2. Introducción

2. Introducción
Se conoce como transporte vertical al desplazamiento en sentido ascendente y
descendente de personas y bienes a través de las plantas de un edificio. Existen dos
medios disponibles para llevar a cabo dicho transporte: escaleras y ascensores. Este
documento se centrará fundamentalmente en el caso de los ascensores.
Un ascensor consiste en una cabina sustentada por cables que se desplaza dentro de un
hueco con guías verticales de acero, con mecanismos de subida y bajada y con una
fuente de energía. El desarrollo del ascensor moderno ha afectado profundamente al
ámbito de la arquitectura y ha supuesto una mayor evolución de las ciudades, al permitir
la construcción de edificios con multitud de plantas.
2.1 Antecedentes históricos
El origen del primer ascensor puede establecerse en las obras del arquitecto romano
Vitrubio, donde se documenta que Arquímedes habría construido (en torno al 236 a.c)
un primer mecanismo elevador que hacía uso de poleas y cuerdas para su
funcionamiento. Se sabe además que, por ejemplo, en el Coliseo romano (construido en
torno al 80 d.c) ya se utilizaban montacargas para elevar a los gladiadores y las fieras al
nivel de la pista. Como otras referencias de la antigüedad y la Edad Media puede
mencionarse que en el siglo XVII se tiene constancia del uso de ascensores en algunos
palacios de Francia e Inglaterra.
Es a raíz de la invención de la máquina de vapor por James Watt y el comienzo de la
revolución industrial cuando se produce la gran evolución del transporte vertical. En
1823 aparece en Londres una denominada "cabina de ascenso". En 1835 comienza en
Inglaterra el uso industrial de ascensores movidos por máquinas de vapor para
levantar cargas en una fábrica. Diez años más tarde, William Thompson diseña el
primer ascensor hidráulico empleando la presión del agua corriente. En 1851, Waterman
inventa el primer prototipo de montacargas que consiste en una simple plataforma,
unida a un cable, para subir y bajar tanto mercancías como gente. A medida que fue
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aumentando la altura de los edificios, la gente se sintió menos inclinada a subir largos
tramos de escaleras. Los grandes almacenes comenzaron a prosperar y surgió la
necesidad de un aparato que trasladara a los clientes de un piso a otro sin la obligación
de que estos realizaran esfuerzo.
Elisha G. Otis, inspirado en el montacargas, diseñó y construyó el primer sistema
elevador que incluía un mecanismo automático de seguridad (basado en un sistema
dentado) que permitía amortiguar la caída del mismo en el supuesto de que se cercenara
el cable de sustento. La aparición de un sistema elevador seguro junto a las técnicas de
construcción con estructuras de hierro posibilitaron la incipiente construcción de
rascacielos (hasta ese momento los edificios más altos solían contar con cinco o seis
plantas como máximo). Como detalle destacable, puede mencionarse que en 1857 Otis
instaló el primer ascensor para pasajeros del mundo en una tienda de cinco pisos en la
esquina de la calle Broome de Broadway, en Nueva York. Era movido por una máquina
a vapor a una velocidad de 0.2 m/seg de forma que subía los cinco pisos en menos de un
minuto.
El siglo XIX abre un nuevo mundo en cuanto al transporte vertical se refiere. El
ascensor moderno es en gran parte un producto de este siglo. La mayoría de los
ascensores del siglo XIX eran accionados por una máquina de vapor, ya fuera
directamente o a través de algún tipo de tracción hidráulica (en este caso la cabina
estaba montada sobre un émbolo de acero hueco que caía en una perforación cilíndrica
en el suelo; el agua forzada dentro del cilindro a presión subía el émbolo y la cabina,
que caían debido a la gravedad cuando el agua se liberaba de dicha presión). En el año
1889 se instaló el primer ascensor eléctrico. Este ascensor era una modificación del de
vapor con arrollamiento, sustituyendo el motor de vapor por uno eléctrico. En 1894 se
instala el primer ascensor eléctrico con pulsadores automáticos. Las ventajas del
ascensor eléctrico (rendimiento, costos de instalación relativamente bajos y velocidad
casi constante sin reparar en la carga) animaron a los ingenieros a buscar una manera de
usar la fuerza motriz eléctrica en estos edificios: los contrapesos que creaban tracción
sobre las poleas dirigidas eléctricamente solucionaron el problema.
