el asensor

Transcripción

el asensor

Elevador automático
3 Unidad didáctica.
Desde la Antigüedad hasta la Edad Media, las únicas fuerzas utilizadas para
trabajos de elevación eran la fuerza humana y la animal. Ya en 1850 aparecieron los
primeros ascensores a vapor e hidráulicos, pero no fue hasta 1852 cuando asistimos a un
hecho decisivo para la historia de los ascensores: la invención del primer ascensor del
mundo, seguro para personas, ideado por Elisha Graves Otis.
El primer ascensor de pasajeros fue instalado por Otis en Nueva York en 1857. En
1873 ya había más de 2.000 ascensores Otis presentes en edificios de oficinas, hoteles y
centros comerciales de Estados Unidos, y cinco años más tarde se instaló el primer
ascensor hidráulico Otis para pasajeros.
Poco después llegó la Era de los Rascacielos... y en 1889 Otis desarrolló las
primeras máquinas de ascensores eléctricos con engranaje que funcionaban
satisfactoriamente.
En 1903, Otis introdujo lo que se convertiría en la columna vertebral de la industria
del ascensor: el ascensor eléctrico a tracción sin engranajes, cuya realización demostró
sobrevivir al propio edificio. Esto impulsó la era de la edificación de gran altura, con
edificios tan representativos como el Empire State Building.
Han pasado casi 150 años desde que Elisha Graves Otis inventara el primer
ascensor, siendo uno de las máquinas más importantes y utilizadas de nuestros días.
Actualmente, de los 20 edificios más altos del mundo, 12 están equipados con
ascensores OTIS, incluyendo las Torres Petronas de Kuala Lumpur, que con sus 462
metros se erigen en techo de la arquitectura mundial.
Para estos tipos de rascacielos, OTIS ha desarrollado un sistema de ascensores
con una velocidad de hasta 15 m/s y una capacidad de transporte de 60 pasajeros, ha
establecido nuevos estándares de ejecución. Además este sistema ofrece la posibilidad de
incorporar la doble cabina (Double Deck), una idea original desarrollada por OTIS y
destinada a edificios con tráfico completo y de gran altura.
En los años 80 fue OTIS quien desarrolló por primera vez un nuevo concepto de
ascensor sin cuarto de máquinas, con notable difusión en el mercado japonés.
Si hoy en día el ascensor está equipado con Sistema REM “ de seguridad a
distancia” detecta las posibles averías, antes de que se produzcan, y permite la
comunicación bidireccional desde la cabina con una central de servicio, que lo controla las
24 horas del día, a través de la línea telefónica.
3.1 Elisha Graves Otis y el desarrollo del ascensor moderno
Elisha Graves Otis nació el 3 de agosto de 1811 en Halifax, Vermont (EE.UU.), en el
seno de una familia de granjeros. A los 19 años abandonó su ciudad natal y viajó a Troy, en el
Estado de Nueva York, para unirse a los negocios de su hermano. Durante los siguientes 22
años, Otis trasladaría a su familia a lo largo de todo el Estado, hasta que finalmente, en 1852,
se estableció en Yonkers, donde lanzaría su negocio de ascensores.
La idea del “ascensor de seguridad” fue concebida por Elisha Graves Otis cuando le
pidieron que instalara un elevador de carga en una nueva factoría de la compañía de colchones
en la que por entonces trabajaba, la Bedstead Manufacturing Company. Otis ya había diseñado
un mecanismo de freno para trenes, pero que no había interesado lo suficiente. En lugar de
desmoralizarse por este relativo fracaso, reutilizó su invento como base para nuevas
aplicaciones.
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De hecho, cuando la fábrica de colchones en la que trabajaba Otis se vino abajo en
1853 ---al año siguiente de haber inventado el ascensor de seguridad--, el inventor barajaba la
posibilidad de trasladarse al Oeste, en plena fiebre del oro. Finalmente, decidió quedarse en la
costa Este y dar una nueva oportunidad a los ascensores, después de que dos fabricantes le
pidieran construir sendos equipos elevadores. Sin una idea clara del negocio, Otis estableció
un punto de venta, con unos resultados en principio desalentadores. Las ventas del primer año
sumaron sólo 900 dólares, y Otis se encontró lleno de deudas.
De todos modos, Otis continuaba pensando que existía un mercado para los
ascensores de seguridad. Por aquel entonces, las compañías daban paga extra por
peligrosidad a los trabajadores que se atrevían a montar en los viejos aparatos elevadores. La
pregunta que Otis se hacía era, ¿qué debo hacer para alcanzar este mercado?
Otis empezaba a ser consciente de que necesitaba llevar a cabo una acción decidida
para prevenir el fracaso de sus empresas y atraer la atención de la gente. Vio así la gran
oportunidad que suponía la Exposición Mundial que se celebraría en el Palacio de Cristal de
Nueva York en el año 1854. Con miles de visitantes internacionales, era el lugar y el momento
ideal para promocionar su invento --un elevador con un dispositivo denominado paracaídas,
que evitaba el desprendimiento de la cabina, incluso con la ruptura de los cables de
suspensión-- y crear la deseada expectación.
En el transcurso de esta demostración, Otis se montó en el elevador instalado en el
Palacio de Cristal, repleto de cajas pesadas y barriles. Cuando llegó a una altura equivalente a
cuatro pisos, Otis pidió a su asistente que cortara la cuerda de suspensión. El elevador cayó
violentamente, pero en lugar de chocar contra el suelo, como hubiera ocurrido con otros
aparatos de la época, el mecanismo de seguridad por él inventado se puso en marcha,
deteniendo el aparato. “Todos Seguros, caballeros” anunció mientras saludaba al asombrado
público, quitándose el sombrero.
