ELEVADORES Y MONTACARGAS ORTEGA CRUZ KARINA ITZEL RESUMEN: Los sistemas de carga vertical, surgen como necesidad de transportación de personas y objetos con el objetivo de facilitar el movimiento de éstos. La invención de los ascensores y montacargas, permitió el desarrollo de edificios de altura y actualmente son parte muy importante de la comunicación y acceso en edificios y rascacielos. INTRODUCCIÓN movilizar personas o bienes entre diferentes niveles. Puede ser utilizado ya sea para ascender o descender en un edificio o una construcción subterránea. Se conforma con partes mecánicas, eléctricas y electrónicas que funcionan conjuntamente para lograr un medio seguro de movilidad. Si se considerara un medio de transporte, sería el segundo más utilizado después del automóvil. Dentro de la Arquitectura, el elevador ha tenido un papel muy importante. Teniendo en cuenta la comodidad del ser humano, subir más de tres niveles, se volvía agotador, por lo tanto, se requería de algo que evitara gastar energía y facilitar la actividad; Entonces se inventó el elevador en 1852 por Elisha Otis; un elevador seguro, que se detenía automáticamente si la cuerda se rompía; finalmente, después de una demostración exitosa en la Feria mundial de Nueva York de 1854 la industria de los elevadores se convirtió en una realidad. Existen fundamentalmente dos tipos, el ascensor electromecánico o de tracción y el ascensor hidráulico o también llamado oleodinámico. TIPOS DE ELEVADORES -Elevador electrónico: 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 y un limitador de velocidad Actualmente existen diversos métodos de desplazamiento vertical; ascensores (electromecánico, hidráulico, sin cuarto de máquinas, salva escaleras, ascensores gemelos o twin, elevadores exprés y montacargas). ELEVADORES Y MONTACARGAS Un ascensor o un elevador es un sistema de transporte vertical diseñado para 1 mecánico que detecta el exceso de velocidad de la cabina para activar el sistema de paracaídas, que automáticamente detiene el ascensor. El ascensor eléctrico, es el más común para transportar personas a baja y alta velocidad. niveles de altitud. El cuarto de máquinas se instala normalmente en la parte baja del edificio, ya que es lo más recomendable aunque puede variar dependiendo de sus características. -Elevador Twin Una velocidad: los grupos de tractores con motores de una velocidad, sólo se utilizan para ascensores de velocidad no mayores de 7m/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. Dos velocidades: los grupos de dos tractores de velocidades, poseen motores trifásicos de polos conmutables, que funcionan a una velocidad rápida y otra lenta según la conexión de los polos. Estos grupos tractores en la actualidad están en retirada, ya que consumen demasiada energía y son algo ruidosos. La tecnología que utilizan los ascensores twin es un sistema que permite que dos ascensores utilicen el mismo hueco, las mismas guías y puertas exteriores pero funcionando de manera independiente. Los ascensores no están conectados entre sí, cada uno cuenta con su propio motor, al ser cabinas independientes pueden desplazarse de forma autónoma por los distintos pisos, incluso en sentidos opuestos. El sistema de control es capaz de asignar de manera inteligente a cada ascensor las llamadas desde distintas plantas. La ventaja principal es que se reduce el tiempo de espera de los pasajeros, se incrementa la capacidad de transporte, y se ahorra en espacio constructivo. Es una solución ideal para edificios altos en los que se quiera ahorrar espacio. -Elevador Hidráulico Los ascensores hidráulicos, se distinguen de los otros ascensores porque lleva instalado un pistón que por dentro tiene aceite, y es lo que le propulsa para poder subir. El pistón puede ser central o lateral dependiendo de la construcción. La máquina que lleva está llena de aceite, y cuando el elevador hidráulico quiere bajar, la máquina absorbe el aceite que está en ese momento en el pistón y en ese instante empieza a bajar. Esta clase de maniobra es recomendable instalarse para pocos Elevadores Salva escalera 2 Los elevadores son una gran ayuda para los minusválidos, ya que les ayudan en gran parte a realizar sus tareas cotidianas. Hay elevadores de minusválidos para escaleras, donde