Den olympiska Whitewater Course i Rio är en Engineering Feat

En gång i tiden hölls whitewater slalom tävlingar - som omfattar whitewater kanot och kajakpaddling - på naturliga sträckor av whitewater. Reglerna var (och är) bedrägligt enkla. Idrottare måste guida sina båtar genom de färgade grindarna, vissa går uppströms utan att röra dem. Smashing in i en grind är en två sekunder straff, saknas en grind är en 50-sekunders straff. Målet är att ha den snabbaste totala tiden, och du har (högst) 90 sekunder för att överleva 250 meter rasande whitewater.

Vad började som en relativt lätt sport när det gäller inställning - bara välj en stenig flodbana och du är bra att gå! - har utvecklats till en sport som krävde ingenjörsvetenskap i samband med utformningen av en bergbana-möter-hinderkurs som skulle exakt räkna ut de bästa kanotisterna i världen.

För tre av de fem senaste olympiska spelen har två killar konstruerat whitewater kurser. John Felton var en olympisk slalomkanot och Bob Campbell brukade coacha USAs Whitewater Slalom Team. Tillsammans driver de Whitewater Parks International, som har utformat kurser i London, Rio de Janeiro, och jobbar med att utforma kursen för OS i 2020 i Tokyo.

Kanot slalom har haft en ojämn historia i OS. Det blev en sport i 1972 München Games och blev omedelbart avlägsnad, kom tillbaka för 1992s Barcelonaspel och blev då hotad med att slänga ut igen i 2000 Sydney-spelen när tjänstemän inte kunde hitta en lämplig sträcka av forsar för idrottare att konkurrera. Men slalom idrottare var inte redo att ge upp på en olympisk spel, och Felton ledde avgiften vid utformningen av en whitewater banbrytning och håller sporten vid liv.

Att bygga en slalom kurs är en jonglering av hydraulik, intuition och äldre byggnad. Under utformningen av kursen måste arkitekterna se till att det är tillräckligt djupt, att flödet är konsekvent och att eddierna och vågorna är utmanande men inte för svåra att de blir farliga.

Det finns några funktioner som alla kurser måste innehålla. En olympisk vitvattenkurs måste ligga mellan 200-400 meter lång, ha mellan 18-25 grindar och måste ta hänsyn till vänster- och högerhänta individer. Kanaler måste vara djupa och breda för att producera vågor som är tillräckligt starka för att användas i en olympisk tävling. Eddies finns vanligtvis strax bakom hinder, där uppströms grindar vanligtvis placeras.

Utöver grunderna är fysiken på spel i en vitvattenkurs oerhört dynamisk och oförutsägbar. Vågor har underliggande vinklar och strömmar, och bankernas positioner och hinder förändrar dramatiskt hur vattnet interagerar över kursen. Det finns också friktion i vattnet, eftersom olika strömmar rör sig i olika hastigheter och gnuggar mot varandra, förändrar dynamiken.

"För de olympiska idrottarna finns det definitivt en standard som du försöker slå det är typ av" du vet det när du ser det ", säger Campbell. För att utforma årets kurs tog Felton och Campbell de grundläggande kraven från den olympiska kommittén - åtminstone 200 meter lång och 0,6 meter djup, utom i eddier där vattnet var 1 meter djupt - och använde sin allmänna kunskap om sporten för att justera kanalen i enlighet med detta.

För att ytterligare komplicera saker investerades Rio-tjänstemän i att försöka minska kostnaderna för att driva en arena, vilket innebar att Felton och Campbell skulle vara kreativa och kostnadseffektiva. De minskade avståndet som de behövde pumpa vattnet på banan genom att göra lutningen av whitewater mindre brant. De minskade också flödet från London-banan från 15 kubikmeter per sekund till 12 kubikmeter per sekund. Kanalen är också smalare än tidigare kurser, vilket gör det möjligt för dem att fylla det till det nödvändiga djupet, men kräver mindre totalt vatten. I själva verket, i motsats till den dåliga vattenkvaliteten i Rio, har poolen det mest kraftfulla vattenfiltreringssystemet av en vitvattenkurs som någonsin byggts. Hittills har det hållit bättre än filtret för dykningspool.

När Campbell och Felton hade en allmän uppfattning om hur de ville att kursen skulle fungera skickade de mönstren till det tjeckiska tekniska universitetets hydrauliska laboratorium i Prag. Där byggde hydraulikingenjörer en skala modell av kursen för att testa flödeshastigheten och strömmen. Detta gör det möjligt för dem att upptäcka några större problem i kursen innan de faktiskt bygger den. Eftersom hindren är helt justerbara kan svårighetsgraden och placeringen av forsenningarna finjusteras först i modellen och sedan i fullstadsstadion.

Vid utformningen av en olympisk kurs är roten att gå för att bygga de största, nästestiga forsarna som möjligt. Men problemet med detta är att det kan leda till kurser som ökar olika för olika idrottare. "Och det jämför inte äpplen med äpplen", säger Campbell. För Rio var målet att skapa en kurs som var så konsekvent som möjligt samtidigt som den var dynamisk.

"I Rio är whitewater nonstop - det går bara från topp till botten, rakt i mitten av kursen," säger Campbell. "Om du är en fot till höger eller vänster, gör vattnet något lite annorlunda." Det här gör en krävande och tekniskt svår kurs som idrottare har blivit raving om sedan de började prova på det i november i november.

Resultatet är en park som inte bara är kostnadseffektiv, miljövänlig och tekniskt överlägsen den hos många andra runt om i världen, men en som Campbell och Felton tror kan bli en äventyrsportspark efter spelen.