En los parques de atracciones de todo el mundo, las montañas rusas representan el clímax de la emoción y la adrenalina. Estas estructuras de acero retorcido y madera tallada han llevado a generaciones de personas a experimentar una combinación única de miedo, asombro y excitación. Pero, ¿alguna vez te has preguntado qué hace que una montaña rusa sea tan emocionante o cómo los ingenieros diseñan esos impresionantes paseos? La respuesta reside, en gran parte, en la física.
Y es que, las montañas rusas son auténticos laboratorios de ciencia, donde se deben aprovechar los conceptos más básicos de la física, como la velocidad, la aceleración, la gravedad o la conservación de la energía, para brindar una experiencia que te hace gritar de emoción de una forma segura y fiable.
ACELERACIÓN Y VELOCIDAD: LAS CLAVES DE LA EMOCIÓN
La gran velocidad es, sin duda, uno de los aspectos que más impactan a la hora de montar en una montaña rusa. Así, durante todo el recorrido, los diseñadores consiguen jugar con ese factor, aumentando y disminuyendo la velocidad en los diferentes tramos mientras crean un recorrido completamente dinámico.
De esa forma cuando, al principio del viaje, empiezas a subir la primera colina, la más alta para permitirte alcanzar la máxima velocidad y tomar impulso para atravesar todo el recorrido, estarás determinando la velocidad inicial de la atracción. Y es que, a mayor altura que alcances, acumularás mayor energía potencial, la debida a la distancia con el suelo, de manera que, al ir descendiendo, toda ella se irá transformando en energía cinética, la energía del movimiento, y crea la velocidad.
Sin embargo, a medida que avances por la atracción, la fricción que hace tu carrito con los raíles, así como la resistencia que opone el aire, irán frenándote y disminuyendo tu velocidad. Por esta razón, los diseñadores deberán tener muy en cuenta cuál será la altura de las colinas y el recorrido de la atracción, para poder mantener una velocidad positiva en todo momento que permita de manera segura realizar diferentes juegos de velocidad.
Todos esos cambios se conocen como aceleración, la cual podrá ser positiva si consisten en un aumento de la velocidad o negativa si, por el contrario, esta disminuye. Se trata de un concepto muy importante pues, no solo se van a producir durante las subidas o bajadas de colinas, sino que, por ejemplo, la aceleración aparecerá en las curvas cerradas enmascarada bajo el nombre de aceleración centrífuga, la cual se siente como esa notable fuerza que tira de ti hacia afuera.
FUERZA GRAVITATORIA Y SENSACIÓN CERO
Una de las sensaciones que hace que se te pongan los pelos de punta es la de estar experimentando algo parecido a una ingravidez. Se da, por ejemplo, cuando comienzas a bajar una colina, cuando das giros muy pronunciados a alta velocidad o en los famosos bucles, y se reconoce por tener la impresión de que te estás levantando de tu asiento. Sin embargo, esto es solo un efecto creado por los diseñadores de la atracción de forma meticulosa y en ningún caso saldrás volando hacia el exterior de la atracción.
¿Cómo es posible entonces que aparezca esa sensación? Pues bien, la protagonista de este efecto es de nuevo esa fuerza centrífuga, es decir, la encargada de tirar de ti hacia afuera en todos los cambios de dirección bruscos. Así, en los tramos donde actúa, si aparece con mucha fuerza, puede llegar a equilibrarse con la fuerza de gravedad, la que está atrayendo a tu cuerpo hacia el suelo, contrarrestándola y haciendo de dejes de sentirla. De esa forma, dejarás de notar el peso de tu cuerpo, experimentando una curiosa sensación de flotación.
LA EFICIENCIA ENERGÉTICA
Para otorgar una experiencia completa, debe garantizarse que el funcionamiento de la montaña rusa es eficiente, para lo cual, el aspecto más importante a tener en cuenta es la conservación de la energía. De esa forma, la energía que posee el vehículo en el que los individuos van montados será siempre la suma de otras dos: la potencial y la cinética, siendo la primera la debida a la altura y la segunda a la velocidad a la que se desplaza. Así, el recorrido consistirá en un juego donde se alternan la velocidad y la altura a la que se sitúa el vehículo a lo largo del viaje.
La eficiencia energética debe estar también presente a la hora de diseñar la pista y lo elementos que tiene integrados. Así, la existencia de diferentes colinas de varias alturas permite que el carro gane y pierda energía durante el recorrido en un baile entre energía potencial y cinética. Por su parte, en los bucles los ingenieros deben asegurar que la velocidad del carro sea la suficiente para superar la fuerza gravitatoria que tira del carro hacia abajo: si pierde velocidad en la parte superior del bucle, el vehículo podría quedar atascado o caer.
El control de la energía debe estar presente desde el momento de arranque hasta el final. De hecho, muchas montañas rusas utilizan un método de frenado conocido como frenado regenerativo, según el cual la energía cinética que lleva el carro se convierte en electricidad, la cual puede ser reutilizada en el sistema de la atracción. De esta forma, se reduce el consumo de energía de la montaña rusa y se vuelve mucho más eficiente desde un punto de vista energético.