se instalan al lado de la pared del edificio, por lo que hay un espacio especial para poner una silla para poder subir al minusválido, y la otra parte de la escalera deja un espacio libre para poder subir a pie. También existen elevadores para viviendas unifamiliares, que se instalan como si fuera un ascensor normal. por aumento de peso. A todas se les puede regular para que cuando la carga llega a la máxima admisible para la instalación en juego, sea enviada una señal al control de maniobras, de modo que el ascensor no se ponga en movimiento. Limitador de velocidad: Consiste en dos poleas, una instalada en el cuarto de máquinas y la otra, alineada verticalmente con la primera, en el fondo del hueco. A través de ambas pasa un cable de acero especial para ascensores, cuyas puntas se vinculan, una a un punto fijo del bastidor de la cabina, y la otra a un sistema de palancas cuyo extremo se encuentra en la parte superior de ese bastidor Elevador Express Elevador que no hace parada en todas las plantas de los edificios, es comúnmente usado en departamentos con acceso concedido y en rascacielos. Se resuelve como un sistema normal con la diferencia que el intervalo de espera se multiplica por 1.4 al tiempo de recorrido obtenido, se le suma el tiempo de recorrido en servicio express. Con el tiempo de recorrido total se puede proceder con el resto del cálculo de cabinas normal. Paracaídas: Hay de dos tipos: instantáneos y progresivos. Los primeros se utilizan para ascensores de baja velocidad nominal: no más de 60 m/min, una vez accionado detiene la cabina en forma instantánea. Los que se usan son los progresivos que hacen que el frenado sea lento. Su función es liberar unas cuñas o rodillos que se encuentran en una caja junto a las guías. Cuando eso sucede, las guías son “mordidas” por las cuñas o rodillos y se produce la “detención salvadora” de la cabina. PARTES DEL ELEVADOR Máquina tractora: Es el conjunto tractor que produce el movimiento y la parada del ascensor. Está compuesto por la máquina, el motor eléctrico y el freno. Amortiguador: Como su nombre lo indica, es el encargado de “amortiguar” el impacto de la cabina, logrando la preservación de ésta y de sus ocupantes. Báscula: mide la deformación de algún elemento de la cabina 3 Los hay de dos tipos y se les coloca en la parte más baja del hueco. Para bajas velocidades nominales de cabinas son los denominados “de acumulación de energía o de resorte”. Los denominados de “disipación de energía o hidráulicos” pueden utilizarse para cualquier velocidad de cabina. Contrapeso: El contrapeso está constituido por bloques rectangulares de fundición, apilados en una armazón suspendida del extremo de los cables en relación con el extremo en que está colgada la cabina. El tamaño del contrapeso se relaciona con el peso de la cabina y su carga, en la proporción que convenga para reducir al mínimo el consumo de energía en la operación del equipo, que tiene sus periodos críticos en sus momentos de aceleración. Patín retráctil: viaja con la cabina “retraído”; sólo cuando el control de maniobras, mediante la correspondiente señal eléctrica, le indica que está la cabina detenida en la parada pertinente, se expande y acciona el “fleje” o la “ruedita” de la cerradura electromecánica de ese piso, permitiendo que la puerta se abra. El proceso inverso se da cuando el ascensor es requerido desde otro piso: el patín se retrae antes de la partida y sólo se expande al llegar a él. 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. Equipo de maniobra: es la combinación de pulsadores, contactos, relés, levas y dispositivos que funcionan manual o automáticamen te para maniobrar las puertas, y para el arranque, aceleración, desaceleración; ajuste de nivel y detención de la cabina. Interruptores eléctricos evitan que la cabina sobrepase los extremos del recorrido, mientras que tableros iluminados indican la posición de la cabina y el sentido en que se desplaza. Cables: El conjunto de cables transmite el movimiento ascendente de la cabina. Por lo general, se fijan a la parte superior de tres a ocho cables paralelos, entre los cuales se distribuye uniformemente el peso de la cabina. En el cuarto de máquinas, los cables se pasan sobre el tambor cilíndrico del mecanismo tractor y vuelven a descender hasta fijarse al contrapeso. Timbre de alarma: Este es para que lo utilicen los pasajeros en caso de emergencia. En algunas ocasiones está conectado a una línea de teléfono desde la que se puede solicitar asistencia en caso de quedar atrapado. 