La excitación sincrónica lateral es un fenómeno físico que puede representar un riesgo estructural y de seguridad en puentes peatonales. Aunque no suele causar hundimientos, puede generar fuertes vibraciones laterales que provocan incomodidad, desorientación e incluso caídas entre los peatones. En algunos casos, estas oscilaciones pueden volverse tan intensas que se hace necesario cerrar el puente temporalmente para evitar accidentes o daños a la estructura. Por eso, comprender este fenómeno es esencial en el diseño moderno de puentes.
Mecanismo del fenómeno
Este fenómeno se basa en dos procesos de sincronización interrelacionados:
- Sincronización peatón-estructura: Pequeños movimientos laterales del puente, provocados por factores como el viento o pasos aleatorios de los peatones, inducen a los caminantes a ajustar su paso para coincidir con la frecuencia de oscilación del puente. Esto incrementa las fuerzas laterales aplicadas a la estructura.
- Sincronización entre peatones: Los individuos, sin darse cuenta, alinean sus patrones de paso con los de otros peatones, reforzando aún más la fuerza resonante que actúa sobre el puente.
Casos destacados
- Puente del Milenio en Londres: Inaugurado en el año 2000, este puente experimentó vibraciones laterales de hasta 70 mm debido a la excitación sincrónica lateral. Se requirió una inversión de 5 millones de libras para instalar amortiguadores que estabilizaran la estructura.
- Puente del puerto de Auckland: Durante una demostración en 1975, se observó una frecuencia lateral de 0,67 Hz, evidenciando la presencia del fenómeno.
- Puente NEC en Birmingham: Este puente presentó una frecuencia lateral de 0,7 Hz, lo que también indica la ocurrencia de la excitación sincrónica lateral.
- Puente del parque Toda en Japón: En la década de 1990, este puente fue objeto de estudio por parte de Fujino y colaboradores, proporcionando información valiosa para modelar el fenómeno.
Estrategias de mitigación
Para prevenir o reducir la excitación sincrónica lateral, se han implementado diversas estrategias:
- Amortiguadores de masa sintonizada: Estos dispositivos, utilizados en el Puente del Milenio, aumentaron la amortiguación de la estructura del 0,5 % al 20 % del valor crítico, ayudando a disipar las vibraciones.
- Diseño estructural adecuado: Se recomienda diseñar puentes con frecuencias laterales fuera del rango de 0,5–1,1 Hz, ya que este es el intervalo en el que es más probable que ocurra la sincronización de los pasos de los peatones con las oscilaciones del puente.
- Gestión de la densidad peatonal: Limitar la cantidad de personas que cruzan el puente durante eventos o momentos de alta afluencia puede reducir la probabilidad de que se produzca la excitación sincrónica lateral.
