Il Fascino del Roller Coaster – Ride Tek ed EnginSoft insieme per emozionare

Roller Coaster fascination – Ride Tek and EnginSoft together for emotion
The creation of a new Roller Coaster requires the combination of several different elements to meet both structural and qualitative aspects, to guarantee feasibility and safety and sufficient originality and fantasy to generate the necessary attraction and emotion.

The achievement of this complex mixture and its transfert into a new Roller Coaster goes through a long analysis of preliminary conditions and requirements, and also depends on the designers. EnginSoft has been collaborating with Ride Tek Engineering for many years now, developing an integrated CAD-FEM procedure to set the virtual prototyping of any Roller Coaster, which is much more efficient than the traditional design approach and can provide real-time results and configurations. Further details are presented in the article below, proving how through specific expertise, first-class tools and passion for work, technology can make dream come true.

Gli ambiti di ideazione e di sviluppo del progetto di un Roller Coaster, soprattutto se a questo si chiede di essere generatore di forti emozioni, sono certamente caratterizzati, da un lato, da esigenze di indiscussa originalità e, dall’altro lato, da standard qualitativi e strutturali che garantiscano un’elevata sicurezza degli utenti contro malfunzionamenti e/o incidenti di varia natura.
È evidente, quindi, come sia necessario operare in un contesto in cui l’integrazione delle due esigenze – originalità e sicurezza – sia effettiva e, di più, tenga conto delle problematiche costruttive che, per un’azienda di produzione, costituiscono il confronto quotidiano di mercato rispetto al quale se ne misura l’effettiva concorrenzialità.

In generale, quindi, lo sviluppo di un nuovo tracciato, partendo da informazioni base, che riguardano, soprattutto, l’ubicazione della struttura, le dimensioni degli spazi disponibili, la tipologia di Roller Coaster, l’eventuale presenza/interferenza di altre strutture e/o attrazioni – questa esigenza risulta essere, ultimamente, molto sentita in quanto, soprattutto per alcuni mercati, è sempre più richiesta l’installazione di Roller Coaster all’interno di piccoli parchi giochi o all’interno dei centri commerciali che hanno spazi disponibili sensibilmente contenuti –, lancia la sfida alla fantasia e alla professionalità del progettista, il quale, generalmente, analizza una serie di ipotesi di fattibilità delle quali solo una, alla fine, incontrerà parere favorevole che la trasforma in progetto esecutivo.

In tale contesto Ride Tek Engineering, con la quale EnginSoft collabora da anni nell’ambito della progettazione e della verifica strutturale di Roller Coasters, ha sviluppato una procedura integrata CAD-FEM che consente di mettere a punto, in tempi estremamente contenuti, la prototipazione virtuale di un qualsiasi Roller Coaster, acquisite che siano le informazioni base e il grado di emozionalità desiderato dal committente, in relazione alla tipologia di utenti cui l’attrazione è destinata.
La generazione del percorso, staccandosi da un metodo di lavoro mutuato per anni dalle norme e che passava attraverso l’iniziale esecuzione di disegni di pianta ed altimetrico dell’asse del binario, viene, in tal senso, gestita interamente all’interno di un ambiente che consente di lavorare con assoluta facilità direttamente in 3D e che, immediatamente, per ogni modifica condotta, in tempo reale, al percorso (ad esempio per ridurre e/o aggiustare, in relazione ad effetti troppo violenti sui passeggeri e/o a necessità costruttive di calandratura, l’angolo di banking, che è l’angolo di cui va ruotato il piano cinematico per annullare l’effetto della forza centrifuga), restituisce, ancora in tempo reale, le azioni (accelerazione longitudinale, trasversale normale) sul baricentro delle vetture e/o sulle teste degli utenti.