4 Montacargas Se puede definir un montacargas como un ascensor, pero de grandes dimensiones, y, como su mismo nombre indica, se utiliza para el traslado de volúmenes y cargas de gran tamaño. Su estructura se compone de un chasis que se desplaza a través de dos rígidas guías, que son paralelas entre sí y se sustentan sobre una estructura de metal, que se encuentra anclada al propio edificio. A grandes rasgos, existen en el mercado dos tipologías diferentes de montacargas de tipo hidráulico. Por un lado, estaría el que se encarga de transportar, únicamente, mercancías y aquellos que, además, permiten el traslado de personas. Este segundo grupo también es conocido como ascensor hidráulico y tendría aplicada la normativa EN81.3, mientras que el primero deberá respetar la normativa EN81.2 Así, las claras diferencias entre ellos están directamente relacionadas con sus correspondientes normativas de uso, su utilización y los distintos elementos con los que cuenta cada uno, para su mantenimiento y montaje. transmitida al terreno se distribuya uniformemente Estructura portante: Debe formar un conjunto de suficiente rigidez para soportar las cargas y esfuerzos a que estará sometida. Se efectuarán los arrostramientos convenientes a la estructura de la obra en construcción. Sistema de deslizamiento: A la estructura portante se encuentra unido el sistema que dirige el desplazamiento de la plataforma. Dicho sistema, ya sea de guías o cremallera, debe asegurar en todo momento la estabilidad horizontal y vertical de la plataforma, y estar calculado para soportar los esfuerzos debidos a la actuación del paracaídas de emergencia. En el caso de guías paralelas, debe tenerse en cuenta que el paralelismo de las mismas sea tal que no permita en ningún caso la salida de la plataforma. Mecanismo de elevación o o o Base de apoyo: La estructura del montacargas debe estar dispuesta sobre el suelo, sobre una superficie con suficientes dimensiones y resistencia, de modo que el reparto de la carga o 5 Equipo motriz: Se trata de un bastidor en el que se acoplan un motor eléctrico con electrofreno y una caja reductora que acciona el tambor del cabrestante. Cables de suspensión: serán de tamaño apropiados para las operaciones en que se hayan de emplear. Limitadores de velocidad: Actúan deteniendo automáticamente la plataforma del montacargas, cuando la velocidad de descenso de ésta, sobrepasa ciertos límites. Cuadro de maniobras y selector de paradas Generalmente existen dos tipos de emplazamiento: o o o o o bien se trata de un armario fijo en la planta baja que comprende el cuadro de maniobras y el selector de paradas, existiendo en las distintas plantas un botón de reenvío a la planta baja, o bien el selector de paradas se encuentra en la misma plataforma. Plataforma de elevación: La plataforma de carga debe estar protegida en su techo y paredes laterales, de modo que no puedan sobresalir los materiales transportados y no exista riesgo de caída de materiales al y desde el exterior. Puertas de acceso a la plataforma: Deben ir provistas de un dispositivo en el cerrojo de modo que necesariamente tengan que estar totalmente cerradas para que funcione el aparato. Paracaídas: Se trata de un dispositivo situado en la parte superior de la cabina que actúa sobre las guías o la estructura portante bloqueando el conjunto, en caso de rotura del cable de suspensión. Salvavidas: En la parte inferior de la cabina se debe disponer un sistema que produzca la detención del aparato en caso de que la cabina encuentre algún obstáculo en su descenso. Montacargas hidráulico: Su funcionamiento es a través de pistón hidráulico, directo central o indirecto lateral, con capacidad de carga de hasta 50 toneladas, puertas acorde al uso y necesidad del cliente, de suave andar, mayor estabilidad y mayor vida útil, con guías o estructura autoportante. REGLAMENTACIÓN CAPÍTULO VI DEL DISPOSITIVO PARA TRANSPORTE VERTICAL EN LAS OBRAS ARTÍCULO 211.Los dispositivos empleados para transporte vertical de materiales o