Nell'estate del 1895, grandi folle invasero la passerella di Coney Island
per ammirare l'ultima meraviglia della tecnologia delle montagne russe:
la Flip Flap Railway.
Furono le prime montagne russe ad anello d'America,
ma il loro elettrizzante giro della morte aveva un prezzo.
La giostra provocò numerosi casi di gravi colpi di frusta,
lesioni al collo e persino espulsioni,
tutti dovuti al suo caratteristico anello.
Oggi le montagne russe sono molto più entusiasmanti,
senza ricorrere al "brivido" di una visita all'ospedale.
Ma che cosa fanno esattamente le montagne russe al corpo umano
e come hanno fatto a diventare più paurose e allo stesso tempo più sicure?
Al centro di ogni progetto di montagne russe c'è la gravità.
Al contrario delle macchine e dei treni,
la maggior parte dei carrelli è spinta lungo i binari
quasi esclusivamente dall'energia gravitazionale.
Dopo che il carrello raggiunge la prima salita,
inizia un giro sapientemente progettato,
che sviluppa energia potenziale nelle salite
e consuma energia cinetica nelle discese.
Questo ritmo si ripete per tutta la corsa,
eseguendo la danza coreografica dell'energia gravitazionale
progettata dell'ingegnere.
Ma c'è una variabile chiave in questo circolo
che non è sempre stata valutata attentamente:
tu.
Ai tempi della Flip Flap,
i progettisti si preoccupavano soprattutto che le giostre potessero bloccarsi
in qualche punto del percorso.
Questo portò i primi costruttori a sovracompensare,
lanciando i vagoni giù dalle salite
e tirando il freno quando raggiungevano la stazione.
Ma così come interessa le macchine, la gravità interessa anche i passeggeri.
E nelle condizioni estreme delle montagne russe,
gli effetti della gravità sono moltiplicati.
C'è un'unità di misura usata da piloti di jet,
astronauti
e progettisti di montagne russe chiamata "Forza G".
Una forza G è la normale gravità che si sente stando in piedi sulla Terra,
è la forza del campo gravitazionale della Terra sul nostro corpo.
Ma quando i passeggeri accelerano e decelerano,
subiscono una maggiore o minore forza gravitazionale.
I progettisti moderni sanno che il corpo può sopportare fino a circa 5 G,
ma la Flip Flap e i suoi contemporanei raggiungevano regolarmente fino a 12 G.
A quei livelli di pressione gravitazionale,
il sangue precipita dal cervello ai piedi,
portando a stordimenti o svenimenti
perché il cervello fatica a restare cosciente.
La mancanza di ossigeno nelle cellule retiniche
compromette la capacità di processare la luce,
provocando una visione offuscata o cecità temporanea.
Se i passeggeri sono sottosopra, il sangue può inondare il cranio,
causando un attacco di visione rossa.
Viceversa, una forza G negativa crea assenza di gravità.
Nel corpo,
un'assenza di gravità temporanea è solitamente innocua.
Può contribuire all'insorgenza di cinetosi
sospendendo il fluido nell'orecchio interno,
che controlla l'equilibrio.
Ma il maggior potenziale pericolo
– e brivido –
deriva da ciò che i progettisti chiamano "airtime".
Si verifica quando i passeggeri si staccano dal sedile,
e, senza le dovute precauzioni,
vengono espulsi.
Le numerose cinture e imbracature delle giostre moderne
hanno ampiamente risolto questo problema,
ma le sempre mutevoli posizioni dei passeggeri rendono difficile stabilire
che cosa si deve legare.
Fortunatamente, i progettisti moderni sono ben coscienti
di cosa il nostro corpo e la giostra possono sopportare.
Gli ingegneri delle montagne russe mettono queste forze l'una contro l'altra
per mitigare periodi di pressione intensa con periodi senza alcuna pressione.
E dato che rapide transizioni da una forza G positiva a una negativa
possono portare a colpi di frusta, mal di testa, di schiena e di collo,
evitano variazioni estreme di velocità e di direzione
così comuni nelle vecchie montagne russe.
Le giostre moderne sono anche molto più solide,
considerando la quantità di gravità che devono sopportare.
A 5 G, il corpo è 5 volte più pesante;
quindi se pesi 45 chili,
eserciterai sulla montagna russa un peso di 225 chili.
Gli ingegneri devono tenere conto del peso moltiplicato
di ogni passeggero quando progettano i sostegni di una giostra.
Tuttavia, queste attrazioni non sono per tutti.
I flussi di adrenalina, i giramenti di testa e la cinetosi
non miglioreranno presto.
Ma le restrizioni ripetitive di oggi,
i software di modellazione 3D e di simulazione
hanno reso le montagne russe più sicure e più entusiasmanti che mai.
La precisa conoscenza dei limiti del corpo umano
ci ha aiutato a costruire giostre più veloci, più alte e più tortuose,
e tutto questo senza uscire dai binari.
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