Le montagne russe sono di gran lunga il tipo di attrazione più diffuso al mondo, offrendo una vasta gamma di opzioni per tutti i gusti. Siano esse piccole o grandi, per famiglie o adrenaliniche, le varietà di montagne russe disponibili sono molteplici. Ogni montagna russa offre un'esperienza unica grazie alle sue caratteristiche tecniche come altezza e velocità e alla possibilità di seguire tracciati infiniti. Nonostante le differenze, tutte le montagne russe (qui le migliori) condividono un punto in comune fondamentale: la sicurezza.
Questo articolo risponde a delle domande che molti si saranno posti riguardo a questi affascinanti capolavori dell'ingegneria:
- Come viene garantita la sicurezza durante il funzionamento delle montagne russe?
- Quali sono le misure di sicurezza adottate in caso di fermo tecnico dell'attrazione?
Entrambi questi punti sono di estrema importanza e la sicurezza è sempre la massima priorità. Gli ingegneri di tutto il mondo hanno dedicato molto tempo ed energie per risolvere in modo brillante ogni aspetto, sia esso piccolo o grande, riguardante la sicurezza delle montagne russe, ottenendo risultati perfetti e consolidati.
Sicurezza delle montagne russe - aspetti strutturali
La solidità delle montagne russe è indubbia da un punto di vista ingegneristico. Come per ogni struttura civile, la normativa riguardante le montagne russe è severa e viene adottata una ridondanza significativa nella progettazione delle strutture per sostenere il carico. Per comprendere meglio questo concetto, possiamo fare riferimento ai coefficienti di sicurezza. Ad esempio, se un componente ha una capacità massima di carico di 1000 kg, viene considerato come se potesse sopportare 100 o 200 kg. Maggiore è la criticità del componente, maggiore sarà il coefficiente di sicurezza adottato.
Per quanto riguarda le fondamenta dei piloni di sostegno, viene adottato un approccio pratico e efficace. Le viti vengono immerse nel cemento armato insieme ad altri tondini di ferro. Questa è considerata la tecnica di fissaggio migliore disponibile, in quanto permette una facile installazione. Basta allineare la flangia del pilone con le viti e fissarlo utilizzando dadi e altri elementi per prevenire lo svitamento causato dalle vibrazioni, come controdadi e dadi autobloccanti.
I materiali adoperati
In termini di materiali utilizzati, esistono principalmente due categorie per le montagne russe: acciaio e legno.
L'acciaio offre le migliori caratteristiche possibili, con elevata resistenza e durata nel tempo. Per quanto riguarda il legno, la situazione è un po' più complessa. Inizialmente, le prime montagne russe erano costruite in legno e fino agli anni 50 del secolo scorso, il legno era l'unico materiale disponibile. Successivamente, l'acciaio ha cominciato a diffondersi lentamente, richiedendo ancora dieci anni per affermarsi completamente. Nonostante ciò, il legno continua a essere ampiamente utilizzato per diverse ragioni.
Sensazioni a bordo: L'esperienza su una montagna russa in legno è nettamente diversa da quella di una montagna russa in acciaio, offrendo sensazioni uniche. Inoltre, dal punto di vista estetico, l'aspetto visivo delle montagne russe in legno è fantastico.
Costo di costruzione: Il legno è un materiale economico. Costruire una montagna russa in legno, con le stesse caratteristiche di una in acciaio, può costare anche la metà. Tuttavia, ci sono limitazioni intrinseche in termini di sollecitazioni possibili, ad esempio, non è possibile realizzare inversioni. Recentemente, grazie ai progressi tecnologici, è stato trovato un compromesso con gli "hybrid coaster", che utilizzano ampiamente il legno, ma integrano anche l'acciaio per le rotaie e nei punti più sollecitati. Gli "hybrid coaster" hanno portato a una rinascita nell'uso del legno nelle montagne russe.
Scopri qui quali sono tutte le tipologie di roller coaster.
