HISTORIA DEL ASCENSOR

Historia

Diseño de elevador diseñado por el ingeniero germano Konrad Kyeser (1405)

La primera referencia de un elevador es en las obras del arquitecto romano Vitruvio, que dice de Arquímedes (ca. 287 a. C. – ca. 212 a. C.) que había construido un primer elevador probablemente en 236. En algunas fuentes literarias de épocas posteriores, los ascensores se mencionaron como cabinas sostenidas con cuerda de cáñamo y accionadas a mano o por animales. Se supone que ascensores de ese tipo se instalaron en el monasterio de Sinaí, en Egipto.

En 1000, en el Libro de los Secretos por Ibn Khalaf al-Muradi, de la España islámica describe el uso de un elevador como dispositivo de elevación, a fin de subir un gran peso para golpear y destruir una fortaleza.¹ En el siglo XVII, algunos prototipos de ascensores se encontraban en los edificios de palacios de Inglaterra y de Francia.

Los ascensores antiguos y medievales utilizaban sistemas de tracción sobre la base del mecanismo de la grúa. La invención de otro sistema basado en la transmisión a tornillo, fue tal vez el paso más importante en la tecnología del ascensor desde la antigüedad, lo que finalmente condujo a la creación de los ascensores de pasajeros modernos. El primer modelo fue construido por Ivan Kulibin e instalado en el Palacio de Invierno en 1793, mientras que varios años más tarde, otro ascensor Kulibin fue instalado en Arkhangelskoye, cerca de Moscú. En 1823, se inaugura una "cabina de ascenso" en Londres.²

Ascensor de Elisha Otis, patente del 15 de enero de 1861.

En 1851, un tal Waterman inventó el primer prototipo de montacargas. Se trataba de una simple plataforma unida a un cable, para subir y bajar mercancías y gente.

A medida que se fueron construyendo edificios más altos, la gente se sintió menos inclinada a subir escaleras largas. Los grandes almacenes comenzaron a prosperar, y surgió la necesidad de un aparato que trasladara a los clientes de un piso a otro con el mínimo esfuerzo.

El montacargas inspiró a un estadounidense de Vermont, Elisha G. Otis, para inventar un elevador con un sistema dentado, que permitía amortiguar la caída del mismo en caso de que se cortara el cable de sustento. Fue la primera demostración de un sistema de seguridad para elevadores de pasajeros. Por extraño que parezca, el talento de Elisha Otis como diseñador se descubrió mientras trabajaba como maestro mecánico en una fábrica de armazones de camas de Albany (estado de Nueva York). Inventó varios dispositivos que ahorraban trabajo, y por eso fue enviado a Yonkers (Nueva York), donde podría utilizarse mejor su aptitud. Allí diseñó y construyó este primer ascensor con mecanismo automático de seguridad, en caso de que hubiera alguna avería en el cable. Para 1853 había establecido su propio negocio de fabricar ascensores. El año siguiente Otis hizo la demostración de este invento en una exposición que se llevó a cabo en Nueva York.³

El 30 de agosto de 1957 se inició el sistema de puertas automáticas en los ascensores de pasajeros, prescindiendo del proceso de abrir y cerrar la puerta manualmente.

Otro tipo de ascensor es el conocido como paternoster; consiste de una serie de cabinas abiertas, de capacidad limitada, que se mueven lentamente por dos huecos contiguos. Por uno suben las cabinas y, al llegar a la parte superior, se cambian al otro hueco por el que bajan en un ciclo continuo, sin detenerse. los pasajeros suben y bajan en marcha. Era muy práctico en lugares de mucha circulación de personas entre pisos, aunque tenia problemas de seguridad, por lo que fue sustituido con ventaja por las escaleras mecánicas, mucho más seguras

