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Due ricercatori della Ohio State University hanno costruito un modello per esplorare ulteriormente l'oscillazione sperimentata dal Millennium Bridge di Londra. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Lettere di biologia , Varun Joshi e Manoj Srinivasan descrivono il loro modello e cosa ha mostrato.
Già nel 2000, gli ingegneri che hanno progettato il Millennium Bridge di Londra sono rimasti sorpresi nello scoprire che la folla di persone che lo attraversava durante una cerimonia di inaugurazione lo faceva tremare e ondeggiare, due giorni dopo, il ponte è stato chiuso per motivi di sicurezza. Negli studi successivi, i ricercatori hanno scoperto che il ponte oscillava a causa del comportamento a piedi dei pedoni. Quando il ponte si mosse leggermente, hanno reagito come qualcuno in piedi su una barca a remi che cerca di evitare che si capovolga. Tutte quelle persone che hanno reagito hanno causato un ciclo di feedback che ha reso il ponte instabile. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno migliorato i modelli precedenti costruiti per imitare il comportamento del ponte e hanno imparato di più sullo scuotimento e l'oscillazione.
I ricercatori hanno costruito il loro modello per la prima volta nel 2015 con caratteristiche che tengono conto di fattori come l'impatto degli individui che si muovono insieme, spostamenti di peso, o anche azioni casuali come persone che si girano. Ma quel modello non era in grado di tenere conto del costo energetico di un individuo che lavorava per stabilizzare la propria andatura. Nel loro nuovo modello, hanno aggiunto la capacità di prendere in considerazione l'impatto delle regolazioni che le persone fanno mentre camminano su una superficie instabile.
I ricercatori hanno scoperto che l'oscillazione del ponte non richiedeva la sincronia della folla, che studi precedenti avevano suggerito fosse necessario per iniziare a oscillare. Hanno anche scoperto che le folle che si sincronizzavano e l'oscillazione del ponte non dovevano necessariamente accadere allo stesso tempo. Il modello ha anche mostrato che quando il ponte ha iniziato a oscillare, la gente che vi camminava allargava i passi, che richiedeva più energia, ma offriva più stabilità.
Camminare su un ponte traballante. (a) Oscillazione della piattaforma con P ¼ 2, 4, 6 e 80 gruppi di pedoni che rappresentano un numero equivalente N ¼ 80, 240 o 400 pedoni. Lo stato stazionario è indipendente da P, salvo sfasamenti temporali dovuti alla fase iniziale casuale. Vediamo oscillazioni di decadimento per N basso, oscillazioni con periodicità multistep per N intermedio e oscillazioni periodiche a due step per N grande. (b) Ampiezza dell'oscillazione in regime stazionario della piattaforma (posizione quadratica media del moto in regime stazionario) in funzione di N, mostrando tre regimi qualitativamente differenti. (c) Movimento del ponte quando i bipedi (P ¼ 8) sono identici e non identici. (d) Variazione dei parametri dell'ordine che mostri che i bipedi identici si sincronizzano ma i bipedi non identici non lo fanno. Vedi materiale supplementare elettronico, video per animazioni a piedi. (e) Il costo energetico del camminare aumenta quando i pedoni scuotono il ponte, confrontando il caso di 400 pedoni (scuotimento) con il caso di 80 pedoni (nessun scuotimento). Camminare su un tapis roulant scosso. La differenza di fase allo stato stazionario in funzione di (f) ampiezza di oscillazione della piattaforma e (g) frequenza di oscillazione della piattaforma. I pedoni trascinano le oscillazioni della piattaforma per alcune frequenze e ampiezze. Tutte le grandezze adimensionali. Credito: Lettere di biologia (2018). DOI:10.1098/rsbl.2018.0564
Gli ingegneri che lavorano sul problema delle oscillazioni non hanno dovuto aspettare che l'ultimo modello lo risolvesse, tuttavia, hanno installato ammortizzatori che hanno drasticamente ridotto al minimo sia le oscillazioni che le oscillazioni, rendere il ponte sicuro per il traffico pedonale.
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