Manutenzione: È importante specificare che una montagna russa in acciaio richiede praticamente zero manutenzione per binari e piloni. Una volta costruita, richiede solo ispezioni periodiche, ma il tracciato rimane lo stesso per tutta la sua durata. Con il legno, invece, la situazione è diversa. I "wooden coaster" richiedono una maggiore cura e manutenzione. Alla fine di ogni stagione, diverse parti vengono sostituite regolarmente. Molti dei roller coaster in legno esistenti oggi sono stati completamente rifatti nel corso degli anni. Potrebbe sorgere la domanda sulla convenienza di tutto ciò. Innanzitutto, c'è sempre una forte domanda da parte del pubblico. In secondo luogo, grazie al costo di acquisto inferiore, anche i parchi con risorse economiche limitate possono permettersi una montagna russa in legno. Le spese di manutenzione, dilazionate nel tempo, rappresentano un costo gestibile. Infine, non va trascurata la coerenza tematica che il legno può offrire in determinati contesti di design dei parchi.
Sicurezza delle montagne russe – il controllo elettronico delle operazioni
Passiamo quindi a un aspetto molto interessante e forse meno conosciuto: come fanno i treni dei roller coaster a evitare collisioni? Non potrebbe succedere, ad esempio, che un treno parta troppo presto e si scontri con il treno precedente che non ha ancora liberato il tratto finale? La risposta è un assoluto "no". La sicurezza delle montagne russe durante il normale funzionamento è garantita dalla presenza di robusti sistemi elettronici di controllo.
Ovviamente, se c'è solo un treno in funzione, il problema non sussiste. Questo è ovvio, ma allo stesso tempo impraticabile. La capacità oraria elevata è una caratteristica imprescindibile delle montagne russe. È per questo motivo che è normale avere due treni, ma non è raro trovare anche tre, quattro o addirittura più treni, a seconda della lunghezza del percorso.
Ad esempio, nei roller coaster con vetture singole e pochi posti come negli spinning coaster o nei wild mouse, è possibile avere decine di vetture sul percorso contemporaneamente. Un esempio eclatante si trova in Hagrid's Magical Creatures Motorbike Adventure, progettato per funzionare con 12 treni. Quindi, la regola che il mercato impone è quella di avere il numero massimo di treni possibile, compatibilmente con le regole di sicurezza delle montagne russe, che vedremo di seguito.
In ogni montagna russa del mondo è possibile individuare le sezioni di blocco, cioè i punti in cui è possibile fermare il treno. Questi includono la stazione, la salita a catena, i freni intermedi e i freni finali. I freni intermedi potrebbero non essere presenti sempre. Solitamente si trovano negli spinning coaster, nei wild mouse e nei tracciati molto lunghi. Gli altri elementi sono sempre presenti, ma non contano necessariamente come singole sezioni di blocco, dipende dai casi. Ad esempio, se un roller coaster ha tre salite a catena, ognuna di esse rappresenta una sezione di blocco, poiché il treno può essere fermato disattivando il motore della catena. Allo stesso modo, i freni finali possono essere estesi in modo da ospitare due o più treni, e potrebbero essere presenti più stazioni, magari una per l'imbarco e una per lo sbarco degli ospiti. Tutto ciò è strettamente legato alla sicurezza delle montagne russe, poiché esiste una regola universalmente valida per garantire la sicurezza:
Un roller coaster può girare al massimo con tanti treni quante sono le sezioni di blocco diminuite di uno.
L'esempio di Gardaland in Italia
Prendendo ad esempio Gardaland, possiamo analizzare le diverse attrazioni e i loro sistemi di sicurezza:
- Raptor ha solo tre sezioni di blocco: stazione, lift e freni finali, quindi può operare al massimo con due treni.
- Mammut ha sei sezioni di blocco, tre lift, due freni finali e la stazione, quindi potrebbe girare con cinque treni.
