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 las imágenes de las montañas rusas y las norias, los parques de atracciones estimulan la vista y el paladar, así como la imaginación. Pero, por encima de todas las atracciones secundarias, está la emoción física que producen los giros y saltos enérgicos de las atracciones reales.
Tanto si es la primera como la décima vez que un visitante experimenta una atracción, no hay ningún subidón de adrenalina comparable a la experiencia de lanzarse desde alturas que superan los 30 metros a velocidades de más de 160 kilómetros por hora. Lo que la mayoría de los visitantes no sabe es el papel crucial que desempeñan los compresores de aire en la potencia, el rendimiento y la sensación general de las atracciones más angustiosas, sobre todo 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 esenciales para la seguridad de las personas de todas las edades que acuden a enfrentarse a algunas de las atracciones más salvajes del mundo. Con el empleo de compuertas de aire, los parques de atracciones mantienen a salvo a los visitantes mientras esperan para subir a las atracciones.
Compuertas de aire
Desde debajo de las atracciones, los operarios controlan el proceso con un interruptor, que hace que las compuertas de las colas se abran y cierren con un cilindro único presurizado. Aunque puede resultar desconcertante para los visitantes, sobre todo para los niños, que los operarios les digan que no se apoyen en las compuertas de aire, su función es crucial para la seguridad de 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 antigravitatoria de la atracción de Spiderman, donde el viento sopla a medida que se bajan los escenarios para que los pasajeros tengan la sensación de ser lanzados por los aires.
En las atracciones con secuencias que deben parecer más rápidas de lo mecánicamente posible, se utilizan ventiladores y turbinas para imitar la sensación de vientos enérgicos y opuestos. Con la 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 veteranos de la energía neumática en atracciones de parques de atracciones es el de las montañas rusas en forma de frenos de aire, que se utilizan en atracciones de todo EE.UU. Con los frenos de aire, se inyecta aire comprimido desde un depósito para crear fricción entre las placas metálicas sobre las que se desplaza la montaña rusa. El diseño es bastante sencillo, aunque una montaña rusa puede pasarse un poco de su punto de parada si los sensores no se activan en el momento adecuado.
En los recorridos de frenado -la parte de la pista de una montaña rusa diseñada para detenerla-, el aire se utiliza con fines de control en determinados sistemas de frenado magnético. Intamin, el fabricante suizo de montañas rusas, ha utilizado esta combinación en varias hiper montañas rusas y montañas rusas de lanzamiento hidráulico, como las siguientes:
- Intimidator 305 - en Kings Dominion en Doswell, Va.
- Kingda Ka - en Six Flags Great Adventure en Jackson, N.J.
- Skyrush - en Hersheypark, Hershey, Pensilvania.
- Top Thrill Dragster - en Cedar Point, Sandusky, Ohio
- Xcelerator - en Knott's Berry Farm, Buena Park, California.
En todas estas montañas rusas, el recorrido de frenado se activa y desactiva mediante placas magnéticas móviles montadas en actuadores. Cuando se ponen en marcha atracciones hidráulicas como Dragster y Xcelerator, los frenos se bajan desde abajo para que las montañas rusas puedan avanzar desde el recorrido de frenado.
Actuadores neumáticos
Los actuadores de aire también se han generalizado en las atracciones oscuras, donde la tecnología ha impulsado la animación de accesorios y figuras animatrónicas, así como vehículos de atracción. Ejemplos de este tipo de atracciones son Curse of DarKastle, Spiderman y Transformers, en las que se emplean movimientos controlados por aire para dar a los pasajeros la sensación de estar montando en el aire.
Una empresa que ha galvanizado el mercado de las atracciones de propulsión neumática es S&S, que ha puesto el aire comprimido al servicio de casi todas sus atracciones en parques de atracciones. Durante un breve periodo, la empresa de Logan, Utah, ostentó el récord mundial de velocidad con Dodonpa, una montaña rusa de 171 pies de altura y 107 mph situada en el Fuji-Q Highland de Japón.
