorpresa, un día un oficial japonés, que había sido estudiante en Estados Unidos, reconoció al ingeniero del puente.
Caminó hasta Eldridge y dijo sin rodeos: '¡Puente Tacoma!'
Al cronometrar las oscilaciones de torsión, los investigadores del estado de Texas determinaron que el puente pasa por 18 ciclos de torsión por minuto en el video existente.
Sin embargo, las mediciones del cronómetro tomadas el 7 de noviembre de 1940 calcularon los ciclos del puente a 12 por minuto, una discrepancia significativa.
Los investigadores del estado de Texas pudieron demostrar que la cámara original de 16 mm que filmó las oscilaciones funcionaba a 16 fps más lentos, no a los 24 fps asumidos cuando se realizó la conversión a video.
Cuando los fotogramas de la película se ven a una velocidad más lenta, los ciclos de torsión coinciden con la medición del cronómetro de un testigo ocular de 12 ciclos por minuto.
Con un viento de cuarenta y dos millas por hora, el puente de Tacoma, valorado en 6.400.000 dólares, se derrumbó hoy con un rugido y se hundió en las aguas de Puget Sound, 190 pies más abajo.
Después del desastre de Tacoma Narrows, los constructores de puentes se preocuparon de incorporar la aerodinámica en sus diseños y construir estructuras con frecuencias complejas.
Las pruebas de los diseños de puentes en túneles de viento finalmente se volvieron obligatorias.
