Il 7 novembre 1940, la grande notizia del giorno fu il totale fallimento e crollo del Tacoma Narrows Bridge nello stato di Washington. Il ponte si è semplicemente squarciato ed è caduto nelle acque del Puget Sound. Come e perché è successo sono domande a cui solo di recente è stata data una risposta adeguata.
Gli “stretti” di Tacoma segnano il punto più vicino a Puget Sound tra la costa di Washington e la penisola olimpica. Un ponte attraverso le strette significava che il governo dello stato poteva aprire un’altra sezione dello stato per l’espansione, quindi voleva costruirne uno.
Nell’America degli anni ‘1930, la tendenza, soprattutto per le strutture lunghe, era il grazioso ponte sospeso. Architetti e ingegneri hanno cercato i design più aggraziati, più leggeri e più sottili. Di conseguenza, il ponte di Tacoma Narrows, una volta terminato, era lungo 5,939 piedi (1,810.2 metri) e largo 39 piedi (11.9 metri) simile a un bastone. Era anche leggero, a causa delle travi in lamiera poco profonde utilizzate nella costruzione. Grazioso? Senza dubbio. Ha aperto al traffico il 1 luglio 1940.
Il pubblico non sapeva che il ponte aveva manifestato un comportamento insolito durante la fase di costruzione, ma presto ha avuto l’intuizione che non tutto andava bene con il loro ponte alto e affusolato. Gli esperti avevano notato un insolito movimento lineare lungo la carreggiata quando si alzava il vento, come spesso accade attraverso gli Narrows. Gli ingegneri hanno tentato di compensare parte di questa “oscillazione” installando respingenti idraulici e cavi di “ancoraggio” in acciaio per stabilizzarla. Tuttavia, la campata centrale aveva l’abitudine di ondulare su e giù, proprio come le montagne russe.
I conducenti scoprirono presto che le auto davanti a loro sembravano scomparire in “valli”, riapparendo sulla cresta della collina. La gente veniva da ogni parte per guidare sul ponte delle montagne russe. La gente del posto ha rapidamente soprannominato la struttura “Galloping Gertie” e si è bloccata.
Il 7 novembre 1940, la polizia di stato e il dipartimento autostradale chiusero il ponte al traffico verso le 10 del mattino, dopo che erano state segnalate ondulazioni alte da 3 a 5 piedi (da 1 a 1.5 metri), con venti superiori a 35 km/h. Fortunatamente, solo una persona era ancora a bordo, ed è riuscito a scendere prima che la campata centrale crollasse. Mentre la folla radunava guardava con orrore affascinato, la campata centrale iniziò a torcersi da un lato all’altro, oltre a muoversi su e giù. Tutti quelli che guardavano sapevano che il ponte non avrebbe resistito a lungo a questo tipo di movimento.
Verso le 10:30, i primi pezzi di asfalto hanno iniziato a cadere. Alle 11:02, i cavi che tengono la campata centrale hanno iniziato a cedere e la sezione occidentale si è capovolta e si è schiantata in acqua. Alle 11:09, anche la parte restante della campata centrale era sparita. Gertie al galoppo non c’era più. Rimasero solo le campate laterali e le torri.
Quindi la domanda ossessionava gli ingegneri: che fine ha fatto il loro ponte? Un articolo di questa portata non può esplorare tutte le questioni di fisica e aerodinamica coinvolte, ma la prima ipotesi sosteneva che la risonanza del vento lo avesse distrutto. I successivi test e modelli ingegneristici hanno dimostrato che probabilmente non era così.
In effetti, il fallimento del Tacoma Narrows Bridge è stato una combinazione di molti fattori, inclusi i difetti di progettazione. Utilizzava travi a piastre poco profonde per ridurre il peso invece di tralicci di irrigidimento aperti in profondità, che rendevano il ponte meno stabile. Inoltre, la struttura, molto semplicemente, era troppo lunga per la sua larghezza. Un ponte più ampio sarebbe potuto sopravvivere, ma la carreggiata era troppo stretta per resistere alle altre sollecitazioni.
Anche l’aerodinamica e un fenomeno dal suono strano chiamato “autoeccitazione” hanno avuto un ruolo. Man mano che la campata iniziava a ondulare e diventava più instabile, l’instabilità alimentava più instabilità. Pertanto, quando la campata ha iniziato il suo moto di torsione, ha alimentato anche le fiamme di instabilità, fino al cedimento della struttura. “Autoeccitazione” significa che una cosa tira l’altra, tornando su se stessa fino al collasso. Il film del crollo di Gertie è disponibile online, così come le immagini della carreggiata ondulata e tortuosa. Molti documenti, anche online, possono essere consultati per ulteriori risposte alla domanda “perché”.
La seconda guerra mondiale e la conseguente carenza di acciaio ritardarono la costruzione di un altro Tacoma Narrows Bridge. La seconda campata, del tipo a sospensione con funi d’acciaio, è stata inaugurata il 14 ottobre 1950. Questa volta, gli ingegneri hanno studiato e modellato i progetti per quattro anni prima di finalizzare le loro scelte. Questo non sarebbe crollato. Come ponte a pedaggio, si è ripagato da solo e attualmente presenta la quinta campata più lunga del Nord America.
Il galoppo di Gertie è costato allo stato di Washington milioni di dollari, ma il suo fallimento ha rivoluzionato la professione di costruttore di ponti. I progetti ora vengono sottoposti a rigorosi test e modelli prima di essere costruiti, risparmiando denaro e vite umane.