Elisha Graves Otis utilizó para su exitoso elevador materiales sencillos, montando
barras de hierro dentadas en los raíles-guía, y añadiendo hierros dentados acoplables en la
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cabina. Si el cable se rompía, un resorte adjunto al cable empujaría los dientes, que se
agarrarían a las barras de hierro y detendrían el aparato en su caída.
Sus planes eran llevar a cabo esta actuación varias veces al día durante la Exposición,
intentando conseguir el máximo número de espectadores. El “boca a boca”, tal y como el
propio Otis había vaticinado, funcionó a la perfección y Otis empezó a recibir pedidos de
ascensores de diversos puntos del mundo. Las ventas se doblaron durante los dos años
siguientes. Este “calderero e inventor”, como él mismo gustaba denominarse, transformado en
hombre de negocios, había iniciado su carrera como maestro mecánico en una fábrica de
colchones de Nueva Jersey.
Plano de la
patente de Otis
El invento funcionaba. Aunque, al igual que había ocurrido con su freno para raíles,
Otis no tenía una idea clara de cómo comercializar su innovación. Su hijo Charles afirmaría
años después: “No creo que mi padre tuviera la más mínima idea de las repercusiones que en
el futuro iba a tener su invento”.
Otro espaldarazo a esta actividad comercial tuvo lugar en 1857 cuando el comerciante
neoyorquino E.V. Haughwout pidió a Otis que instalara un ascensor en la fachada acristalada
de sus grandes almacenes, dedicados a la venta de porcelanas y cristalería francesa, de cinco
pisos de altura. Este hecho supuso la instalación del primer ascensor del mundo seguro para
personas. Otis supo, una vez más, aprovechar la ocasión, visto el efecto que habían tenido sus
anteriores demostraciones de cara al público. Una vez instalado el ascensor, la gente acudía a
la fachada de la tienda de Haughwout sólo para ver cómo funcionaba, proporcionando al
inventor la deseada publicidad, y el consabido aumento también en las ventas de los
almacenes.
Almacenes Haughwout
Rápidamente, los ascensores se convirtieron en objeto de atracción de hoteles y
almacenes de las grandes ciudades. Y lo que es más: revolucionaron el mundo inmobiliario, ya
que favorecieron de forma decisiva la aparición de los rascacielos. Los ascensores iban a
transformar el urbanismo ya que, gracias a ellos, era posible la creación de las “ciudades
verticales”. En el plazo de diez años, los ascensores de Otis estaban vendiéndose, no sólo ya
en Estados Unidos, sino en todo el planeta. Sus modelos fueron los primeros instalados en la
Casa Blanca, en el monumento a Washington y en la Torre Eiffel.
El único incidente relacionado con un modelo Otis que se recuerda ocurrió en 1945,
cuando los cables y los sistemas de seguridad de un ascensor del Empire State Building
sufrieron un colapso. ¿La causa? Un bombardero AB-25 se había incrustado entre los pisos 78
y 79. Por este hecho, la compañía Otis Bros. & Co. decidió difundir un comunicado avisando de
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que sus elevadores “no están, ni pretenden estar, fabricados a prueba de colisiones de
aviones”.
3.2 Historia del ascensor
Desde las primeras civilizaciones, la humanidad recurrió a poleas y aparejos, la
mayoría poco eficaces, o por lo menos inseguros, para transportar cargas pesadas a lugares
elevados. Parece razonable deducir que tanto egipcios como sumerios, babilonios, asirios,
hititas y persas tuvieron que disponer de máquinas simples de elevación para la construcción
de sus grandes monumentos. Sin embargo, las primeras referencias tecnológicas claras son
posteriores, remontándose al mundo griego.
En el año 236 a.C. Arquímedes desarrolló un dispositivo elevador que funcionaba con
cuerdas y poleas, movidas por el hombre y en el que los cabos de izar se enrollaban en torno a
un tambor con molinete y brazos de palanca. Ejemplo de éstos fue el molino de escalones o
rueda de pisar, perfeccionado alrededor del año 200 a.C. y que consistía en una rueda
escalonada que giraba cuando varios hombres caminaban por su interior.
Más tarde, en tiempos del emperador Tito, se utilizaron en el Coliseo grandes
montacargas para situar a los gladiadores y a las fieras en la pista. La finalidad de estos
aparatos era subir a los combatientes desde los fosos, haciéndoles aparecer en la arena de
forma simultánea. Todavía hoy se pueden ver en muchos anfiteatros y circos romanos los
pozos por los que circulaban estos elevadores, probablemente los primeros diseñados para
transportar personas, como por ejemplo el de Roma, que tenía doce ascensores de este tipo.
En el Medioevo se produjo un desarrollo importante de los aparatos ya utilizados por
los romanos. Documentos antiguos demuestran que se emplearon montacargas para subir
hombres y suministros a lugares aislados, como castillos y monasterios, además de su uso en
la construcción de fortalezas y catedrales. Un ejemplo es la famosa abadía francesa de Saint
Michel, donde se instaló en 1203 un dispositivo que utilizaba la tradicional rueda escalonada.
La máquina se usó hasta hace relativamente poco tiempo, constituyendo probablemente uno
de los aparatos de elevación más antiguos que se conservan.
A partir del Renacimiento, los conocimientos sobre mecánica, hidráulica y metalurgia
permitieron construir máquinas mucho más eficaces que en el Medioevo. Además, la energía
hidráulica y la eólica comenzaron a ser utilizadas de forma cada vez más intensa. No es de
extrañar, pues, que los aparatos de elevación progresaran de manera espectacular pasando a
ser movidos por ruedas de agua o, incluso, por molinos de viento. Tal es el caso del proyecto,
destinado a asaltar fortalezas y que probablemente nunca funcionó, de Konrad Keyser en
1400.