Hasta ahora, la única montaña rusa de la empresa en EE.UU. era la desaparecida Hypersonic XLC, que estuvo abierta en Kings Dominion (Doswell, Virginia) entre 2001 y 2007. Famosa por su caída de 90 grados y 133 pies de altura, la atracción de 80 millas por hora fue desechada debido a repetidas dificultades técnicas, que resultaron especialmente prohibitivas dada la baja capacidad de la montaña rusa. No obstante, S&S sigue siendo un fabricante muy respetado de atracciones en los Estados Unidos, como Screamin' Swing en Knott's Berry Farm y Skyhawk en Cedar Point, en Ohio, que utilizan neumática para dar volteretas de 125 pies de altura a velocidades de 65 mph.
Sistemas de lanzamiento: Neumática vs. Hidráulica vs. Electromagnética
Tradicionalmente, las montañas rusas se han elevado hasta la cima de sus caídas mediante los mecanismos de las colinas elevadoras. Sin embargo, debido a la altura y al espacio que requieren, cada vez son más los parques de atracciones que buscan métodos alternativos para elevar las atracciones.
Las principales alternativas a este respecto son los sistemas de lanzamiento, en los que 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 adopta forma cinética. Los sistemas de lanzamiento varían en cuanto a la forma en que generan la energía, pero incluyen los siguientes:
- Catapulta
- Electromagnético
- Volante
- Hidráulica
- Neumática
Electromagnetismo en la montaña rusa
De los demás sistemas de propulsión utilizados en los parques de atracciones actuales, el electromagnético es popular por sus velocidades iniciales de lanzamiento fáciles de especificar. El sistema electromagnético también tiene sus inconvenientes, a saber, las bruscas caídas de aceleración hacia el final de cada lanzamiento. El sistema se basa en impulsos eléctricos, que atraen o hacen descender las aletas magnéticas de la montaña rusa. En las montañas rusas, los sistemas electromagnéticos se dividen en dos categorías:
- Motores de inducción lineal (LIM)
- Motores síncronos lineales (LSM)
LIM se basa en varios grupos de electroimanes a lo largo del recorrido de la montaña rusa, donde cada grupo de imanes está dividido por un canal en el centro. El posavasos, por su parte, está equipado con una aleta subyacente que se encaja en la ranura de este canal. Se genera un campo magnético aplicando una corriente eléctrica alterna a los imanes. El campo magnético impulsa el lanzamiento enviando ondas a través del canal de imanes, lo que propulsa la montaña rusa a toda velocidad en cuestión de segundos. La primera montaña rusa que empleó un sistema de lanzamiento LIM, Flight of Fear, se inauguró en 1996 en Kings Island, Mason, Ohio.
LSM funciona con los medios habituales del magnetismo: atracción y repulsión. En este sistema, las montañas rusas están equipadas con imanes permanentes de aleaciones de tierras raras. Asimismo, las vías de la atracción están revestidas de electroimanes, que atraen hacia sí los imanes correspondientes de la montaña rusa que se aproxima. Al pasar por cada imán de la vía, se invierte a negativo para repeler el tren.
Para que el lanzamiento surta efecto, todos los electroimanes de la pista deben girar sucesivamente. El sistema de lanzamiento LSM se utiliza en la montaña rusa Magic Mountain's Superman: The Escape de Six Flags, que, gracias al electromagnetismo, se convirtió en la primera montaña rusa del mundo en superar la barrera de los 160 km/h de velocidad.
De naturaleza robusta y sin piezas móviles, los sistemas de lanzamiento de electroimanes LIM y LSM son capaces de generar movimientos suaves y rápidos, pero exigen mucha potencia, que al final tiene sus límites cuando se bombea una corriente excesiva.
El calor es otro factor que puede poner a prueba los límites de un lanzamiento, y el calor sólo aumenta cuando las piezas fijas de un sistema rotativo tienen que trabajar más. Un puñado de factores externos también pueden restringir los niveles de velocidad de una determinada atracción, sobre todo si el número de estatores es limitado debido al tamaño de una pista de lanzamiento.
