Como funcionam os toboáguas

Autor: 
Tom Harris

Na indústria dos parques de diversões, a montanha-russa é a rainha. Mas durante os meses quentes de verão, estas atrações clássicas sofrem dura concorrência dos toboáguas. Nos últimos 30 anos, o mundo dos toboáguas explodiu. Os parques aquáticos ostentam escorregadores com dúzias de voltas, picos de velocidades, excitação e descidas de 30 m. Um toboágua é como uma montanha-russa molhada, sem assento e sem cinto de segurança.

Wet'n WildEmerald Pointe in Greensboro, NC
Nos últimos 25 anos, os parques aquáticos como o Wet'n Wild Emerald Pointe em Greensboro, NC, brotaram no mundo inteiro.

Neste artigo, nós espiaremos os bastidores para descobrir o que envolve o funcionamento de um parque aquático, veremos como as peças de um toboágua são ajustadas e o que o impede de sair voando, à medida que você chicoteia ao fazer as curvas.

A física da queda
No seu nível mais básico, um toboágua é uma montanha-russa relativamente dócil, sem trilho, nem carro. Se você já leu Como funcionam as montanhas-russas, então sabe que os carros são dirigidos pela gravidade. No início do percurso, o carro pára em uma colina. À medida que o carro sobe mais alto, a sua energia potencial ou a energia de posição aumenta. Simplesmente posicionado, ele tem uma extensão maior para cair. Quando o carro é lançado do topo da colina, a gravidade o puxa para baixo ao longo dos trilhos, convertendo a energia potencial em energia cinética ou energia de movimento.

toboáguas pequenos, curvados e íngremes
O tipo mais simples de toboágua é um escorregador pequeno e curvo, lubrificado com uma corrente de água.

Os toboáguas funcionam exatamente no mesmo princípio. Mas ao invés de uma colina, você tem uma escada. Ao subir os degraus ocorre um certo acréscimo da quantidade de energia potencial, que se transforma em energia cinética quando você desce pelo escorregador. Um escorregador mais alto tem mais energia potencial para ser ativada, do que um escorregador mais baixo.

Em um toboágua, o seu corpo às vezes em conjunto com uma esteira ou bóia, toma o lugar dos carros da montanha-russa. Os carros da montanha-russa têm rodas que rolam ao longo dos trilhos. Isto reduz a fricção entre o carro e o trilho, assim o carro pode se manter em movimento. Os toboáguas têm uma corrente de água fluindo constantemente do topo à base. A água lubrifica o escorregador para reduzir a fricção entre ele e o seu corpo.

um toboágua muito alto
Quando você sobe até o topo desse toboágua mais alto, você adquire mais energia potencial para a sua viagem rampa abaixo.

Além da altura total, a diferença principal entre os toboáguas é o modo como eles colocam a energia potencial para trabalhar. Isto é determinado pela configuração do escorregador.

O escorregador aplica a força trabalhando contra a gravidade. O balanço dessas duas forças depende do ângulo do escorregador. Quando você está escorregando em uma rampa quase nivelada, a gravidade o empurra diretamente para o escorregador, e a rampa o empurra para cima. A força para cima do escorregador empurra de forma quase oposta à força de gravidade para baixo, diminuindo sua aceleração de descida. Quando a rampa cai repentinamente, a gravidade ainda o puxa diretamente para baixo, mas o escorregador inclinado, não o empurra mais diretamente para cima; ele o empurra em um ângulo para cima e para frente. Considerando que o escorregador não está trabalhando diretamente contra a gravidade, você acelera para baixo mais rapidamente.

Escorregador de velocidade e trenós de escorregador se concentram somente nestas forças ascendentes e descendentes. Em um escorregador de velocidade, você mergulha diretamente abaixo, em uma rampa íngreme e desemboca em um conduto de saída, um canal longo de água abaixo, que reduz a velocidade gradualmente. Em um trenó de escorregador (também chamado de tobogã), você desliza em cima de uma série de protuberâncias e declives. Em ambos os modelos de escorregador, você avança em uma linha reta.

um escorregador de velocidade alto com conduto de saída
Um escorregador de velocidade, como este no Wet'n Wild Emerald Pointe, tem uma queda dramática que o lança em um longo conduto de saída.

Um escorregador em espiral adiciona algo de novo na mistura: curvas. O escorregador rotaciona em torno do seu próprio eixo até a base, chacoalhando você em diferentes direções durante todo o tempo. Neste tipo de percurso, a estrutura do escorregador não trabalha apenas contra a força gravitacional, ela trabalha contra a sua própria inércia. Quando você acelera em direção a uma curva, seu corpo naturalmente quer continuar indo para frente. Se o escorregador fosse achatado, você seria lançado ao ar na primeira curva brusca. O escorregador tem que mover-se em curvas para mantê-lo no percurso.

um toboágua em espiral
Foto de cortesia Splashtacular, Inc.
Este toboágua em espiral o projeta em volta de uma série de curvas estreitas

Quando você atinge estas curvas, sente uma força extrema agindo no seu corpo. Este é o escorregador acelerando você - modificando sua velocidade para frente - assim você se move em uma direção diferente. Veja Como funcionam as montanhas-russas para descobrir mais sobre estas forças.

Para que tudo funcione perfeitamente em um toboágua, você necessita de uma superfície firme, lisa, para poder deslizar. Na seção a seguir, veremos os elementos estruturais de um toboágua.