Parte nada despreciable del desarrollo de los elevadores se produjo en Alemania,
donde la minería tuvo un gran auge. En su libro ”De Re Metallica”, Georg Bauer, el famoso
precursor de la Geología, describe numerosos aparatos que se usaban en Sajonia a mediados
del siglo XVI, y que se difundieron extensamente por Europa y el Nuevo Mundo. En ellos ya
aparece el sistema de corona y piñón para cambiar el sentido del movimiento.
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Hacia finales del XVII y mediados del XVIII ya existían elevadores --- llamados sillas
voladoras --- en los palacios. Al parecer, el cardenal Mazarino fue uno de los primeros en
instalar uno de estos artilugios en su palacio parisino, pero pronto fueron frecuentes en las
residencias reales, constituyendo el antecesor de algunos ascensores actuales, ya que
consistían en una cabina y un contrapeso, pendientes de una polea. El movimiento de subida o
bajada se conseguía desequilibrando el conjunto, mediante el peso de un sirviente que subía
por una escalera y montaba cuando era necesario.
La Revolución industrial supuso, ante todo, la introducción de la conversión del calor en
energía mecánica, a través de la máquina de vapor. Comenzó entonces a pensarse en el uso
del vapor para mover aparatos de elevación. En 1835 ya se empelaba en una fábrica inglesa
un montacargas de vapor y en 1845 William Thompson diseñaba el primer elevador hidráulico.
En Estados Unidos se usaron por primera vez en 1850 montacargas comerciales que
consistían en plataformas movidas por la fuerza del vapor. Sin embargo, después de ensayar
estos métodos, los industriales y el público en general seguían sin encontrar un diseño de
aplicación universal válido para el transporte de personas por carencia de suficiente seguridad.
El invento definitivo
La solución apareció en 1852, como consecuencia del encargo que el dueño de una
fábrica de camas, la Bedstead Manufacturing Company, hizo a uno de los empleados, de
construir un montacargas seguro para utilizarlo en la factoría. Este empleado se llamaba Elisha
Graves Otis.
Otis era mecánico experto, y tuvo la atinada idea de buscar una solución simple y
eficaz para un problema que había limitado el uso de elevadores desde hacía siglos: el que la
rotura del cable implicara la irremisible caída del aparato --- y su carga --- con consecuencias
desastrosas.
Así, diseñó un freno de emergencia aprovechando una ballesta de carreta encima de la
cabina del elevador y una barra de trinquete con una cremallera sobre dos rieles de guía a
ambos lados del hueco del ascensor.
El cable de suspensión se unía a la cabina por la ballesta de tal manera que el peso de
la plataforma del montacargas colgaba de ella, provocando una fuerza suficiente para
flexionarla y evitar que tocara las barras del trinquete. En caso de rotura del cable,
instantáneamente desaparecía la tensión que mantenía curva la ballesta, ésta se estiraba, y
sus extremos se enganchaban de inmediato en la cremallera, con lo cual la cabina quedaba
sujeta y no caía.
La primera fábrica de elevadores
Elisha G. Otis inauguró su propio taller el 20 de septiembre de 1853 en una parte de la
fábrica de camas de Yonkers, para construir dos ascensores. Al hacerlo, fundó la industria del
ascensor, creando el primer ascensor seguro, que posibilitaba, sobre todo, el que la
arquitectura adquiriese una nueva dimensión: la construcción masiva en altura.
Otis, para dar publicidad a su producto decidió aprovechar la exposición que se celebró
en el Palacio de Cristal de Nueva York en 1854, instalando uno de sus ascensores en el salón
principal de la muestra. Ante una gran afluencia de público, Otis se montó en una plataforma,
en la cual también se había cargado una serie de cajas y barricas. Cuando hubo alcanzado una
considerable altura dio la orden de que se cortara el cable. Hecho esto, el sistema de seguridad
funcionó a la perfección, ante la estupefacción y los aplausos de los presentes. La prensa se
deshizo en elogios y muchos industriales, que hasta entonces habían dudado en usar aparatos
elevadores, se decidieron a hacerlo.
Otis tuvo un importante éxito inicial, fabricando gran cantidad de sus montacargas
seguros, pero el 23 de marzo de 1857 su negocio tomó un nuevo e importante giro. En esa
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fecha instaló, en la tienda de E.V. Haughwout & Company de Nueva York, el primer ascensor
del mundo para pasajeros. El edificio tenía cinco pisos y el movimiento se transmitía, desde
una máquina de vapor central, mediante un sistema de ejes y correas. El sistema podía
levantar 450 kgs. a razón de 0,20 metros por segundo.
Los dispositivos de seguridad diseñados por Otis eran tan convincentes que arquitectos
y constructores comenzaron a vislumbrar la posibilidad real de construir edificios altos. La
altura de las construcciones aumentaba, pero no superaba ciertos límites por la carga que las
paredes portantes de ladrillos podía soportar. A medida que aumentaba la altura, era preciso
engrosar más las paredes en la base, y esto reducía la superficie interior útil en la planta baja.
Los edificios que se construían en el centro de Chicago, San Francisco, Boston, Nueva
York, etc. eran de seis o más pisos, y todos tenían ascensores. Súbitamente los pisos más
altos de los hoteles empezaron a tener una gran demanda. De la misma manera, las grandes
tiendas descubrieron que los ascensores aumentaban su volumen de ventas.
