Los parques de atracciones ofrecen una alegre sobrecarga sensorial para personas de todas las edades. Desde el dulce sabor del algodón de azúcar hasta los colores y imágenes de las montañas rusas y las norias, los parques de atracciones estimulan la vista y el paladar, así como la imaginación. Por encima de todas las atracciones secundarias, sin embargo, está la emoción física que acompañan las curvas y bajadas de las propias atracciones.
Tanto si un visitante experimenta las rutas por primera como por décima vez, no hay una descarga de adrenalina comparable a la experiencia de ser lanzado desde alturas que superan los 100 pies a velocidades superiores a 100 millas por hora. Lo que la mayoría de los visitantes no se da cuenta es del papel crucial que desempeñan los compresores de aire en la potencia, el rendimiento y la sensación general de las atracciones más angustiosas, especialmente las montañas rusas.
Sistemas de aire comprimido para montañas rusas
En los parques de atracciones, el aire comprimido se utiliza de formas desconocidas para la mayoría de los visitantes, pero los métodos empleados son fundamentales para la seguridad de personas de todas las edades que vienen a aventurarse en algunas de las atracciones más salvajes del mundo. Con el uso de las compuertas de aire, los parques de atracciones mantienen a los visitantes seguros mientras esperan para subir a las atracciones.
Airgates
Desde debajo de las atracciones, los operadores controlan el proceso mediante un interruptor, que hace que las compuertas de la cola se abran y cierren con un único cilindro presurizado. Aunque puede resultar desconcertante para los visitantes del parque —especialmente para los niños— cuando los operadores dicen a la gente que no se apoye en las compuertas, la función que cumplen es crucial para la seguridad en los parques de atracciones.
Aire para añadir a la experiencia
En muchas atracciones, el aire se emplea para que la experiencia parezca más realista, como en la parte antigravedad de la atracción de Spiderman, donde se sopla viento mientras se bajan los niveles para que los pasajeros sientan que los lanzan al aire.
En atracciones que incluyen secuencias que deben parecer más rápidas de lo que es mecánicamente posible, se utilizan ventiladores y turbinas para imitar la sensación de vientos fuertes y opuestos. Con una ingeniería adecuada, el aire comprimido también permite una amortiguación superior en los accionamientos, desde las funciones de apertura y cierre de las válvulas hasta la aceleración y ralentización de los perfiles de movimiento.
Frenos de aire
Uno de los usos más probados de la energía aérea en las atracciones de parques de atracciones es para montañas rusas en forma de frenos de aire, que se emplean en atracciones de todo Estados Unidos. Con los frenos de aire, se expulsa aire comprimido de un tanque para crear fricción entre las placas metálicas sobre las que circula la montaña rusa. En cuanto al diseño, todo es bastante sencillo, aunque una montaña rusa puede pasar un poco más allá de su punto de parada si los sensores no se activan en el momento justo.
En las pistas de freno — la parte de una pista de montaña rusa diseñada para detener la montaña rusa — el aire se utiliza para fines de control en ciertos sistemas de frenos magnéticos. El fabricante suizo de atracciones emocionantes Intamin ha utilizado esta combinación en una variedad de montañas rusas hiperactivas y de lanzamiento hidráulico, incluyendo las siguientes:
- Intimidator 305 – en Kings Dominion en Doswell, Virginia.
- Kingda Ka – en Six Flags Great Adventure en Jackson, Nueva Jersey.
- Skyrush – en Hersheypark en Hershey, Pensilvania.
- Top Thrill Dragster – en Cedar Point en Sandusky, Ohio
- Xcelerator – en Knott’s Berry Farm en Buena Park, California.
En todos estos posavasos, el freno se activa y apaga mediante placas magnéticas móviles montadas en actuadores. Cuando se lanzan atracciones hidráulicas como Dragster y Xcelerator, los frenos se bajan desde abajo para que las montañas rusas puedan avanzar desde la pista de frenos.
Actuadores de aire
Los actuadores de aire también se han vuelto más comunes en atracciones oscuras, donde la tecnología ha impulsado la animación de objetos y figuras animatrónicas, así como de vehículos de atracción. Ejemplos de este tipo de atracciones incluyen Curse of DarKastle, Spiderman y Transformers, donde se emplean movimientos controlados por aire para dar a los pasajeros la sensación de estar volando.