Ascensores en el mundo

Los negocios pronto se dieron cuenta del potencial del artefacto recién inventado, y en 1857 se instaló el primer ascensor de pasajeros en un gran almacén ubicado en la avenida Broadway, esquina calle Broome, en la ciudad de Nueva York. Movido a vapor, este ascensor subía cinco pisos en menos de un minuto. En aquel entonces, eso era rápido. En contraste con eso, hoy los ascensores de uno de los edificios más altos del mundo, el Sears Tower, en Chicago, suben rápidamente 412 metros (1.353 pies) en menos de un minuto.³

Elementos constitutivos de un ascensor

Cabina

La cabina es el elemento portante del sistema de ascensores. Está formada por dos partes: el bastidor o chasis y la caja o cabina. o por una , cabina autoportante. En sus extremos inferior o superior, según necesidades; se encuentra el sistema de paracaídas, ya sea instantáneo o progresivo. Este sistema libera unas cuñas contra las guías para frenar la cabina en caso de que baje a mas velocidad de la permitida por el limitador de velocidad, impidiendo que la cabina pueda caer libremente incluso en el caso de que se partieran todos los cables que sujetan la cabina ^{[cita requerida]}. En los ascensores de la actualidad y según normativa de cada país o región también frena en subida, es decir cuando la cabina sube.

Grupo tractor en los ascensores electro-dinámicos

Los grupos tractores para ascensores están formados normalmente por un motor acoplado a un reductor de velocidad, en cuyo eje de salida va montada la polea acanalada que arrastra los cables por adherencia.

Maniobras de control

El control de los sistemas de ascensores funciona mediante sistemas electrónicos, encargados de hacer funcionar la dirección de movimiento de la cabina y de seleccionar los pisos en los que esta deba detenerse.

Actualmente, los controles de ascensores funcionan con microprocesadores electrónicos que mediante algoritmos de inteligencia artificial determinan la forma de administrar la respuesta a los pedidos de llamadas coordinando los distintos equipos para trabajar en conjunto.

Los cuadros de maniobra actuales tienen un sistema de información de errores, que en caso de avería muestran en una pantalla el código de error de tal forma que el mecánico del ascensor sabe cual ha sido el motivo de que el ascensor se haya parado.

Hay que tener en cuenta de que un ascensor cuenta con múltiples dispositivos de seguridad para evitar cualquier riesgo de accidentes y en cuanto cualquier dispositivo falla el ascensor quedará automáticamente parado. Cualquier ascensor por antiguo que sea tiene contactos en las puertas exteriores, puertas de cabina, contacto de rotura de cables (actualmente ya no se montan), contacto de disparo de polea del limitador superior, contacto de aflojamiento de cable en polea de limitador inferior, contacto de acuñamiento en cabina, etc. etc. En cuanto cualquiera de estos contactos falle el ascensor se parara indicando el contacto o dispositivo que ha fallado

Dispositivos de seguridad

La seguridad del sistema es un elemento clave en los ascensores. Para maximizarla se emplean varios dispositivos específicos:

Enclavamiento electromecánico de las puertas

En el acceso a los pisos, que hace imposible la apertura de todas las puertas de acceso excepto la del piso en que se halla detenida la cabina.

Todas las cerraduras, una en cada rellano, tienen un fleje o un brazo con una ruedita, que al ser oprimido permite el destrabe de la puerta, y sólo cuando está mecánicamente trabada mediante el gancho de doble uña, queda habilitada la parte eléctrica que permite el movimiento del ascensor. Hay dos tipos de mecanismos que permiten abrir las puertas exteriores cuando la cabina llega a planta. En los ascensores antiguos hay un elemento llamado electroleva que es el encargado de oprimir el fleje de la puerta del piso de destino. Esta electroleva es retráctil, es decir, viaja con la cabina retraído para no oprimir los flejes de cada piso por el que va pasando (lo que permitiría la apertura de cada una de las puertas y la detención del ascensor), por lo que sólo cuando el control de maniobras le indica mediante una señal eléctrica que la cabina se encuentra en la parada pertinente, la electroleva se expande y acciona el fleje de la puerta correspondiente. El proceso inverso se da cuando el ascensor es requerido desde otro sitio: la electroleva se retrae antes de la partida y sólo se expande al llegar a él. En los ascensores modernos hay otro tipo de mecanismos. Si las puertas exteriores son automáticas, es decir se abren por si mismas, una de las hojas de cabina lleva instalado un patín retráctil que abre la puerta exterior al mismo tiempo que abre la interior de la cabina. Si las puertas exteriores son manuales o semi-automáticas (las abre la persona que va a entrar en el ascensor y se cierran solas), las puertas de cabina incorporan un patín que empuja la polea de la cerradura para permitir abrir la puerta exterior.