La electricidad entra en juego
En 1878, Otis presentó dos nuevos productos. Uno consistía en un ascensor hidráulico,
capaz de funcionar a velocidades de 3 a 4 metros por segundo, cuya instalación y
funcionamiento eran mucho más económicos que los modelos con máquina de vapor. El otro
era un dispositivo automático de seguridad que, en caso de emergencia, podía detener
gradualmente una cabina de alta velocidad. En abril de 1878 se instaló en Broadway, Nueva
York, el primer ascensor hidráulico para pasajeros, que llegaba a una altura de 34 metros.
Durante un tiempo los ascensores hidráulicos compitieron con los de vapor y,
posteriormente, con los eléctricos. En diciembre de 1889 se instalaron los primeros ascensores
eléctricos en el edificio Demarest, en Nueva York. Estos elevadores, fabricados por Otis,
empleaban motores eléctricos y un sistema de rueda dentada con tornillo sin fin. Se utilizaban
esencialmente como montacargas, aunque también para transportar pasajeros a baja
velocidad.
A medida que sus mecanismos se fueron perfeccionando, los ascensores eléctricos
comenzaron a usarse en edificios de media altura. Sin embargo, el progreso de los ascensores
electromecánicos fue tan rápido que, en pocos años, su velocidad alcanzó el máximo valor
entonces esperado: dos metros por segundo.
Además, los ascensores eléctricos permitieron un sistema de control que conseguía el
funcionamiento uniforme del aparato, como ocurre en los equipos modernos. Este sistema,
llamado Ward-Leonard, controlaba la salida de un generador eléctrico que, a su vez,
alimentaba el motor de la máquina del ascensor. Dicho mecanismo revolucionó la industria, ya
que, a partir de entonces, la velocidad de los elevadores dejó de depender de la presión de una
máquina a vapor, o de una bomba de aceite o agua, y muchas problemas comenzaron a
solucionarse al utilizar esta fuente de energía, limpia y de fácil instalación.
Prescindiendo de los engranajes
Una de las aportaciones tecnológicas más importantes tuvo lugar en 1903. Otis
concibió un sistema que permitía la tracción sin engranajes. De esta forma se consiguió un
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importante aumento de la velocidad, que permitió que los ascensores eléctricos empezaran a
arrebatarle terreno a los hidráulicos en los edificios altos. El sistema de funcionamiento se basa
en la tracción por simple adherencia, el mismo principio que utilizan los ferrocarriles, en que el
roce entre las ruedas de la locomotora y la superficie del carril es suficiente para asegurar la
transmisión del movimiento.
En el caso de los ascensores, la tracción se logra por el uso de cierto número de cables
que se disponen en forma paralela. Estos cables de acero tienen un extremo anclado a la parte
superior de la cabina, pasan por encima de una polea motriz situada en el punto más alto de la
instalación, que dispone de una ranura especial para cada cable, y el otro extremo está fijado a
un contrapeso que desplaza por el hueco del ascensor sobre unos rieles, al igual que la cabina.
El resultado de esta combinación es que el peso de la cabina del ascensor, que cuelga
de un extremo de los cables, y la masa del contrapeso, que pende del otro, aprietan los cables
en las ranuras de la polea motriz. Cuando el motor hace girar la polea, ésta mueve los cables
sin que se produzca deslizamiento.
El peso de la cabina y, aproximadamente la mitad del de los pasajeros, está equilibrado
por el contrapeso, el cual se desliza hacia abajo a medida que la cabina sube y viceversa. El
principio del contrapeso se aplicó desde el diseño de los primeros ascensores como un sistema
de ahorro de energía y de asegurar la tracción. Los primeros ascensores de tracción sin
engranajes se instalaron en 1903 en Nueva York, en el edificio Beaver, de 55 metros de altura.
Tenían una capacidad de 1.140 kilos y su velocidad era de 2,5 metros por segundo. Un año
más tarde se instalaban dos aparatos semejantes en el edificio Majestic de Chicago.
Tecnología para una mayor altura
A partir de 1906 se empezaron a construir edificios realmente altos en Nueva York. Con
ellos nació un nuevo concepto de urbanismo, de utilización del suelo y de economía y vida
urbana. Todo ello resultaría inimaginable sin la presencia cotidiana del ascensor. Una carrera
hacia lo alto había comenzado en los albores del siglo. Para bien o para mal se puso de moda
construir edificios en torre.
Hacia 1915 la compañía Otis desarrolló el “micro-drive”, un mecanismo de nivelación
automática para ascensores. Los primeros en utilizar este sistema fueron los instalados en
barcos de la Marina de los EE.UU. y su finalidad era que la plataforma del ascensor se situara
siempre al mismo nivel que la cubierta, independientemente de la carga que transportase el
ascensor. Terminada la guerra, el sistema se aplicó en los ascensores de pasajeros para
reducir el peligro de que éstos tropezaran cuando salían o entraban de aquél. Aunque el
dispositivo se instaló principalmente como un elemento de seguridad, los pasajeros empezaron
a apreciar otro factor que aportaba: un considerable ahorro de tiempo, ya que la nivelación
ocurría a medida que las puertas del ascensor se abrían.
Cada vez resultaba más simple el construir edificios de gran altura, a la vez que la
técnica de los ascensores había ido mejorando simultáneamente. Los primeros ascensores se
controlaban mediante una cuerda que pasaba verticalmente por el interior de la cabina por
sendos agujeros, aunque pronto las cuerdas se sustituyeron por interruptores eléctricos
instalados dentro de la cabina. Sin embargo, la mayor dificultad seguía consistiendo en atender
a todas las llamadas hechas desde los distintos pisos en el menor tiempo posible.
Inicialmente cada ascensor iba “conducido” por un ascensorista que observaba a la
gente que esperaba en casa planta mientras hacía su recorrido y detenía el ascensor a tiempo
para recoger a los pasajeros. Pero a medida que crecía la velocidad, tamaño y exigencias de
seguridad en los elevadores, este sistema se volvió ineficaz.
