El puente de Tacoma

No me resisto hoy a incluir también en mi blog el que es, seguramente, uno de los videos más utilizados en las clases de física de bachillerato para visualizar de forma lo más gráfica y real posible uno de los contenidos teóricos que se suelen explicar. Me refiero a la resonancia en los movimientos de oscilación, por ejemplo con ondas acústicas, o, como en el caso que nos ocupa, la resonancia mecánica en la oscilación de estructuras como la de este puente famoso de Tacoma, sito en los USA, estado de Washington, en la costa del pacífico frontera con Canadá.
¿Lo conoces ya tú también? Probablemente sí, pero lo aprovecho porque es un buen ejemplo para la divulgación práctica de la ciencia, en este caso de la Física.
El caso es que cierto día de noviembre de 1940 el susodicho puente colgante, uno de los más largos del mundo para su época, se vino abajo columpiándose de forma espectacular bajo la influencia de un viento solo moderado de unos 65 km/h, que tampoco es un vendaval demasiado exagerado. Sin entrar en explicaciones demasiado técnicas, que tampoco es el objetivo de este blog divulgativo, explicaciones que se pueden consultar por ejemplo en Wikipedia, la cosa se explica sencillamente acudiendo a la experiencia que todos tenemos con lo que hay que hacer para que un columpio se columpie más y más, valga la redundancia.
La cuestión es acertar a impulsar el oscilador que es el columpio aplicándole empujes periódicos, impulsándonos con los propios pies, el balanceo del cuerpo o si no alguien que nos empuje externamente, con una frecuencia coincidente con la propia de la oscilación del columpio, para que así, aumente visiblemente la amplitud de la oscilación. Es como si fuera una interferencia aditiva entre oscilaciones en fase, hablando un poco técnicamente. Porque de lo contrario, la interferencia de frecuencias no coincidentes, acabaría por anular la oscilación, que es lo que pasa si intentas empujar el columpio cuando este no ha llegado al máximo de su oscilación. Claro, en el caso de un puente, y por seguridad, esto último sería lo interesante a conseguir, pero lo que sucedió aquel día es que los remolinos del viento a chocar con el puente entraron en resonancia, es decir, produjeron ondas de frecuencia coincidente con la frecuencia natural propia del puente y lo hicieron balancearse más y más hasta que la estructura no aguantó.
Mejor lo vemos en este vídeo explicativo que una imagen vale más que …

Jugando con estos efectos de resonancia se pueden conseguir fenómenos curiosos como hacer que salte por los aires una copa de vidrio o que en una sala de conciertos la lámpara del techo empiece a balancearse cuando la frecuencia de la música en un tramo concreto de la obra coincida con la frecuencia propia de vibración de la lámpara. Por lo tanto hay que estar atento a estos posibles efectos en el diseño de materiales y estructuras, como la de los puentes colgantes, para que no se den, claro.