]Paracaídas de rotura o desequilibrio de cables de tracción (a. electro-dinámicos)

Existen instantáneos y también progresivos, para ascensores de alta y media velocidad. Consiste en un sistema de palancas cuyo movimiento acciona unas cuñas o rodillos que se encuentran en una caja junto a las guías (caja de cuñas). Cuando se da la caída de la cabina o sobrepasa la velocidad nominal , las guías son mordidas por las cuñas o rodillos y se produce la detención de la cabina.

Limitador de velocidad (a. electro-dinámicos) (gobernador de velocidad)

Lo componen dos poleas, una instalada en el cuarto de máquinas y otra alineada verticalmente con la primera en el fondo del hueco. A través de ambas pasa un cable de acero cuyos extremos se vinculan, uno a un punto fijo del bastidor de la cabina, y otro a un sistema de palancas cuyo extremo se encuentra en la parte superior del bastidor. El cable acompaña a la cabina en todo momento y es absolutamente independiente de los cables de tracción, es decir, no interviene en la sujeción de la cabina y el contrapeso. En la polea superior del limitador se produce la detención brusca del cable cuando la velocidad de dicha polea (y por tanto la de la cabina) supera el 25% de la velocidad nominal. El cable limitador activa el sistema de palancas, llamado paracaídas. Asimismo incorpora un contacto eléctrico tanto en el mecanismo de acuñamiento de la cabina como en la polea superior que corta la serie principal para evitar que el motor siga funcionando una vez que la cabina ha quedado "clavada" a las guías mediante el mecanismo de acuñamiento. Este mecanismo fue patentado porElisha Otis en 1853.

Finales de carrera

Interrumpen la alimentación cuando la cabina rebasa los extremos en ascenso o en descenso.

Dispositivo de parada de emergencia

Interrumpe la maniobra, corta la alimentación del grupo tractor y actúa el freno. Permite la detención del ascensor dejando sin efecto los mandos de cabina y pisos. Normalmente deja bajar la cabina en la parada más baja. Si nos referimos al STOP o PARADA normalmente debe dejar parar la cabina en la paradas siguiente tanto hacia arriba como abajo. Este sistema de emergencia también se puede denominar "Rescata-matic". En ascensores antiguos, la pulsación del botón de PARADA o STOP, producía una detención instantánea de la cabina, pudiendo el viajero quedar atrapado entre dos pisos sin posibilidad de salida. En los modelos actuales, este botón ha dejado de existir en los tableros de cabina, quedando únicamente el botón de alarma como dispositivo de emergencia en manos del usuario.

Timbre de alarma

Para que lo utilicen los pasajeros en caso de emergencia. En ocasiones está conectado a una línea de teléfono desde la que se puede solicitar asistencia en caso de quedar atrapado.

Luz de emergencia

Ilumina la cabina en caso de que el alumbrado normal sea interrumpido.

Debe existir una fuente de socorro, de recarga automática que sea capaz de alimentar al menos una lámpara de un vatio durante una hora, en el caso de interrupción de la corriente de alimentación del alumbrado normal. El alumbrado de emergencia debe conectarse automáticamente desde que falle el suministro del alumbrado normal.

Sistema de pesacargas

En los ascensores modernos suele instalarse un dispositivo llamado pesacargas. La función de este elemento es evitar que el ascensor mueva más peso del máximo permitido, evitando así el desgaste excesivo del grupo tractor y los frenos. Hay varios tipos de sistema de pesacargas y en la actualidad todos ellos son digitales, por lo que tienen una exactitud bastante elevada.