- Oblivion è più complesso, con sette sezioni di blocco, potenzialmente potrebbe girare con sei treni.
Tuttavia, nella pratica reale, non si opera mai al limite massimo della capacità, poiché ciò porterebbe solo a far attendere i treni fermi in mezzo al tracciato o sui freni finali inutilmente. Il numero effettivo di treni utilizzati è spesso inferiore, ed è determinato esclusivamente dal tempo tecnico richiesto per far partire due treni consecutivi. Di solito, questo tempo minimo si aggira intorno al minuto, quindi se il giro dura, ad esempio, un minuto, non ha senso utilizzare tre treni quando l'ultimo dovrà comunque accodarsi alla fine del giro. Pertanto, la portata oraria non aumenta. Questo rappresenta il vero limite della portata oraria, indipendentemente dall'impegno nel posizionare sezioni di blocco lungo il percorso.
Sicurezza delle montagne russe: la distanza tra i treni
Ma come viene garantita la sicurezza delle montagne russe in termini di distanza tra i treni? La base del ragionamento è molto semplice ed è gestita da un computer costantemente attivo che monitora le operazioni. Prendiamo ad esempio il caso semplice con tre sezioni di blocco: stazione, lift e freni finali:
La lift è libera? Se sì, il treno può partire. Se no, si attende finché non si libera, poi si attivano i motori per far partire il treno.
Il treno è sulla lift e sta salendo. Il computer si chiede: se faccio andare il treno oltre, troverò i freni finali liberi? Se sì, il treno può proseguire e completare il percorso. Se no, si ferma il motore della lift e il treno non va da nessuna parte fino a quando i freni finali non si liberano.
Il treno arriva sui freni finali. La stazione è libera? Se sì, il treno può procedere. Se no, il treno resta fermo sui freni finali fino a quando la stazione non si libera, poi viene rilasciato e può procedere.
Tutto questo è molto semplice, ma rappresenta la chiave per garantire rigidamente la sicurezza delle montagne russe. La presenza di un sistema di supervisione che controlla poche cose in modo continuo e risponde solo con "sì" o "no" è fondamentale. Quando la affidabilità è fondamentale, la semplicità è sempre la chiave per un progetto robusto.
Complicare i sistemi aumenta solo le probabilità di guasto. Per questo motivo, i treni delle montagne russe non utilizzano tecnologie consolidate nel settore dei consumatori. Ad esempio, non potrebbe mai esistere una decisione basata sulle coordinate di un GPS sul treno, poiché potrebbero verificarsi interferenze. Allo stesso modo, non esiste il controllo visivo, poiché le persone sono soggette ad errori o distrazioni. La presenza di telecamere lungo il percorso è solo una misura di ridondanza.
Sicurezza delle montagne russe: l'effetto Hall
Per garantire la sicurezza delle montagne russe, è necessario che il computer sia in grado di conoscere la posizione del treno e di prendere decisioni in base a essa.
Questo compito viene affidato a un sensore che ha rivoluzionato completamente il settore: il sensore ad effetto Hall. Questi sensori sono chiaramente visibili lungo i binari come piccole scatole verdi, di solito disposte a coppie per garantire la ridondanza.
Senza entrare nei dettagli tecnici, è sufficiente sapere che un sensore ad effetto Hall rileva la presenza di un materiale magnetico nelle sue vicinanze. In tal caso, produce una tensione in uscita che viene letta dal computer. Se non viene rilevato nessun materiale magnetico, il sensore non emette alcun segnale in uscita. Poiché un treno è interamente costituito da acciaio, si possono utilizzare anche materiali magnetici che generano risposte molto più intense dal sensore. Pertanto, quando un treno passa sopra al sensore, il computer riconosce la presenza del treno.
Prendiamo ad esempio una lift. Ci sono sensori all'inizio e alla fine della salita. Quando il treno attraversa il sensore all'inizio della salita, il computer sa che un treno sta arrivando e attiva il meccanismo di sollevamento, impedendo così all'altro treno in stazione di partire. Alla fine della lift, c'è un altro sensore. Quando viene attivato, il computer sa che il treno che era sulla lift non è più presente e permette al treno successivo in stazione di partire.