Hidráulica de montañas rusas
Con el sistema de lanzamiento hidráulico, una montaña rusa se acciona desde unos mecanismos inferiores que se unen a un trineo mediante un cable. Los dispositivos de doble compartimento que almacenan energía dentro del motor -situado a un lado de la pista- se bombean con fluido hidráulico en un compartimento mientras se produce la compresión del gas 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 del fluido presurizado del compartimento. A través de una caja de engranajes planetarios, la potencia colectiva del motor se envía al tambor de cable. Al girar el tambor, el cable se enrolla, lo que acelera el trineo en cuestión de segundos. En ese momento, la montaña rusa queda libre para recorrer la pista. Mientras tanto, el trineo y el tambor reducen la velocidad y se preparan para volver a empezar todo el proceso con la siguiente montaña rusa.
En la mayoría de los casos, habrá un par de sensores conectados en la cima del punto alto más cercano de la atracción. En el sistema de control, la distancia existente entre los sensores se divide por el tiempo necesario para pasar de uno a otro. La información de cada lanzamiento es recogida por el ordenador para su estudio a lo largo de una curva de rendimiento global. Haciendo una media de las velocidades de las tres montañas rusas más recientes en comparación con los grupos de lanzamientos anteriores, el ordenador calcula la cantidad de energía necesaria para alimentar el motor hidráulico. De este modo, se garantiza que cada montaña rusa disponga de potencia suficiente para transportar cualquier carga posible a la velocidad requerida, independientemente de la altura y el peso de los pasajeros de cada lanzamiento.
En términos de velocidad y suavidad, los sistemas de lanzamiento hidráulicos suelen considerarse preferibles a los electromagnéticos, aunque cada uno tiene sus pros y sus contras. Por un lado, el sistema hidráulico ofrece una consistencia casi perfecta durante cada paso de un lanzamiento. Por otro lado, los sistemas hidráulicos dependen de numerosas piezas móviles que aumentan la posibilidad de que algo funcione mal, mientras que los sistemas electromagnéticos ni siquiera utilizan piezas móviles.
La hidráulica es la responsable de la que es actualmente la montaña rusa más rápida del mundo: Formula Rossa, una atracción de 1.800 metros de largo y una caída de 1.90 metros de altura que se inauguró en 2010 en Ferrari World, en la isla Yas de Abu Dhabi (Emiratos Árabes Unidos). Gracias a un sistema hidráulico, la atracción es capaz de alcanzar 149 mph en 4,9 segundos. Dodonpa, el anterior poseedor del récord, utiliza un lanzamiento neumático para enviar a los pasajeros de 0 a 106,9 en 1,8 segundos.
Los sistemas de lanzamiento hidráulico y neumático son similares entre sí; el primero comprime gas y aceite, mientras que el segundo simplemente comprime aire. Ambos sistemas son los más populares -junto con el electromagnético- y se consideran más eficientes que otros tipos de lanzamiento más antiguos como la catapulta, que depende de motores diesel; o el volante de inercia, que utiliza una rueda giratoria para mover cada montaña rusa hacia arriba y a lo largo. Para garantizar una dirección exacta del movimiento, se sabe que un gran número de bases que controlan los movimientos de las atracciones en los parques de atracciones utilizan un sistema hidráulico servoaccionado.
Neumática para montañas rusas
En las montañas rusas, la neumática desempeña un papel fundamental en la seguridad de los pasajeros. En las montañas rusas construidas en los últimos años, los actuadores neumáticos controlan las puertas, lo que impide que los pasajeros en espera entren en la zona de embarque hasta que la montaña rusa se haya detenido por completo.
Al alimentar los sistemas de retención de las montañas rusas, la neumática también mantiene a salvo a los pasajeros una vez en movimiento, garantizando que todos permanezcan sujetos a sus asientos en cada giro, curva y caída. Al final de cada atracción, la energía neumática suele ser responsable de los sistemas de frenado que detienen cada montaña rusa, para que todos los pasajeros puedan abandonar sus asientos con total seguridad.
