domingo, 17 de abril de 2011

De puentes y resonancias (y sociólogos)

Para mecer a un niño en un columpio hay que darle pequeños empujones en los momentos adecuados. Cuando el columpio ha llegado al punto más alto y va a empezar a alejarse de nosotros es cuando le damos el empujoncito. De este modo sincronizamos la frecuencia del impulso con el que comunicamos la energía al columpio con la frecuencia propia del mismo, la frecuencia a la que pendula dejándolo a su aire. Se está produciendo una resonancia mecánica. Se denomina resonancia la situación en la que el un aporte periódico de energía a un sistema se produce a una frecuencia que coincide con la propia de ese sistema.

Al tocar la flauta el aire que soplamos roza en el filo de la boquilla y produce vibraciones de muchas frecuencias. Alguna de esas frecuencias es capaz de entrar en resonancia con la longitud del tubo (ver aquí la relación entre frecuencias y longitudes) y se amplifica, se convierte en un sonido audible, y cambiamos la frecuencia de ese sonido cambiando la longitud del tupo (destapando o tapando agujeros).

Para explicar la resonancia mecánica es común hablar de puentes. Yo recuerdo aún la explicación de mi profesor de física de primaria que me contaba que los ejércitos rompen la formación para cruzar puentes porque marcar el paso todos a la vez podría entrar en resonancia con el propio puente y romperlo. No se si hay ejemplos documentados de soldados rompiendo puentes por cruzarlos en formación, pero si hay un caso de puente derribado por el viento. Se trata del puente de Tacoma Narrows, en Seattle (EEUU), que el 7 de noviembre de 1940 cayó bajo el efecto del viento con la fortuna de que fue grabado. A continuación incluyo el vídeo, que es verdaderamente espectacular:



Un fenómeno aún más curioso puede tener lugar a la hora de considerar puentes y sus resonancias mecánicas, es el que se produjo en la inaguración del denominado Puente del Milenio, en Londres, en 2000. Este puente peatonal se abrió el 10 de junio de 2000, y tuvo que ser cerrado de nuevo dos días más tarde por este fenómeno. Las pequeñas vibraciones que se producen de forma aleatoria hacen que las personas tiendan a andar de una forma que las compensa, eso lleva a sincronizar el paso de muchas personas de manera automática, haciendo que marchen en formación, amplificando la vibración y poniendo en peligro la estructura. ¡La propia construcción del puente autosincroniza a los viandantes con su frecuencia propia! Esto sería difícil de creer si no fuera por que aprecia claramente en el siguiente vídeo (a partir del segundo 11:10 resulta impresionante):



Se ve pues, que con un puente "adecuado", no hace falta que los soldados entren en formación para que se produzca la temida resonancia, el propio puente incita a marchar en formación... La cosa da que pensar, la sincronización del paso de personas que no se conocen de nada es un fenómeno colectivo, emergente, que podemos comprobar muy bien porque es fácilmente observable, pero seguro que hay muchos fenómenos emergentes en el comportamiento de grupo de personas no tan fáciles de comprobar. No se si el Puente del Milenio será inspirador para los Sociólogos.

Hoy publicaban la historia del puente de Takoma en "hablando de ciencia", y es esa entrada lo que me ha segrido esta.
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