Por otra parte, comenzó a surgir una normativa sobre ascensores. En 1922 ya existían
unas prescripciones de seguridad en EE.UU., exigiendo una sistema de control de puertas que
impidiese que el ascensor funcionara si una puerta no estaba totalmente cerrada.
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Cuando la velocidad superaba los 3,5 metros por segundo, las dificultades
aumentaban, por lo que fue preciso automatizar el sistema de detección, comenzando así
gradualmente la automatización de los aparatos elevadores. En 1937 un nuevo sistema,
denominado “control de horas punta”, programaba automáticamente el movimiento de los
aparatos para atender la demanda especial de tráfico en cada edificio.
Una vez finalizada la Segunda Guerra Mundial, surgieron muchas aplicaciones
industriales de la electrónica. En el campo de los ascensores pronto se empezaron a usar
dispositivos electrónicos para contar con la cantidad de llamadas, sumar el tiempo en que se
hacían y, automáticamente, combinar estos datos con otros para programar y hacer funcionar
los grupos de ascensores en un edificio. Este sistema, concebido por Otis, fue llamado
“Autotronic” y su instalación se inició hacia 1948. Mediante él se podían seleccionar varios
programas de funcionamiento del sistema, teniendo en cuenta las horas punta de tráfico, tales
como las horas de entrada por la mañana, la hora del almuerzo y la de salida por la tarde.
Los años 50: la desaparición del ascensorista
Sin embargo, poner en marcha el ascensor y controlar que las puertas no atraparan a
un pasajero, tenía que seguir haciéndose mediante un ascensorista. Un dispositivo electrónico
selló la desaparición del oficio nacido hace casi 100 años. Un sistema de sensores detectaba el
momento en que un pasajero cruzaba la puerta impidiendo que ésta se cerrase mientras
estuviese en el vano.
Los primeros ascensores sin ascensorista se remontan a mediados de la décadas de
los veinte, cuando apareció la llamada “maniobra colectiva” que permitía registrar todas las
llamadas enviando automáticamente el ascensor a atender primero las correspondientes a una
dirección. Luego, el ascensor invertía su marcha, para atender las correspondientes al sentido
opuesto. Este sistema sólo se podía instalar en edificios de poca altura debido a su limitada
capacidad. Hasta 1950 no se consiguió un sistema perfeccionado para grandes edificios. El
primero se instaló en la sede de la Atlantic Refining Company, en Dallas, Texas. Ya en 1956 en
prácticamente todos los edificios comerciales importantes se instalaron equipos Autotronic sin
ascensorista.
A mediados de la década de los 50 hizo aparición el sistema de verificación automática
para el control de peso, otro elemento importante que cumple varias funciones. Ante todo,
determina si el ascensor está correctamente cargado; en caso afirmativo lo pone en marcha y,
además, si el ascensor va a plena carga, mientras el sistema no detecte una disminución en el
número de pasajeros, evitará que se detenga en otros pisos atendiendo más llamadas. Al
mismo tiempo, anula las llamadas a todos los pisos en el caso de que en la cabina sólo haya
un solo pasajero, haciendo que el ascensor vuelva a su funcionamiento normal, ya que
“comprende” que es imposible que una sola persona llame a varios pisos a la vez.
A comienzos de los año 80, y gracias a la aplicación de los avances electrónicos, de la
informática y de otros sistemas sofisticados, Otis desarrolló un nuevo equipo de control integral,
llamado Sistema Elevonic que puede agrupar entre dos y ocho ascensores, adaptándolos
eficientemente a condiciones de tráfico muy complejas.
El ascensor normalizado
La producción en serie ha permitido abaratar considerablemente el precio de los
ascensores, lo cual explica la proliferación de aparatos elevadores hoy extendida a la casi
totalidad de los edificios, incluso de escasa altura. Las ventajas de la normalización no sólo
afectan al precio del ascensor, sino que también reducen el costo de la construcción.
Pudiera parecer que las posibilidades de los ascensores han llegado ya a un límite
difícil de superar, de momento las líneas de trabajo apuntan más a la integración del ascensor
dentro del conjunto arquitectónico del edificio al cual sirve. Así, se fabrican ascensores
panorámicos, cuyas posibilidades estéticas los hacen especialmente recomendables para
edificios singulares y públicos con grandes espacios colectivos, ascensores de bajo consumo y
silenciosos para edificios unifamiliares, y ascensores de doble cabina para grandes edificios,
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donde el ahorro de espacio no es en ningún modo despreciable. De hecho, la idea que cada
vez está ganado más aceptación es la que intenta reducir el espacio que ocupan los huecos de
los ascensores en los edificios.
En este sentido, últimamente se oye hablar mucho del “ascensor sin cuarto de
máquinas”, pero algo que parece tan novedoso ya fue desarrollado por Otis hace una década.
En aquellos años, Otis volvió a demostrar su capacidad innovadora y revolucionaria diseñando
por primera vez un nuevo concepto de ascensor, sin cuarto de máquinas, basado en la
tecnología del motor lineal asociado al contrapeso y concebido para ahorrar espacio.
En España Zardoya Otis quiso retomar la idea del “sin cuarto de máquinas” para
proponer el desarrollo de un ascensor que respondiera a las latentes necesidades de los
clientes. Así, en 1999 se inició el desarrollo de un modelo de ascensor sin cuarto de máquinas:
Otis 2000 VF-MRL (Machine Room Less), con motor de frecuencia variable (VF).