2.2 El ascensor moderno
Los ascensores modernos no se diferencian esencialmente del modelo Otis: consisten en
una cabina que se alza mediante cables de acero por dos rieles guía y ostentan un
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mecanismo de seguridad que impide el desplome. Los cables salen de la cabina y van
hasta una polea situada en la parte superior del cubo del elevador que es accionada por
un motor. Los cables bajan por la fuerza de un contrapeso que corre por rieles guía.
El elemento portante del sistema de ascensores es la cabina. En sus extremos inferior o
superior se encuentra el sistema de paracaídas que puede ser instantáneo o progresivo:
libera unas cuñas contra las guías que frenan la cabina en caso de que descienda a una
velocidad mayor que la permitida por el limitador de velocidad, impide que la cabina
pueda caer libremente incluso si se diera el caso de que se rompieran todos los cables
que la sujetan. En los ascensores actuales, según la normativa de cada país o región,
también es posible encontrar escenarios en los que se frena en subida.
Los costes asociados a un ascensor, incluidos los costes directos de su instalación y
mantenimiento y los indirectos por el espacio que ocupan, es demasiado alto como para
tolerar una instalación poco eficiente. Los ascensores deben ser dispuestos y diseñados
para prestar el servicio necesario con una mínima inversión, pues ascensores
ineficientes pueden causar ingentes pérdidas del tiempo productivo de sus usuarios. En
este sentido el área de la cabina o la plataforma en la que los usuarios viajan ha de ser lo
suficientemente amplia como para acomodar a los pasajeros sin causar molestias por
aglomeración y permitir a cada usuario un acceso fácil desde y hacia las puertas. A
menudo se habla de espacio medio por pasajero, lo que implica que la capacidad del
ascensor se disponga con dimensiones óptimas para el acomodo de los usuarios. Una
disposición adecuada permite que los pasajeros formen filas y columnas de forma que
se optimicen las dimensiones de las cabinas.
Para solventar los problemas dispuestos con anterioridad surge lo que se conoce como
control de los sistemas de ascensores, que funciona mediante sistemas electrónicos que
ejecutan reglas lógicas (Derek, 1995) encargadas de hacer funcionar la dirección de
movimiento de la cabina y seleccionar los pisos en los que esta ha de detenerse. En
1925 la compañía de ascensores Otis Elevator Company elaboró el primer sistema de
control con "memoria" para grupos de ascensores, lo que permitió su automatización y
prescindir de los clásicos ascensoristas (el 30 de agosto de 1957 fue empleado por
primera vez el sistema de puertas automáticas en los ascensores de pasajeros).
En 1979 es también la Otis Elevator Company la que diseña el primer controlador con
microprocesadores electrónicos. Actualmente estos ejecutan avanzados algoritmos de
inteligencia artificial (Kameli, 1989) que determinan la forma de administrar la
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respuesta a los pedidos de llamadas, coordinando los distintos dispositivos de transporte
para aumentar la capacidad y la calidad del servicio.
Actualmente la investigación en los sistemas de control de grupo de ascensores
constituye una parcela de la investigación científica en el ámbito del transporte vertical
que se encuentra en auge debido a dos razones fundamentales:
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Por un lado, la continua revalorización del suelo urbano y la necesidad de
maximizar su aprovechamiento tienen como consecuencia el incremento de la
construcción de edificios cada vez más altos donde el transporte vertical
constituye una enorme dificultad logística. La solución a dicho problema es vital
para el aprovechamiento del suelo dentro del marco de desarrollo urbanístico
(Schlemmer, 2002).
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Por otro, actualmente existe una fuerte tendencia a mejorar la calidad del
servicio ofrecido al usuario, y la innovación en sistemas de control se convierte
en una de las piezas claves que, independientemente de satisfacer una capacidad
de transporte requerida, garantiza dicha calidad, lo que se traduce en una mayor
competitividad de cara al mercado.
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