En ascensores antiguos a los que quiera adaptarse un sistema de pesacargas, se suele emplear un sistema que consta de unos sensores que se adaptan en los cables de tracción y una centralita que recoge la información dada por los sensores. Esta centralita está conectada a su vez a la caja de revisión del ascensor, por lo que el cuadro de maniobra sabe en cada momento si el ascensor tiene más peso del permitido.

En los ascensores nuevos, el sistema es parecido, pero los sensores se colocan entre el suelo de la cabina y el chasis, permitiendo una exactitud todavía mayor.

Los cuadros de maniobra tienen 3 estados diferentes en lo que al pesacargas se refiere:

• Normal: La cabina tiene menos peso del permitido, por lo que todos los sistemas funcionarán normalmente.
• Completo: El ascensor ha llegado al peso máximo permitido, por lo que el cuadro de maniobra permitirá a la cabina hacer el viaje programado, pero no permitirá que nadie más entre en la cabina hasta que no baje uno de los pasajeros o carga. En caso de ascensores con maniobra selectiva (el ascensor va recogiendo pasajeros según suba o baje), no parará en ninguna planta hasta que el estado del pesacargas vuelva a estar en estado normal, es decir hasta que alguna persona o carga salga de la cabina.
• Exceso de carga: El ascensor no permitirá ningún viaje hasta que alguna persona o algún bulto salga de la cabina. En este caso suele haber una indicación luminosa y sonora que indica el estado de exceso de carga. Las puertas no se cerrarán y el ascensor no se moverá hasta que vuelva al estado normal.

]Mecanismos

La construcción y característica de los grupos tractores y de los motores con que estos van equipados, varían según sea la velocidad nominal del ascensor y del servicio que deben prestar

Ascensor de Tracción Eléctrico

Se le llama así al sistema en suspensión compuesto por un lado por una cabina, y por el otro por un contrapeso, a los cuales se les da un movimiento vertical mediante un motor eléctrico. Todo ello funciona con un sistema de guías verticales y consta de elementos de seguridad como el amortiguador situado en el foso (parte inferior del hueco del ascensor) y un limitador de velocidad mecánico, que detecta el exceso de velocidad de la cabina para activar el sistema de paracaídas, que automáticamente detiene el ascensor en el caso de que esto ocurra.

El ascensor eléctrico es el más común para transporte de personas a baja y alta velocidad (superior a 0,8 m/s), elevadores con alta exigencia de comfort (hospitales, hoteles) o elevadores que sirven más de 6 pisos.

]Una velocidad

Los grupos tractores con motores de una velocidad, solo se utilizan para ascensores de velocidades no mayores de 0,7 m/s, por lo general eran colocados en ascensores de viviendas de 300 kg y 4 personas.

Su nivel de parada es muy impreciso y varía mucho con la carga, incluso es distinto en subida como en bajada. En muchos países está prohibida su instalación para nuevos ascensores por

Dos velocidades

Los grupos tractores de dos velocidades poseen motores trifásicos de polos conmutables, que funcionan a una velocidad rápida y otra lenta según la conexión de los polos. De esta manera se obtiene con una velocidad de nivelación baja un frenado con el mínimo de error (aproximadamente 10 mm de error) y un viaje más confortable. Estos grupos tractores en la actualidad están en retirada, ya que consumen demasiada energía y son algo ruidosos.

Variación de frecuencia

La aceleración en la arrancada y la deceleración antes de que actúe el freno se llevan a cabo mediante un variador de frecuencia acoplado al cuadro de maniobra. El freno actúa cuando el ascensor está prácticamente parado y se consigue así una nivelación y un confort que superan incluso los del sistema de dos velocidades.