3.3 Las escaleras mecánicas
Hoy en día las escaleras mecánicas constituyen un medio de transporte imprescindible
para el diseño y construcción de modernos emplazamientos como aeropuertos, estaciones,
centros comerciales, hipermercados, grandes almacenes, redes de transporte suburbano,
edificios de oficinas, auditorios, etc. donde se hace necesario el desplazamiento ágil y
continuado del público entre distintos niveles.
De hecho, Otis calcula que una escalera mecánica instalada en un centro comercial
puede transportar hasta 9.000 personas por hora. Aunque su uso masivo es muy posterior al
de los ascensores, se trata de un invento ya antiguo que nació con el siglo.
En 1899, Charles D Seeberger se incorporó a Otis Elevator Company, trayendo
consigo el nombre "escalator". La unión entre Seeberger y Otis produjo el primer tipo de
escalera mecánica dirigida al sector público, que fue instalada por Otis en la Exposición
Universal de París en 1900. Charles Seeberger vendió los derechos de su patente en 1910.
Desde entonces, Otis continúa mirando hacia el futuro y desarrollando escaleras cada vez más
seguras y confortables.
Desde aquella primera instalación en 1900, Otis ha ubicado equipos de escaleras
mecánicas y andenes móviles, que utilizan su misma tecnología, en emplazamientos tan
emblemáticos como el metro de Boston o las Torres Gemelas de Nueva York. Asimismo, en
España podemos encontrarlos en los últimos centros comerciales Carrefour, en el edificio de la
FNAC en Madrid, en el centro comercial La Maquinista de Barcelona, uno de los más
innovadores de la ciudad, y en el Parque Temático de Valencia.
3.4 Hitos
La innovación es la clave que Otis ha mantenido desde que el fundador de la
compañía, Elisha Graves Otis, inventó el ascensor con elementos de seguridad. El compromiso
asumido desde entonces, en las áreas de investigación y desarrollo, abrieron el camino a un
sinfín de innovaciones tecnológicas que son ahora reconocidas como verdaderas aportaciones
de Otis a la historia del ascensor. Entre ellas hay que destacar:
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1853 Otis inventa el primer ascensor dotado de elementos de seguridad, y por tanto,
válido para personas y constituye su propia empresa para comercializarlo. Se funda así la
industria del ascensor.
1854 Presentación del ascensor diseñado por Elisha Graves Otis en la Exposición
Mundial de Nueva York.
1863
Introducción del concepto de mantenimiento programado en la industria del
1868
Desarrollo del primer ascensor hidráulico.
1889
Primer ascensor eléctrico.
1900
Presentación de la primera escalera móvil en la Exposición Universal de París.
1903
Primer ascensor sin reductor (gran velocidad y altura).
sector.
1925 Primer sistema de control con “memoria” para grupos de ascensores, lo que
permitió su automatización y prescindir de los clásicos ascensoristas.
1950
1979
ascensores.
Primer protector de pasajeros y puertas, equipados electrónicamente.
Primer sistema de control con microprocesador integrado para grupos de
1983 Sistema Otis Live®, servicio informatizado que de forma centralizada recoge
los avisos de avería y los envía a los correspondientes técnicos de mantenimiento.
1987 Primer sistema de control de frecuencia variable y tensión variable, que añade
a su excelente confort y fiabilidad un importante ahorro de energía.
1988
Tecnología de “motor lineal”, sin cuarto de máquinas.
1989 Lanzamiento de la nueva gama de ascensores Otis 2000 con sistema de
control modular (MCS) y accionamiento de frecuencia variable, generación digital, desde 1m/s
(LSVF) hasta 2,5 m/s (MSVF).
1997 Desarrollo de un nuevo motor denominado High Performance Linear Induction
Motor (HPLIM), destinado a optimizar el sistema que acciona las puertas de los ascensores.
Además de otras ventajas, con este sistema se mejora la seguridad, ya que minimiza la
posibilidad de que las puertas, al cerrarse, toquen o empujen a los pasajeros, gracias a la
incorporación de un sistema protector especial.
1997 Skyway: tecnología revolucionaria capaz de alcanzar una velocidad de 15 m/s y
la mayor capacidad de carga con doble cabina jamás conseguida.
1998 Otis lanza su nueva estrategia de negocio e-business con tres nuevos
productos on line: e-Display (pantalla plana instalada dentro del ascensor que proporciona
información a través de Internet); e-Direct (posibilidad de especificar y pedir productos on line)
y e-Service (servicio a los clientes a través de la nueva Web Otis.com).
1999 Otis presenta su nuevo ascensor Gen2, el primer ascensor en usar cintas
planas en lugar de los cables de acero tradicionales. Gen2 no necesita cuarto de máquinas.
2000 Zardoya Otis desarrolla el ascensor Otis 2000 VF MRL, sin cuarto de máquinas
y con tecnología de Frecuencia Variable que garantiza el máximo confort y la mínima
generación de ruido.
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2002 Zardoya Otis perfecciona el ascensor Otis 2000 VF MRL, con mejoras
medioambientales: bajo consumo y nivel de ruidos y fabricado e instalado con materiales no
contaminantes.
2003
Otis lanza la escalera mecánica más segura del mundo, la NextStep, con un
sistema de escalón protegido que elimina el riesgo de atrapamiento entre el escalón y el
rodapié.
3.5 Definición y componentes de un ascensor
Un ascensor es una plataforma o recinto que se eleva en sentido vertical transportando
personas o una carga. El término ascensor puede también puede aplicarse a todo el
equipamiento elevador, motor, cables y accesorios.