Para los operadores de atracciones y parques de atracciones, la neumática es una solución ventajosa en términos de activación y seguridad, ya que los actuadores neumáticos funcionan sin electricidad y resisten el agua. Con la neumática, los operadores pueden facilitar el rápido funcionamiento de numerosas atracciones, docenas de veces al día y con distintos tipos de cargas. Por ello, la neumática es ahora responsable de los sistemas de accionamiento de montañas rusas, atracciones acuáticas y otras atracciones de parques de atracciones de todo el mundo.
Una atracción que ejemplifica los poderes del sistema neumático de las montañas rusas es Splash Mountain de Disney, en la que la presión del aire facilita las partes más angustiosas de la experiencia con la máxima seguridad. La atracción se desarrolla en un tronco que parece flotar, pero que en realidad está montado sobre ruedas submarinas. Tras una secuencia de túneles, la atracción realiza una caída de 52,5 pies y 47 grados a 40 mph.
La caída se hace segura mediante una desaceleración brusca, en la que la velocidad disminuye antes de que el tronco llegue abajo. Esto se consigue con un par de zapatas de freno -de 12 metros cada una y accionadas con bolsas de aire- que se colocan bajo el agua al final de la pendiente. Las bolsas son básicamente mangueras de alta presión, selladas en los extremos y con válvulas. Al entrar en contacto con el tronco, el accionamiento de las almohadillas crea una fricción que hace que el tronco disminuya su velocidad a medida que completa el descenso y se nivela hacia delante. Un aspecto clave para la seguridad de esta función es la consistencia de las bolsas, que carecen de juntas y no provocan efectos de deslizamiento ni nada que pueda producir desgaste al entrar en contacto.
En la atracción Terminator 2: 3D de Universal Studios Florida se ha hecho un uso contrastado de la neumática. Además de la proyección tridimensional de una breve secuela del éxito de taquilla de 1991 Terminator 2: Judgement Day, la atracción ofrece a los visitantes toda una serie de efectos sensoriales. Para aumentar el realismo, la propia 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 motocicleta directamente hacia la pantalla, lo que -debido al montaje en 3D- hace que parezca que se dirige hacia el público. En el momento en que parece haber chocado contra la pantalla, se produce una detonación, de la que emerge un doble de Schwarzenegger vivo a horcajadas sobre una motocicleta real ante la multitud. Sorprendentemente, la transformación de la acción en pantalla a la acción en el escenario parece realista a simple vista, porque no se pierde ningún movimiento entre ambas: el doble conduce la Harley exactamente a la misma velocidad que la estrella.
El secreto de todos estos efectos especiales es la neumática. Lo que los espectadores no reconocen es la confluencia de movimientos tanto en la pantalla como delante de ella -en concreto, en forma de explosiones-, todo lo cual oculta el hecho de que las pantallas en realidad no permanecen inmóviles. Aunque todo parece suceder espontáneamente, en realidad todo se lleva a cabo desde un conjunto de controles.
Durante la fracción de segundo en la que se produce la primera explosión, un cilindro neumático retira la pantalla que ha quedado momentáneamente oculta y deja al descubierto una segunda pantalla de apoyo dividida por la mitad. Cuando la segunda pantalla también se oscurece brevemente por una explosión, los dos lados se separan -una vez más mediante un cilindro neumático- y sale el doble de Schwarzenegger montado en una Harley.
En cuanto a la neumática, el triunfo de esta atracción fue conseguir levantar la primera criba y partir la segunda en plazos tan cortos. Antes, la velocidad máxima de los cilindros neumáticos era de 60 pulgadas por minuto. Sin embargo, la elevación de la pantalla aquí requería una elevación de 6,5 pies en una fracción de segundo. Para conseguirlo, el cilindro debía moverse 42 pulgadas por segundo.
Los ingenieros de Terminator 2: 3D consiguieron esta velocidad aparentemente imposible montando el cilindro neumático con válvulas de tres puertos en ambos extremos. Adosados a cada extremo hay dos depósitos -cuatro en total- que acumulan y retienen energía mediante aire comprimido. La colocación de estos tanques en relación con las válvulas ha conseguido evitar la posibilidad de caídas de presión y otros problemas.
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