Una montagna russa è disseminata di questi sensori, che possono variare da alcune decine a centinaia, tutti collegati al computer di controllo. L'uso dei sensori ad effetto Hall per garantire la sicurezza delle montagne russe offre numerosi vantaggi.
Questi sensori possiedono tutte le caratteristiche necessarie per il compito. Potreste chiedervi perché non vengono utilizzati sensori a fotocellula, come quelli dei cancelli automatici. Ci sono diverse ragioni per questo. In primo luogo, l'utilizzo delle fotocellule comporterebbe il rischio di falsi positivi se un uccello vi passasse sopra. Sebbene la probabilità sia estremamente bassa, perché correre il rischio? La sicurezza deve essere assoluta. Un altro aspetto critico è legato alle condizioni meteorologiche. Un sensore ad effetto Hall non viene influenzato minimamente dalle giornate estive calde o dalle piogge torrenziali, in quanto reagisce solo ai campi magnetici. L'acqua e l'aria non sono sostanze magnetiche. Pertanto, questi sensori possono operare in condizioni in cui gli altri sensori falliscono o sono soggetti a falsi positivi.
Sicurezza delle montagne russe – la gestione dei guasti
Cerchiamo adesso di capire come vengono gestiti eventuali criticità e quindi in che modo viene garantita la sicurezza degli ospiti del parco divertimenti. Prima di tutto sottolineamo che i problemi che possono coinvolgere i roller coaster durante il loro funzionamento sono essenzialmente due: i problemi in salita con la rottura della catena e l’interruzione di energia elettrica.
La rottura della catena
Occasionalmente, ma può accadere, il cavo d'acciaio o la catena che trainano il treno in cima alla salita delle montagne russe possono rompersi. Questo evento, se non si adottano precauzioni adeguate, potrebbe causare il ritorno indietro del treno con conseguenze gravi e inaccettabili. Per garantire la sicurezza, vengono implementati due accorgimenti fondamentali. Innanzitutto, si presta particolare attenzione nella disposizione della catena nel binario, in modo che in caso di rottura rimanga al suo posto nell'alloggiamento.
Inoltre, viene implementata una protezione contro il rollback. In tutti i roller coaster è possibile notare una linea retta seghettata al centro di ogni salita. Sotto il treno, sono presenti una o più barrette d'acciaio semplici ancorate da un solo lato, che consentono al treno di procedere solo in avanti. Grazie a questo sistema, il movimento all'indietro diventa meccanicamente impossibile. Su alcuni modelli di montagne russe, è persino possibile udire chiaramente il rumore delle barre che sfregano contro la guida solidale al binario, producendo un ticchettio a intervalli costanti. Questo suono costante rappresenta un ulteriore fattore di sicurezza per i passeggeri, confermando che il treno sta procedendo correttamente lungo il percorso.
Quando il treno si ferma, ad esempio per motivi di manutenzione o in situazioni di emergenza, è possibile evacuarlo comodamente attraverso le scale di servizio posizionate ai lati di ogni salita. Queste scale sono appositamente progettate per consentire una rapida e sicura evacuazione dei passeggeri una volta che il treno si trova fermo.
L’assenza di energia elettrica
Anche la situazione di interruzione dell'energia elettrica può verificarsi, e non è rara. Per i treni fermi in stazione, questa situazione non ha conseguenze, poiché semplicemente non possono partire. Tuttavia, il rischio si presenta quando un treno è in movimento lungo i binari e l'energia elettrica viene interrotta durante il percorso.
In questo caso, è fondamentale garantire la possibilità di fermare il treno anche in assenza di energia elettrica. Per farlo, i freni devono essere mantenuti in posizione di frenata grazie a un blocco meccanico, in modo che l'azione frenante non sia compromessa. Quando l'energia elettrica è presente, il blocco viene disattivato e i freni possono rilasciare il treno.
