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Conheça o incrível caso da Ponte de Tacoma [estudada por arquitetos e engenheiros]

por Simone Tagliani | 22/04/2021

Acidentes são inevitáveis. Mas eles ensinam também. E especialmente o evento da Ponte de Tacoma, tratada inicialmente como caso de ressonância, acabou revelando uma hipótese que deve ser estudada nos planejamentos estruturais de pontes pontes pênseis. Saiba mais!

Ninguém gosta de acidentes; porém, muitos deles são inevitáveis. Alguns, em especial, podem até ajudar a ciência a resolver problemas ainda não identificados. Inclusive, várias tecnologias para fabricação de materiais de construção de obras só surgiram depois destes acontecimentos. Um exemplo é o aprimoramento dos sistemas de pontes pênseis, sabia?!

Claro que a ponte pênsil mais famosa de que você provavelmente já ouviu falar é a Golden Gate, na Califórnia, nos Estados Unidos. Mas para os arquitetos e engenheiros tem outro nome que vem fácil à mente, que é a Ponte de Tacoma. Esta construção é frequentemente citada nas aulas de cálculo estrutural. E sabe por quê? É o quê você descobrirá no texto a seguir!

Ponte de Tacoma
Ponte de Tacoma – imagem de Física Matemática Músicas e Filmes
Ponte de Tacoma
Ponte de Tacoma – imagem de Física Matemática Músicas e Filmes

O que aconteceu com a Ponte de Tacoma?

A Ponte de Tacoma Narrows era localizada no condado de Pierce, em Washington, nos Estados Unidos. Na manhã de 7 de novembro do ano de 1940, apenas poucos meses após a sua inauguração, ocorreram uma série de eventos inesperados.

Ventou muito naquele dia – em rajadas de cerca de 65 Km/h. A ponte começou a oscilar diversas vezes por minuto. A polícia então fechou o tráfico logo cedo e ninguém mais foi autorizado a passar na ponte até o acidente – embora se tenha conhecimento de que um animal, fechado dentro de um veículo, veio a falecer no local.

Por volta das 9:30, nove dos segmentos da ponte oscilaram 90 cm numa frequência de 36 ciclos por minuto. Logo uma das suas ligações de cabo de suspensão acabou se afrouxando. Isso fez a estrutura vibrar cada vez mais. Quando chegou às 11 horas, o primeiro pedaço de pavimento se desprendeu, então todo sistema entrou em colapso e caiu no rio. Hoje, há uma nova estrutura no mesmo ponto onde a Tacoma Narrows ruiu!

Ponte de Tacoma
Ponte de Tacoma – imagem de Kitsap Sun

Como era a estrutura da Ponte de Tacoma?

Os estudos para a construção da Ponte de Tacoma começaram no ano de 1928. Porém, um ano depois, veio a Grande Depressão. Isso fez diminuir drasticamente o orçamento disponível para a execução do projeto, que precisou ser alterado. Enfim, a construção da ponte só pôde ser iniciada em 1938. 

A Tacoma Narrows era um tipo de “estrutura tabuleiro” suspenso por cabos ou tirantes de suspensão. Estes cabos foram conectados a um outro cabo principal que era fixado em cada uma das extremidades da ponte a um grande mastro – num sistema tipo parabólico. Também havia dois pilares assistidos por duas vigas simples, retilíneas e paralelas entre si – a melhor solução encontrada para vencer o baixo orçamento versus uma grande distância a ser contemplada – cerca de 850 m.

Ponte de Tacoma
Ponte de Tacoma – imagem de Medina Engenharia

Agora, nada disso era, na verdade, alguma novidade da engenharia! Método semelhante já havia sido utilizado em outros projetos de pequeno porte. Teoricamente a estrutura estava apta a suportar grandes cargas estáveis, dinâmicas e permanentes! Claro que não foi isso que aconteceu!

Existe uma polêmica enorme em torno do que teria levado ao colapso a Ponte de Tacoma. Alguns estudiosos apontam a utilização de menos materiais para a execução da obra em comparação com o que era previsto no projeto original. Outros contestam a própria estrutura de vigas verticais e simples erros na escolha das proporções da ponte. Por último, muitos outros ajustes efeitos em decorrência das oscilações que já ocorriam desde o início da construção.

Qual a explicação final sobre as causas da queda da Ponte de Tacoma?

Como dissemos no início deste texto, professores e estudantes de Arquitetura e Engenharia Civil estudam constantemente o caso da Ponte de Tacoma. Ao longo do tempo, eles foram entendendo melhor o que levou à queda da estrutura. A primeira hipótese levantada era de um colapso causado pelo movimento de torção, resultado da ação de fortes ventos. Esta explicação parece simples demais! No fim, descobriu-se que não se tratava de ressonância, mas de um fenômeno aeroelástico chamado de Flutter.

Ponte de Tacoma
Ponte de Tacoma – imagem de Magnus Mundi

Por que se cogitou a ressonância?

Os primeiros investigadores do caso notaram que os padrões de movimento da ponte no dia do acidente eram muito parecidos aos encontrados em casos de ressonância. Bem, houve, de fato, um fenômeno ondulatório comum, que ocorre quando uma energia provoca vibrações. Óbvio que o efeito disso sobre a estrutura foi mesmo significativo! Porém, agora sabe-se que não há necessariamente a relação entre a velocidade do vento e a frequência de oscilação da ponte. Justifica-se que, na verdade, esse tipo de movimento já seria normalmente previsto em projeto!

Ponte de Tacoma
Ponte de Tacoma – imagem de Youtube Convergindo

O que é fenômeno de flutter?

O fato é que a Ponte de Tacoma tinha uma enorme falta de rigidez transversal e torcional. De algum modo, uma oscilação além do normal teria sido auto excitada. Este fenômeno é chamado de Flutter Aeroelástico!

Explicando melhor, não foi preciso uma reflexão constante da força. A ausência de reticulado por baixo do tabuleiro fez com que o efeito da ação do vento se tornasse ainda mais impactante. Concluindo, o sistema estava então fora de controle, sofrendo tantas deflexões constantes, que o só poderia ser catastrófico!

Ponte de Tacoma
Ponte de Tacoma – imagem de Medina Engenharia

Então, qual a sua opinião sobre este destino trágico e surpreendente da Ponte de Tacoma?! Você já tinha ouvido falar disso? Conte o que sabe nos comentários!


Fontes: Engenharia 360, Wikipedia, Eureka Brasil, Edifica Consultoria, Eng M3, Blog Petcivil, Mundo Educação, Unicamp.

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Simone Tagliani

Graduada em Arquitetura & Urbanismo e Letras; especialista em Artes Visuais; estudante de Jornalismo Digital e proprietária da empresa Visual Ideias - Redação, Edição e Produção de Conteúdos.