La cabina cerrada para pasajeros de un ascensor moderno descansa sobre un marco
interior de acero. La cabina y su marco suben y bajan por unos raíles también de acero por un
árbol elevador o vía elevadora. Las zapatas guía o rodillos del marco mantienen la cabina
sobre los raíles. En su mayoría, los ascensores cuentan también con una notable carga
denominada contrapeso, unida al otro extremo de los cables elevadores de acero que pasan
sobre la polea de la máquina de dirección. El contrapeso compensa gran parte del peso de la
cabina y los pasajeros, reduciendo de este modo la necesidad de potencia.
El sistema de control de un ascensor típico se compone de un mecanismo de
percepción de la velocidad conocido como regulador, un mecanismo fijador (seguridad)
montado bajo cada extremo del marco de la cabina que sujeta el raíl guía en caso de caída, un
haz de tensión (polea) en el foso y un cable de acero.
También se instalan mecanismos de control dentro de la puerta y su circuito de control
Cuando las puertas se abre, los circuitos de control impiden que la cabina se mueva del lugar
donde se ha detenido, pero permiten renivelarla en caso de que se mueva al entrar o salir los
pasajeros que salen del ascensor (cambios de carga).
En los
controlan:
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•
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•
ascensores modernos, sistemas informáticos basados en microprocesadores
la posición del ascensor
la dirección de la marcha
la velocidad
el funcionamiento de la puerta
el tiempo de espera del pasajero
el tiempo de vuelo
el consumo de energía
los diagnósticos del sistema
También incluyen botones en Braille y sistemas de información con voz sobre las
plantas que se recorren con el fin de ayudar a las personas invidentes.
3.6 Propuesta para el alumno
Siguiendo el método de proyectos tecnológicos, se trata de diseñar y construir un
elevador automático que nos permita subir y bajar de una planta baja a una primera planta. El
proyecto se realizará en grupos de 4-5 personas. Para ello se deberá distribuir el trabajo y
responsabilidades entre los miembros del equipo.
Para ello deberás tener en cuenta las siguientes condiciones:
18
-
Las dimensiones máximas del elevador serán 30 cm de largo, 20 cm de ancho y 30 cm
de alto.
Los acabados y la presentación deberán de ser óptimos.
El elevador dispondrá de un sistema eléctrico que le permita subir y bajar
automáticamente.
La documentación que hay que presentar es una memoria del grupo, en ella se
reflejarán los siguientes aparatados:
1. Portada. Con el nombre y curso de los componentes.
2. Análisis del problema. Se plantearán las distintas soluciones que aporta cada miembro
del equipo valorando las ventajas e inconvenientes.
3. Búsqueda de información. Se recopilaran datos sobre el tema buscando información en
internet, enciclopedias, empresas que se dediquen al mantenimiento e instalación de
elevadores,...Haciendo un pequeño resumen.
4. Diseño. Se presentará un croquis individual que permita una compresión total de la
solución propuesta, una perspectiva del elevador, lista de materiales utilizados y el
esquema del circuito eléctrico.
5. Planificación. Se realizará un esquema en el que quede reflejado los pasos que se van
a seguir en la construcción del proyecto.
6. Evaluación. Se reflexionará sobre el trabajo que se ha realizado y se analizarán las
modificaciones que se hayan realizado con respecto al diseño inicial. Se elaborará un
presupuesto del elevador.
Se valorará la originalidad, acabado, funcionamiento, cumplimiento de las condiciones,
documentación y presentación al grupo. Todo el proyecto se presentará convenientemente
encuadernado, en formato A4.
3.7 Planos
Los planos que se adjuntan son:
1. Perspectiva.
2. Despiece.
3. Estructura
4. Circuito eléctrico básico.
5. Circuito eléctrico mejorado.
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3.8 Documentación para la ejecución del proyecto.
A continuación se adjunta la documentación que se le puede entregar al alumno para
que presente la memoria, esta es:
1. Distribución del trabajo y responsabilidades
2. Análisis del problema
3. Lista de materiales
4. Hoja de planificación
5. Evaluación y modificaciones
6. Presupuesto
7. Plantilla plano A4
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4 Contenidos.
4.1 Conceptos.
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Problema técnico, identificación y análisis del problema planteado.
Búsqueda y selección de información
Diseño del prototipo
Realización de la solución elegida de acuerdo con el diseño y la planificación
previos
Representación y exploración gráfica de ideas y objetos a mano alzada en
perspectiva y croquis
Conocimiento de transmisión y transformación de esfuerzos y movimientos,
como la rueda, el eje, la polea, los engranajes o el reductor de velocidad.
Conocimiento de la acumulación y la transformación de la energía, pilas y
acumuladores eléctricos, motores, generadores,. Motores. Motores eléctricos.
Conocimiento de estructuras resistentes. Operadores de soportes básicos,
como viga, pilar, tirantes o escuadra. Disposiciones estructurales
fundamentales y esfuerzos a que están sometidos
Herramientas manuales básicas, útiles y maquinaria necesarios para el trabajo
con materiales.
Normas de uso, seguridad e higiene en el manejo y mantenimiento de
herramientas, útiles y materiales técnicos.
Materiales:
Clasificación.
Técnicas
de
conformación.
Propiedades
características. Aplicaciones.
El circuito eléctrico: voltaje, intensidad y resistencia. Potencia y energía
eléctrica.
Resolución de circuitos sencillos (serie, paralelo y mixto).
Uso del polímetro: medidas de tensión, intensidad y resistencia.
Componentes electrónicos básicos: resistencia, relé, diodo y transistor.
El transistor. Símbolo. Funcionamiento. El transistor como interruptor
Circuito integrado: concepto, partes, fabricación, estudio de un ejemplo.
