Reduzindo a oscilação provocada por multidões em pontes pedonais

15 Fevereiro, 2018.

Reduzindo a oscilação provocada por multidões em pontes pedonais

A redução da oscilação de pontes pedonais provocada pela passagem de multidões é o objetivo central de um estudo que está a ser desenvolvido na Universidade Estatal da Georgia. Para tal, os investigadores daquela instituição norte-americana estão a recorrer a modelos biomecânicos avançados.

Estes modelos permitem determinar o tamanho crítico das multidões a partir do qual a oscilação percetível da ponte tem lugar.

Este é um problema transversal a uma parte significativa das pontes pedonais construídas um pouco por todo o mundo. Quando multidões de peões percorrem o seu tabuleiro, podem ocorrer vibrações importantes e oscilações para além de um limite razoável. Estes movimentos síncronos podem levar, teoricamente e em última instância, ao colapso da estrutura.

Alguns exemplos de pontes que tiveram de ser encerradas e reabilitadas devido à oscilação excessiva das suas estruturas, a Ponte de Clifton, no Reino Unido, a Ponte de Squibb Park, em Brooklin e a Ponte Changi Mezzanine do Aeroporto de Singapura. Um exemplo icónico do efeito devastador que as oscilações harmónicas podem ter na integridade das estruturas é o da Ponte Tacoma Narrows que colapsou por efeito de oscilações excessivas iniciadas e incrementadas, num ciclo incontrolável de feedback positivo, por ação do vento.

O estudo da Universidade Estatal da Georgia procurou desmistificar a ideia de que quanto maior a multidão, maior será a amplitude das oscilações das estruturas. Os investigadores desenvolveram um método que permite a determinação do tamanho crítico das multidões, a partir do qual a magnitude da oscilação deixa de aumentar.

A fórmula de cálculo obtida pelos engenheiros norte-americanos pode ser utilizada para determinar os limites máximos de capacidade de pontes existentes e ajudar os projetistas de estruturas a dimensionar pontes com melhor desempenho. Ao invés dos modelos lineares correntemente usados no projeto de pontes, os investigadores propõem o uso alternativo destes modelos de base biomecânica que permitem avaliar de forma mais precisa os efeitos não-lineares associados com a interação entre multidões de peões e as estruturas das pontes.

Por exemplo, para o conhecido caso da Ponte Milénio os engenheiros da Universidade Estatal da Georgia determinaram que, para esta estrutura pedonal, o tamanho crítico da multidão seria de 165 pessoas. Isto significa que, depois da operação de reabilitação a que foi sujeita, a ponte só oscilaria se esse número de peões atravessasse o seu tabuleiro em simultâneo.

Adicionalmente os cientistas descobriram que a sincronização do movimento dos pés dos peões não é necessariamente, ao contrário do que é comumente aceite, a principal causa do início da oscilação das pontes (embora este fenómeno seja imprescindível para que a ponte oscile significativamente). De facto, foi observado, em mais do que uma ocasião, que as pontes podem iniciar a sua vibração mesmo quando a frequência da ponte seja diferente da média da frequência dos peões.

 

Fonte: EngenhariaCivil.com; Universidade Estatal da Georgia | Imagens (adaptadas): EngenhariaCivil.com; via KK Fung




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