Una empresa que ha impulsado el mercado de atracciones neumáticas es S&S, que ha utilizado aire comprimido en casi todas sus atracciones en parques de atracciones. Durante un breve periodo, la empresa con sede en Logan, Utah, ostentó el récord mundial de velocidad de montaña rusa con Dodonpa, una montaña rusa de 171 pies de altura y 107 mph situada en la Alta Tierra Fuji-Q de Japón.
Hasta ahora, la única montaña rusa de la compañía en EE. UU. ha sido la ya desaparecida Hypersonic XLC, que estuvo abierta en Kings Dominion en Doswell, Virginia, desde 2001 hasta 2007. Famosa por su caída de 90 grados de altura de 133 pies, la atracción de 80 mph fue desechada debido a repetidas dificultades técnicas, que resultaron especialmente costosas dada la baja capacidad de la montaña rusa. No obstante, S&S sigue siendo un fabricante muy respetado de atracciones estadounidenses, incluyendo el Screamin’ Swing en Knott’s Berry Farm y el Skyhawk en Cedar Point, Ohio, ambos utilizando neumáticos para realizar oscilaciones de hasta 125 pies de altura a velocidades de 65 mph.
Sistemas de lanzamiento: Neumático vs. Hidráulico vs. Electromagnetismo
Tradicionalmente, las montañas rusas se elevaban hasta la cima de sus caídas mediante los mecanismos de las colinas de elevación. Pero debido a la cantidad de altura y espacio que requieren las elevaciones, un número creciente de parques de atracciones ha estado buscando métodos alternativos para elevar las atracciones.
Las principales alternativas en este sentido son los sistemas de lanzamiento, donde la energía se contiene en forma de aire comprimido o electricidad y se traslada rápidamente a la montaña rusa mediante un sistema de propulsión, en el que la energía toma forma cinética. Los sistemas de lanzamiento varían en cuanto a cómo generan energía, pero incluyen los siguientes:
- Catapulta
- Electromagnético
- Volante de inercia
- Hidráulica
- Neumática
Electromagnetismo en montañas rusas
De entre los otros sistemas de propulsión que se utilizan hoy en día en los parques de atracciones, el electromagnético es popular por sus velocidades iniciales de lanzamiento fáciles de especificar. El sistema electromagnético también tiene sus inconvenientes, principalmente las caídas bruscas en la aceleración hacia el final de cada lanzamiento. El sistema se basa en impulsos eléctricos, que atraen o disminuyen las aletas magnéticas de una montaña rusa. En las montañas rusas, los sistemas electromagnéticos se dividen en dos categorías:
- Motores de inducción lineal (LIM)
- Motores síncronos lineales (LSM)
LIM depende de varios grupos de electroimanes a lo largo del camino de la montaña rusa, donde cada grupo de imanes se divide por un canal en el centro. La montaña rusa, por su parte, está equipada con una aleta subyacente que se inserta en la ranura de este canal. Se genera un campo magnético mediante la aplicación de una corriente eléctrica de corriente alterna sobre los imanes. El campo magnético impulsa el lanzamiento enviando ondas a través del canal magnético, que impulsa la montaña rusa a toda velocidad en cuestión de segundos. La primera montaña rusa en emplear un sistema de lanzamiento LIM, Flight of Fear, abrió en 1996 en Kings Island, Mason, Ohio.
El LSM funciona con los medios estándar del magnetismo: atracción y repulsión. Bajo este sistema, las montañas rusas están equipadas con imanes permanentes compuestos por aleaciones de tierras raras. Del mismo modo, las vías de la atracción están cubiertas de electroimanes, que atraen los imanes correspondientes de la montaña rusa que se aproxima hacia adelante. A medida que pasa cada imán de vía, este se invierte a negativo para repeler el tren hacia adelante.
Para que el lanzamiento tenga efecto, todos los electroimanes revestidos por la vía deben girar sucesivamente. El sistema de lanzamiento LSM se utiliza en Superman: The Escape at Six Flags de Magic Mountain, que — gracias al electromagnetismo — se convirtió en la primera montaña rusa del mundo en superar la barrera de la velocidad de 100 mph.
Fuertes por naturaleza y libres de partes móviles, los sistemas de lanzamiento electromagnético LIM y LSM son capaces de generar movimientos suaves y rápidos, pero requieren mucha energía, lo que en última instancia tiene sus límites cuando una corriente se bombea en exceso.