Formas de diseño y montaje de circuitos
Mecanismos, automatismos y robots
4.2 Procedimientos.
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•
Diseño, construcción y conexión de mecanismos sencillos (poleas), elaborados
con distintos materiales ( cartulina, cartón, madera, plásticos, hojalata, alambre,
etc )
Utilización correcta de las herramientas y técnicas básicas de trabajo para la
construcción de objetos y mecanismos.
Utilización de elementos desmontables en la construcción de objetos y
mecanismos
Montaje y desmontaje de algunos mecanismos atendiendo a las normas de
seguridad y sin producirles daños.
Descripción, utilizando distintas técnicas, del funcionamiento de distintos
sistemas mecánicos
Interpretación y confección de los documentos administrativos más habituales
en relación con la actividades generadas alrededor del proyecto técnico que se
realiza
Clasificación de materiales.
Identificación de los materiales en objetos de uso habitual.
Análisis y evaluación de las propiedades que deben reunir los materiales.
Selección y reutilización de los materiales en la fabricación de objetos sencillos
en el aula-taller seleccionando los más idóneos para construir el elevador.
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4.3 Actitudes.
•
•
•
•
•
Disposición favorable al trabajo en equipo y valoración de él como
procedimiento habitual para la realización de proyectos.
Cuidado y esmero en el análisis, diseño y construcción de objetos y
mecanismos.
Interés por conocer los principios científicos y técnicos en lo s que se
fundamentan los distintos mecanismos y sistemas técnicos, y que explican sus
características y funciones.
Respeto de las normas y criterios establecidos para la gestión de los recursos
en el aula-taller.
Valoración y respeto por las normas de seguridad e higiene en el aula-taller.
4.4 Otros contenidos transversales.
En la
transversales:
•
presente
unidad
didáctica
trataremos
principalmente
dos
contenidos
La educación para la igualdad entre los sexos
Es éste un contenido transversal idóneo para su aplicación en el aula de tecnología, así
como en otras áreas (Plástica, laboratorios de Física y Química, etc.), ya que existe una
convivencia entre alumnos y alumnas y una necesidad de trabajar conjuntamente para realizar
la unidad didáctica. Se trata de evitar las actitudes sexistas y los tópicos relativos a las
actitudes y aptitudes de las alumnas ante las máquinas.
•
La educación ambiental
Por otra parte, considerando los operadores a utilizar, se reutilizarán en la medida de lo
posible, componentes eléctricos y mecánicos, así como materiales diversos. Entre éstos
destacamos: bombillas, leds, interruptores, pilas, motores, madera, DM, varilla roscada,
tuercas, arandelas, abrazaderas, etc., fomentando de esta manera el uso de materiales
reciclados, tanto dentro como fuera del taller de Tecnología.
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5 Secuencias concretas.
Para desarrollar la presente unidad didáctica en la metodología seguiremos esta
secuencia:
Investigación histórica.
Análisis
Diseño, proyecto
automático:
y
construcción
del
elevador
Análisis del problema.
Búsqueda de información.
Diseño.
Planificación.
Construcción.
Evaluación.
Memorias y difusión del trabajo realizado.
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6 Actividades.
Las actividades previstas en la presente unidad didáctica son entre otras:
-
Breve cuestionario sobre conceptos de electricidad.
Realizar ejercicios individuales de cálculo de magnitudes eléctricas.
Diseño de esquemas eléctricos utilizando la metodología adecuada.
Simulación del circuito por el ordenador utilizando el programa CROCODILE.
Planificación del proyecto
Construcción del elevador.
Evaluación de los resultados
Actividades de refuerzo
Actividades de ampliación: como podría ser incluir efectos luminosos y sonoros
Debate sobre el desarrollo de los elevadores en la sociedad actual.
Proyección de diapositivas sobre elevadores
Elaboración de una memoria
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7 Evaluación.
La evaluación que se realizará al proceso de enseñanza aprendizaje será utilizando los
siguientes instrumentos de evaluación:
-
Observación sistemática: utilizando lista de control y registro de hechos significativos
acontecidos durante el desarrollo de la unidad didáctica.
Prueba oral: debates, exposición del proyecto.
Prueba escrita: composición, pruebas objetivas como respuestas cortas, verdadero o falso,
elegir respuestas cortas,...
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8 Bibliografía y recursos.
Libros:
Garratt, James (1994) Diseño y tecnología. Segundo ciclo ESO: Akal.
Moreno Márquez, Jesús y otros (2002). Tecnología. 3º y 4º de ESO: Oxford University Press.
Páginas Web:
http://www. otis. com
Legislación:
- LEY ORGÁNICA 1/1990, de 3 de octubre de ordenación general del sistema
educativo
- DECRETO 39/2002, de 5 de marzo del Gobierno Valenciano, por el que se modifica
el Decreto 47/1992 de 30 marzo, del Gobierno Valenciano, por el que se establece el
currículo de la Enseñanza Secundaria Obligatoria en la Comunidad Valenciana.
(D.O.G.V de 8 de marzo de 2002).
- DECRETO 47/1992, de 30 de marzo, del Govern Valencià, por el que se establece el
currículo de la Educación Secundaria Obligatoria en la Comunidad Valenciana.
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9 Adaptación del material.
Las adaptaciones de material que se han hecho son:
-
Fomentar la participación en debates de los alumnos más retraídos.
Actividades de ampliación: Realizar mejoras del proyecto para alumnos con facilidades de
aprendizaje, como puede ser incluir efectos acústicos y luminosos en el elevador.
Actividades de refuerzo: para aquellos alumnos con dificultades de aprendizaje el profesor
ayudará en la búsqueda de información o la reducción del proyecto haciéndolo más sencillo
(por ejemplo: utilizar inversor de giro fabricado por el propio alumno representado en el
plano nº 4 “circuito eléctrico básico”).
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el asensor

Transcripción

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