Diseño y construcción de la estructura metálica de una montaña rusa

09/07/2021

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Estructuras

Ingeniar y emocionar son términos que, según a qué apelen, pueden caminar en una tangente de funambulista. Desde la posición del ingeniero de estructuras, a veces puede ser un auténtico reto, y basta con ver la prueba de fuego que supone diseñar y construir una estructura metálica como una montaña rusa, cuyo propósito para el usuario es llevar sus emociones al límite sin márgenes de error.

Para abordar las complejidades de una estructura de este tipo, nos basaremos en un caso real de una gran montaña rusa invertida, que desafía los límites de la física, y de las pulsaciones. Partiendo del documental que National Geographic llevó a cabo para la construcción del Gran Boomerang invertido, construido en Jinjiang, Shangai, y realizado a caballo entre el gigante asiático y Países Bajos. Factores temporales como los tifones y terremotos de la zona, los diminutos espacios para la construcción y, en primera y última instancia, de seguridad, serán determinantes en su ideación y materialización.

Elementos principales de la vía de una montaña rusa

A la hora de construir una montaña rusa hay cuatro elementos esenciales. El caso de la gran montaña rusa invertida de Shanghái lo ilustra perfectamente. A continuación, compartimos una serie de frames correspondientes a una animación publicada en el documental de National Geographic.

Railes por los que circulan los vagones.
Los tubos de refuerzo que sujetan las vías en el aire
Los anclajes que unen los railes
Los sillines que conectan la vía con las columnas.

En el caso que nos ocupa, los trabajadores tienen que realizar 37 secciones donde todas estas piezas se juntan. estructuras montaña rusa

Frames Documental National Geographic

El reto de la curvatura de la vía

El Gran Boomerang Invertido de Shangai, basado en el modelo de Vekoma, dispone de más de 300 metros de carriles. La organización de la logística fue a todas luces compleja, ya no solo en términos de planificación, sino también para el cálculo de la mano de obra y, por supuesto, para asegurar que todas las piezas encajan en el momento preciso. No obstante, como aseguran algunos de los ingenieros responsables del proyecto, "la parte más difícil radica en las vías". Y es que su concepción fue disruptiva por plantear el concepto "boomerang". Para forjar esta montaña rusa hicieron falta 700 toneladas de acero bruto solo para las vías y las columnas. Sin embargo, el peso total alcanzó las 765 Toneladas. Como decíamos, doblar el acero que forma las vías no fue empresa fácil, pues en la montaña rusa hay que montar diferentes ángulos y curvas. Cada curva consta de transiciones a otra curva. De esta manera, los tubos de acero se colocaron entre unos grandes rodillos, para que una máquina los moldeara y les diera la forma precisa. Con todo, este proceso requirió un control constante para que fuera 100% preciso. estructura-Montaña-rusa

Frames Documental National Geographic Con las piezas principales de una vía sobre la mesa, los trabajadores tienen que modelar a mano la forma de la vía y el doblado de los tubos. Para ello es imprescindible que estos profesionales del acero, más allá de recibir una formación específica de cómo hacerlo en este caso, acumulen mucha experiencia para modelar las suaves transiciones de los tubos. Su objetivo es conseguir buenas sensaciones durante el recorrido de la atracción. Dicho esto, tras calentar y doblar los tubos, éstos utilizan agua para enfriarlos. Pese a que existen otros métodos, así es cómo más aceleran los procesos, ya que solo tardan entre dos o tres horas.

Seguridad: la prioridad principal y lo que a menudo destruye la idea

Pasando página al capítulo de los tubos, y obviando el diseño y construcción de los asientos, pasaremos a las vías, las cuales también se someten a muchas pruebas. En el documental de National Geographic se hace patente el hecho de que para asegurarnos de que la vía ha alcanzado la curvatura correcta, el equipo debe trasladarlos a una guía para su verificación. Una vez soldados los anclajes, se procede a la verificación del peralte. Y es que las curvas en la estructura de una montaña rusa necesitan ser peraltadas por la misma razón que en las carreteras: por una cuestión de comodidad y seguridad. Así pues, es necesario comprobar el peralte con una herramienta especial (peraltador), para pasarla por las vías y determinar así su suavidad. En una montaña rusa de estas características es imprescindible que se cumpla esa condición, ya que, de no ser así, podría llegar a ser realmente peligroso para el usuario. Tras montar los sillines, y montar las estructuras que conectan la vía con la columna, todavía queda por realizar una inspección esencial, que se basa en revisar las soldaduras, pues estas pueden dejar grietas microscópicas, invisibles a simple vista.

El montaje de las estructuras de la atracción

En el caso de la estructura de montaña rusa de Boomerang de Shangai, cada sección de vía mide unos 10 metros, una medida buscada para que pueda ser transportada en un contenedor de carga. Una vez todas las secciones de vía han sido completadas y comprobadas, fueron transportadas a Shnagai. estrucutra-montana-rusa

Curvatura de la via de una montaña rusa Toda montaña rusa tiene recorridos diferentes, pero todos parten del mismo punto: la altitud, pues la altitud crea la velocidad. Es una cuestión de física: si dejas caer algo desde una altura, cuanto más alto, más velocidad alcanza. Así, en principio, si dejamos caer un tren desde una altura de 60 metros, volverá a subir a una altura de 55 metros, dependiendo de la cantidad de fricción de las ruedas y del aire, ya que reduciría la velocidad del tren. Mantener esa energía es la razón por la cual nunca hay un loop al final de un recorrido, ya que no queda energía. Para un diseñador todo es cuestión de subidas y bajadas. Los primeros elementos son relativamente sencillos de idear, pero mantener la emoción hasta el final es lo realmente complicado.