El calor es otro factor que puede poner a prueba los límites de un lanzamiento, y el calor solo aumenta cuando las partes estacionarias de un sistema rotativo tienen que trabajar más duro. Un puñado de factores externos también pueden restringir los niveles de velocidad de una atracción dada, especialmente si los estatores son limitados en número debido al tamaño de la pista de lanzamiento.
Hidráulicos de montañas rusas
Con el sistema de lanzamiento hidráulico, una montaña rusa se alimenta desde mecanismos inferiores que se unen a un trineo mediante un cable. Los dispositivos de dos compartimentos que almacenan energía dentro del motor —que se coloca a un lado de la vía— se bombean con fluido hidráulico en un compartimento mientras que la compresión de gases se produce en el otro. El bombeo cesa cuando el nitrógeno comprimido se calienta, tras lo cual se envía a un bloque de cilindros.
Durante el lanzamiento, los motores hidráulicos se alimentan con el fluido presurizado en compartimentos. A través de una caja de cambios planetaria, la potencia colectiva del motor se envía al tambor del cable. Al girar el tambor, el cable se enrolla, lo que acelera el trineo en segundos exactos. En ese momento, la montaña rusa queda libre para recorrer la pista. Mientras tanto, el trineo y el tambor se ralentizan y se preparan para empezar todo el proceso de nuevo con la siguiente montaña rusa.
En la mayoría de los casos, habrá un par de sensores acoplados en la cima del punto más alto más cercano de la atracción. En el sistema de control, la distancia que exista entre los sensores se divide por el tiempo necesario para moverse de uno a otro. La información de cada lanzamiento es recopilada por el ordenador para su estudio a lo largo de una curva de rendimiento global. Promediando las velocidades de las tres montañas rusas más recientes en comparación con grupos anteriores de lanzamientos, el ordenador mide la cantidad de potencia necesaria para alimentar el motor hidráulico. Esto garantiza que cada montaña rusa reciba suficiente potencia para soportar cualquier carga posible a la velocidad requerida, independientemente de las alturas y pesos de los pasajeros en una embarcación determinada.
En cuanto a velocidad y suavidad, los sistemas de lanzamiento hidráulico suelen considerarse preferibles frente a los electromagnéticos, aunque cada uno tiene sus pros y sus contras. Por un lado, el sistema hidráulico ofrece una consistencia casi perfecta en cada paso de un lanzamiento. Por otro lado, la hidráulica depende de numerosas piezas móviles que aumentan la posibilidad de que algo falle, mientras que los sistemas electromagnéticos ni siquiera utilizan piezas móviles.
La hidráulica es responsable de lo que actualmente es la montaña rusa más rápida del mundo: Formula Rossa, una atracción de 6.790 pies de longitud con una caída de 169 pies de altura que se inauguró en 2010 en Ferrari World, en la isla Yas de Abu Dabi, Emiratos Árabes Unidos. Gracias a la hidráulica, la suspensión puede alcanzar hasta 149 mph en 4,9 segundos. Dodonpa, el anterior poseedor del récord, utiliza una lancha neumática para enviar a los pasajeros de 0 a 106,9 en 1,8 segundos.
Los sistemas de lanzamiento hidráulicos y neumáticos son similares entre sí; el primero comprime gas y aceite, mientras que el segundo simplemente comprime el aire. Ambos sistemas son los más populares —junto con electromagnéticos— y se consideran más eficientes que los tipos de lanzamiento más antiguos como el catapulta, que depende de motores diésel; o volante de inercia, que utiliza una rueda giratoria para mover cada montaña rusa hacia arriba y hacia adelante. Para asegurar una dirección exacta del movimiento, se sabe que un gran número de bases que controlan el movimiento de las atracciones en parques de atracciones utilizan hidráulica activada por servo.
Neumática de montaña rusa
En lo que respecta a las montañas rusas, las neumáticas juegan un papel fundamental en la seguridad de los pasajeros. Con las montañas rusas construidas en los últimos años, actuadores neumáticos controlan las puertas, lo que impide que las atracciones en espera entren en la zona de embarque hasta que una montaña rusa — recién salida de una atracción anterior — se haya detenido por completo.
Al alimentar los sistemas de sujeción de las montañas rusas, las neumáticas también mantienen a los pasajeros seguros una vez que todo está en marcha, asegurándose de que todos permanezcan sujetos a sus asientos en cada giro, giro y caída. Al final de cada atracción, la energía neumática suele ser responsable de los sistemas de frenos que detienen cada montaña rusa, para que todos los pasajeros puedan salir de sus asientos con total seguridad.