Risulta evidente, quindi, come la fase di ideazione possa essere scandagliata sino all’individuazione dell’idea vincente di percorso che tenga conto delle emozioni cui gli utenti, in condizioni comunque, di sicurezza, chiedono di essere sottoposti, delle esigenze di innovazione e, per ultime, ma non ultime, di pronta consegna che fanno da ago della bilancia quando si tratti di decidere se effettuare o meno certi investimenti.

EnginSoft, in tale contesto di progettazione integrata, cui ha contribuito, nel passato, quale coautrice del nucleo di detta procedura, si colloca a valle della fase di ideazione e di individuazione del percorso, investigando, una volta congelatane la scelta, la risposta strutturale dell’attrazione e del treno che percorre il binario, sino alle verifiche normative di tutte le strutture (binario, montanti, base, se presente), nonché delle vetture, assistendo, comunque, Ride Tek soprattutto in relazione alle scelte strutturali significative nonché alla definizione di dettagli costruttivi da configurare, in generale, nel rispetto di rigide e precise norme di settore.
Il lavoro di analisi e di verifiche viene gestito mediante modelli ad elementi finiti di complessità adeguata al problema che via via, si presenta da analizzare. Modelli beam e modelli shell, sono, generalmente, sufficienti ad investigare sugli stati di sforzo e di deformazione cui tali strutture (e componenti delle stesse) risultano sottoposte nel corso della loro vita operativa. Per dettagli particolari, qualora i modelli a beam e a shell non si dimostrino adeguati, si sviluppano modelli e sottomodelli ad elementi finiti solidi.
Le verifiche, estremamente rigorose e di quantità consistente, vengono condotte in ottemperanza ai requisiti posti dalle norme di settore (la DIN 4112 e le norme ad essa correlate, affiancate per qualche tempo e, ultimamente, sostituite dalla norma europea EN 13814 che regola la progettazione, le analisi, le verifiche e la manutenzione di strutture per parchi di divertimento), tenuto conto che dette strutture sono dedicate all’utilizzo da parte di persone e che, pertanto, la sicurezza, come detto più sopra, assume ruolo decisivo anche e, soprattutto, nella fase di progettazione dei dettagli costruttivi.

Le competenze specifiche e di alto livello di Ride Tek nell’ambito dell’ideazione e della progettazione di Roller Coasters (che non sono attrazioni di tipo tradizionale e che, pertanto, richiedono conoscenze che, per necessità, vengono acquisite in anni di “militanza” operativa) e la professionalità analitico-progettuale di EnginSoft nell’ambito della simulazione numerica hanno permesso di portare a conclusione, in circa 1 mese di lavoro, la modellazione, le analisi e le verifiche delle strutture di un Inverted Coaster, il modello matematico del quale è mostrato nelle immagini riportate nel presente articolo. Si tratta di un Roller Coaster che, sebbene di dimensioni contenute (50 m x 30 m di dimensioni in pianta), è caratterizzato da un percorso che presenta una prima discesa da un’altezza di circa 25 m, un loop, un line-twist (avvitamento), un cobra roll, un doppio vortice, oltre ai tratti di raccordo e di passaggio da una figura alla successiva, per una lunghezza totale di oltre 400 m. Del Roller Coaster, oltre alle strutture (rotaie, back bone, pantografati, flange di accoppiamento dei conci di binario, montanti, collegamenti binario-montante, base), sono stati analizzati e verificati anche i componenti meccanico-strutturali che compongono le 5 vetture, di tipo suspended, del treno.

Ancora una volta, quindi, strumenti adeguati, ma, soprattutto, specifiche competenze, congiunte, fuse insieme, e passione per il proprio lavoro, hanno portato al raggiungimento dell’obiettivo che, nel caso specifico delle strutture per attrazioni così particolari e affascinanti quali sono i Roller Coaster, è quello di dare corpo alle emozioni.

Per ulteriori informazioni:
Ing. Livio Furlan
info@enginsoft.it

Article published in the Magazine: EnginSoft Newsletter Year 5 n.1