Por que muitos caminhantes fazem as pontes balançarem e balançarem

Vibrações muito pequenas de cada pessoa que caminha podem ser amplificadas significativamente", diz Igor Belykh. Nesse ponto, as pessoas percebem a oscilação e ajustam seus passos para manter o equilíbrio, o que só piora as coisas. (Crédito: Getty Images)

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Pesquisadores descobriram uma nova explicação surpreendente de por que as pontes de pedestres podem começar a balançar e balançar repentinamente: muitas pessoas atravessam ao mesmo tempo e simplesmente tentam não cair.

Em um novo estudo publicado na revista Nature Communications, os pesquisadores mostram como uma ponte – mesmo uma tão altamente projetada quanto a Golden Gate ou a ponte do Brooklyn – pode se tornar repentinamente instável.

Se um número suficiente de pessoas estiver atravessando a pé, cada uma caminhando em sua própria velocidade natural, elas transferem tanta energia para a ponte que ela pode começar a oscilar. Então, à medida que cada caminhante ajusta seus passos para tentar não cair, eles desestabilizam ainda mais a ponte.

As oscilações das pontes podem levar ao pânico em massa - em 1987, no 50º aniversário da ponte Golden Gate de São Francisco, 300.000 pessoas tentaram atravessar e a ponte gemeu e balançou, fazendo com que as pessoas entrassem em pânico, vomitassem e começassem a jogar bicicletas e até carrinhos de bebê no chão. o oceano para aliviar a carga da ponte.

O novo trabalho derruba a explicação há muito aceita para pontes trêmulas e trêmulas - que nos últimos 20 anos se pensava ser devido à sincronização em massa de passos.

"Nosso trabalho mostra que vibrações muito pequenas de cada pessoa que caminha podem ser amplificadas significativamente", diz Igor Belykh, professor de matemática, estatística e neurociência da Georgia State University.

Nesse ponto, as pessoas percebem a oscilação e ajustam seus passos para manter o equilíbrio. Isso só piora as coisas e a ponte pode ficar instável.

O novo trabalho se baseia em dados de 30 pontes diferentes e usa fórmulas matemáticas complexas que preveem o ponto de inflexão preciso para uma determinada ponte – o número exato de pessoas que começarão a movê-la. O estudo também mostra que as pontes em geral podem ser mais vulneráveis ​​do que se pensava.

As pontes têm frequências naturais de vibração, devido a fenômenos como correntes de ar e tráfego. Prever seu ponto de instabilidade não é fácil.

As novas percepções ajudarão engenheiros e projetistas de pontes a "construir pontes melhores e mais seguras", diz Belykh. "A geografia desses eventos de instabilidade induzidos pela multidão é verdadeiramente mundial."

Em 2003, por exemplo, a cidade de Nova York teve um blecaute e uma multidão de pedestres voltou para casa atravessando a ponte do Brooklyn no escuro. Isso fez com que a famosa ponte vibrasse e balançasse tanto que alguns se sentiam enjoados e não conseguiam manter o equilíbrio se ficassem parados.

E em 2000, a recém-inaugurada Millennium Bridge de Londres foi apelidada de ponte bamba por causa de seu movimento oscilante quando a multidão cruzava no dia da inauguração, fazendo com que as autoridades fechassem a ponte imediatamente e não a reabrissem por dois anos.

Foi a Millennium Bridge que inspirou a explicação há muito aceita sobre a instabilidade da ponte - que os humanos caminhavam em sincronia, sincronizados como pêndulos oscilantes. Isso é chamado de bloqueio de fase.

Olhando para os vídeos dos caminhantes, suas cabeças e torsos pareciam se mover em uníssono como uma onda. Pensava-se que esse movimento maciço da esquerda para a direita inclinava uma ponte para frente e para trás. Na verdade, a Albert Bridge, que foi construída sobre o rio Tâmisa em Londres, foi apelidada de "The Trembling Lady" e possui uma placa instruindo os soldados próximos que estão marchando para quebrar o passo.

"Essa explicação era tão popular", diz Belykh, "que faz parte do zeitgeist científico".

Um dos motivos pelos quais foi popular é a ideia de que um comportamento coerente pode surgir em sistemas complexos à medida que eles oscilam – sejam neurônios, vaga-lumes ou passos humanos. E, no entanto, a teoria foi instantaneamente questionada pelo físico ganhador do Prêmio Nobel Brian Josephson, apenas quatro dias após o incidente da Millennium Bridge. Ele sugeriu o que o trabalho atual prova: foram as pessoas tentando manter o equilíbrio na ponte oscilante que intensificaram a oscilação.