È importante sottolineare che il meccanismo frenante non deve dipendere dall'energia elettrica. Per questo motivo, i freni delle montagne russe sono tradizionalmente di tipo pneumatico, azionati da aria compressa pre-caricata dai compressori in presenza di energia elettrica, prima di un potenziale guasto. Tuttavia, i freni pneumatici sono stati gradualmente rimpiazzati da una tecnologia molto più affidabile e con costi di manutenzione estremamente ridotti: la frenatura magnetica. Anche in questo caso, la fisica gioca un ruolo importante. Sfruttando la repulsione magnetica tra poli magnetici simili, vengono installati potenti magneti sia sul treno che sul binario. Durante il processo, il treno viene rallentato e infine fermato completamente dalle forze di repulsione magnetica, senza che l'energia elettrica svolga alcun ruolo.
L'introduzione della frenatura magnetica rappresenta un notevole passo avanti nella tecnologia delle montagne russe, in quanto offre un'alternativa sicura ed efficiente rispetto ai freni pneumatici. Grazie all'utilizzo dei magneti, il treno può essere controllato in modo preciso e affidabile, indipendentemente dalla disponibilità di energia elettrica. Questa soluzione non solo garantisce la sicurezza dei passeggeri, ma riduce anche i costi di manutenzione, rendendo le montagne russe più convenienti da gestire per i parchi divertimento.
Sicurezza delle montagne russe – ispezione e manutenzione
Oltre all'aspetto costruttivo, c'è anche l'importante questione della manutenzione. La normativa sulla manutenzione dei roller coaster è rigorosa. Queste attrazioni devono essere ispezionate ogni giorno e devono effettuare dei test di funzionamento prima di poter accogliere i visitatori. Di conseguenza, le squadre di manutenzione lavorano al mattino prima dell'apertura e talvolta anche di notte, specialmente nei grandi parchi e per i roller coaster più complessi. Se viene rilevato un problema, il roller coaster non può essere aperto al pubblico.
Ma c'è di più. A intervalli di tempo specifici, variabili a seconda del modello, è necessario eseguire una manutenzione approfondita degli impianti elettrici, della lift, del motore, dei treni e così via. Questa manutenzione solitamente avviene una volta all'anno. Durante questo periodo, i treni vengono smontati pezzo per pezzo alla ricerca di eventuali problemi, la catena della lift viene rimossa e analizzata per individuare segni di usura, valutando la necessità di una sostituzione preventiva. Parchi come Disneyland e Universal Studios, così come ad esempio Efteling, che rimangono aperti tutto l'anno, devono chiudere i loro roller coaster uno per volta per un paio di settimane al fine di eseguire questi lavori.
Prendendo ad esempio Disneyland Paris, Big Thunder Mountain viene chiusa per due settimane nel mese di marzo, mentre Indiana Jones viene chiusa nel mese di settembre. Queste chiusure sono inevitabili. Una strategia adottata per ridurre al minimo il periodo di chiusura per la manutenzione è quella di possedere più treni, in modo che mentre alcuni sono in servizio, uno può essere temporaneamente rimosso per la manutenzione. Questo è un approccio consolidato, poiché i lavori di manutenzione richiedono tempo e non possono essere affrontati in modo superficiale.
La manutenzione regolare e approfondita dei roller coaster è fondamentale per garantire la sicurezza e il corretto funzionamento di queste attrazioni. Attraverso ispezioni quotidiane, test di funzionamento e interventi periodici, i parchi divertimento assicurano che i loro roller coaster siano pronti ad accogliere i visitatori in condizioni di massima sicurezza. Questo impegno per la manutenzione continua è un elemento essenziale per il successo e la reputazione dei parchi e per offrire ai visitatori un'esperienza divertente e sicura.
Immagine di copertina via 123RF
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