Ascensor hidráulico u oleodinámico

En los ascensores hidráulicos el accionamiento se logra mediante un motor eléctrico acoplado a una bomba, que impulsa aceite a presión por unas válvulas de maniobra y seguridad, desde un depósito a un cilindro, cuyo pistón sostiene y empuja la cabina, para ascender. En el descenso se deja vaciar el pistón del aceite mediante una válvula con gran pérdida de carga para que se haga suavemente. De este modo el ascensor oleodinámico solamente consume energía en el ascenso. Por el contrario, la energía consumida en el ascenso es cuatro veces superior a la que consume el ascensor electro-mecánico, por lo que el resultado es que, por término medio, consumen más o menos el doble que éstos.

El grupo impulsor realiza las funciones del grupo tractor de los ascensores eléctricos, y el cilindro con su pistón la conversión de la energía del motor en movimiento.

El fluido utilizado como transmisor del movimiento funciona en circuito abierto, por lo que la instalación necesita un depósito de aceite.

La maquinaria y depósito de este tipo de ascensor pueden alojarse en cualquier lugar, situado a una distancia de hasta 12 m del hueco del mismo, con lo cual permite más posibilidades para instalar este ascensor en emplazamientos con limitación de espacio.

Son los más seguros, más lentos y los que más energía consumen, aunque son los más indicados para instalar en edificios sin ascensor.

Ascensor sin cuarto de máquinas

Actualmente se está generalizando el ascensor eléctrico sin cuarto de máquinas o MRL (Machine Room Less). Las ventajas desde el punto de vista arquitectónico son claras: el volumen ocupado por la sala de máquinas de una ejecución tradicional desaparece, ahorrando los costes de la tradicional sala de máquinas, pudiendo ser aprovechada para otros fines o haciendo posible que se pueda llegar con el ascensor hasta la terraza o planta más alta donde anteriormente se situaba la sala de máquinas. En este tipo de ascensores se suelen utilizar motores gearless de imanes permanentes, accionados mediante una maniobra con control por variador de frecuencia, situados en la parte superior del hueco sobre una bancada directamente fijada a las guías, que están ancladas a cada forjado. Con ello, las cargas son transferidas al foso en lugar de transmitirse a las paredes del hueco, evitando así vibraciones y molestias a las viviendas adyacentes.

Ascensores Twin (gemelos)

La empresa alemana ThyssenKrupp Elevator es el primer fabricante de ascensores en inventar e implantar un sistema de dos cabinas viajando independientemente en un mismo hueco de ascensor. Gracias a un extraordinario trabajo de ingeniería y un avanzado sistema de control, con un concepto de alta seguridad, es posible que operen las dos cabinas de forma independiente, creándose inmensos beneficios potenciales para su uso en nuevas instalaciones y en modernizaciones de edificios.

El corazón del sistema es un control de selección de destino, capaz de asignar de manera inteligente a cada ascensor las llamadas de los distintos pisos. Cuando un usuario llama a un ascensor desde el pasillo, antes de que el pasajero entre en el ascensor, recoge la información de la planta en la que está y de la planta a la que se dirige y le asigna el ascensor más adecuado para su trayecto.

La principal ventaja de este sistema, es que incrementa la capacidad de transporte de los elevadores del edificio, utilizando un menor volumen de construcción y de espacio.

Algoritmos de Maniobras

Para lograr un funcionamiento más eficaz, los sistemas de ascensores poseen una memoria que almacena los pedidos de llamada y los atienden priorizando las peticiones que están en dirección al coche, según distintos algoritmos de funcionamiento:

Colectiva Descendente

Las botoneras colocadas en los pasillos de los pisos poseen un solo botón.

En subida: el ascensor va deteniéndose en todos los pisos marcados desde la cabina, pero no atiende ninguna llamada de piso, salvo la del piso más alto por encima del último registrado por los pasajeros. Una vez llegada la cabina al último piso cuya llamada haya sido registrada, y pasado un tiempo sin nuevos pedidos, el ascensor cambia de dirección.

En bajada: el ascensor va deteniéndose en todos los pisos registrados en la cabina y también atiende los pedidos de llamada de los pisos, que supone son de bajada, hasta llegar al piso inferior que tenga un pedido de atención. En caso de que el ascensor disponga de dispositivo pesacargas el ascensor no parara en las plantas intermedias si la cabina tiene la carga complet