Para los operadores de atracciones y parques de atracciones, los neumáticos ofrecen una solución beneficiosa en cuanto a activación y seguridad, ya que los actuadores neumáticos pueden funcionar sin electricidad y resistir el agua. Con la neumática, los operadores pueden facilitar el rápido ciclado de numerosas atracciones, decenas de veces al día bajo distintos tipos de cargas. Por ello, los neumáticos son ahora responsables de la alimentación de los sistemas de montañas rusas, atracciones acuáticas y otras atracciones en parques de atracciones de todo el mundo.
Una atracción que ejemplifica la potencia del sistema neumático de montaña rusa es Splash Mountain de Disney, en la que la presión del aire facilita las partes más angustiantes de la experiencia con máxima seguridad. La atracción se realiza en un tronco que parece flotar, pero en realidad está montado sobre ruedas submarinas. Tras una secuencia de túneles, la atracción toma una caída de 52,5 pies y 47 grados a 40 mph.
La caída se hace segura mediante una desaceleración repentina, donde la velocidad disminuye antes de que el tronco llegue al suelo. Esto se consigue con un par de pastillas de freno — cada una de 40 pies y accionadas con airbags — que se colocan bajo el agua al final de la pendiente. Las bolsas son básicamente mangueras de alta presión, selladas en los extremos y divididas por la válvula. Cuando el tronco hace contacto, la actuación de las almohadillas crea una fricción que hace que el tronco se ralentice al completar la caída y nivelarse hacia adelante. Un aspecto clave para la seguridad de esta función es la consistencia de las bolsas, que carecen de sellados y no causan efectos de deslizamiento ni nada que pueda causar desgaste al contacto.
Se ha empleado un uso contrastante de la neumática para la atracción Terminator 2: 3D en Universal Studios Florida. Además de proyectar en tres dimensiones una secuela corta del superéxito de 1991 Terminator 2: El juicio final, la atracción ofrece a los visitantes una variedad de efectos sensoriales. Para aumentar el realismo, la película se presenta en un trío de pantallas de 23 x 50 pies, cada una alineada en ángulos de 60 grados.
Durante una secuencia de la película, el personaje de Arnold Schwarzenegger conduce una moto directamente hacia la pantalla, lo que — debido a la configuración 3D — hace que parezca que va a la audiencia. En el momento en que parece haber golpeado la pantalla, ocurre una detonación, de la que emerge un doble vivo de Schwarzenegger montado en una moto real ante la multitud. Sorprendentemente, la transformación de la acción en pantalla a la escena parece realista a simple vista, porque no se pierde ningún movimiento entre ambos: el doble conduce la Harley exactamente a la misma velocidad que la estrella.
El secreto detrás de todos estos efectos especiales son los neumáticos. Lo que los espectadores no reconocen es la confluencia de movimientos tanto en pantalla como delante de ella — concretamente en forma de explosiones — todo lo cual oculta el hecho de que las pantallas en realidad no se quedan quietas. Aunque todo parece ocurrir espontáneamente, en realidad todo se realiza a partir de un conjunto de controles.
Durante la fracción de segundo en la que ocurre la primera explosión, la pantalla momentáneamente oscurecida se levanta fuera de la vista por un cilindro neumático, revelando una segunda pantalla de respaldo que está partida por la mitad. Cuando la segunda pantalla también queda brevemente tapada por una explosión, los dos lados se separan —una vez más por un cilindro neumático— y sale el doble vivo de Schwarzenegger que conduce una Harley.
En cuanto a neumática, el triunfo de esta atracción fue levantar la primera pantalla y la segunda pantalla dividirse en tan poco tiempo. Anteriormente, la velocidad máxima para cilindros neumáticos era de 60 pulgadas por minuto. Sin embargo, el levantamiento de la pantalla aquí requirió una elevación de 6,5 pies en una fracción de segundo. Para poder llevar a cabo eso, el cilindro tendría que moverse 42 pulgadas por segundo.
Los ingenieros detrás de Terminator 2: 3D lograron esta velocidad aparentemente imposible montando el cilindro neumático con válvulas de tres puertos en ambos extremos. A cada extremo se acoplan dos tanques — cuatro en total — que acumulan y retienen energía mediante aire comprimido. La colocación de estos tanques en relación con las válvulas ha logrado evitar la posibilidad de caídas de presión y otros problemas.
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Compresores de aire para montañas rusas y otras atracciones de Quincy
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