de personas durante la ejecución de las obras, deben ofrecer adecuadas condiciones de seguridad. Sólo se permitirá transportar personas en las obras por medio de elevadores cuando éstos hayan sido diseñados, construidos e instalados con barandales, freno automático que impida la caída libre y guías en toda su altura que eviten el volteamiento. Los elevadores deben contar con todas las medidas de seguridad adecuadas. ARTÍCULO 212.Las máquinas elevadoras y bandas transportadoras empleadas durante la ejecución de las obras, incluidos sus elementos de sujeción, anclaje y sustentación, deben: I. Ser de buena construcción mecánica y resistencia adecuada; II. Mantenerse en buen estado de conservación y funcionamiento; III. Revisarse y examinarse periódicamente durante la operación en la obra y antes de ser utilizadas, particularmente en sus elementos mecánicos tales como: cables, anillos, cadenas, garfios, manguitos, poleas, y eslabones giratorios usados para izar y/o descender materiales o como medio de suspensión; Montacargas eléctrico: Éste funciona con sistema de tambor de arrollamiento por medio de cable de acero, motor trifásico, capacidad de carga 10 toneladas, con guías o estructura autoportante, puertas acorde al uso y necesidad específica del equipo. 6 IV. Indicar claramente la carga útil máxima de la máquina de acuerdo con sus características, incluyendo la carga admisible para cada caso, si ésta es variable, y V. Estar provistas de los accesorios necesarios para evitar descensos accidentales. ARTÍCULO 213.- Antes de instalar grúastorre en una obra, se debe despejar el sitio para permitir el libre movimiento de la carga y del brazo giratorio y vigilar que dicho movimiento no dañe edificaciones vecinas, instalaciones o líneas eléctricas en vía pública. Se debe hacer una prueba completa de todas las funciones de las grúas-torre después de su erección o extensión y antes de que entren en operación. Semanalmente deben revisarse y corregirse, en su caso, cables, contraventeos, malacates, brazo giratorio, frenos, sistema de control de sobrecarga y todos los elementos de seguridad. Debe elaborarse un reporte de verificación de esta revisión semanal y anexarse a la bitácora de obra. En el diseño y construcción de elevadores , escaleras eléctricas y bandas transportadoras se debe cumplir con lo dispuesto en la Norma Oficial Mexicana NOM-053-SCFI”Elevadores eléctricos de tracción para pasajeros y carga, especificaciones de seguridad y método de prueba” y con lo establecido en el artículo 620 “ ascensores, montacargas , escaleras eléctricas y pasillos móviles ,m escaleras y elevadores para sillas de ruedas” de la Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE “Instalaciones eléctricas (utilización)“. Las edificaciones deberán contar con un elevador o sistema de elevadores para pasajeros que tengan una altura o profundidad vertical mayor a 13.00 m desde el nivel de acceso de la edificación o mas de cuatro niveles, además de la planta baja. Quedan exentas las edificaciones plurifamiliares con una altura o profundidad vertical no mayor de 13.00 m desde el nivel de acceso o hasta cinco niveles, además de la planta baja, siempre y cuando la superficie de cada vivienda sea , como máximo 65 m2 sin contar indivisos . Las edificaciones deberán contar con un elevador o sistema de elevadores para pasajeros que tengan una altura o profundidad vertical mayor a 13.00 m desde el nivel de acceso de la edificación o más de cuatro niveles , además de la planta baja. Quedan exentas las edificaciones plurifamiliares con una altura o profundidad vertical no mayor de 13.00 m desde el nivel de acceso o hasta cinco niveles, además de la planta baja, siempre y cuando la superficie de cada vivienda sea , como máximo 65 m2 sin contar indivisos . Adicionalmente, deberán cumplir con las siguientes condiciones de diseño: 1. Los edificios de uso público tendrán al menos un elevador para transportar simultáneamente a una persona en silla de ruedas y a otra de pie. 2. En edificios de uso público que por su altura no es obligatoria la instalación de elevadores para pasajeros, se debe prever la posibilidad de instalar un elevador para comunicar a los niveles de uso público. 3. Para unidades hospitalarias, clínicas y edificaciones de asistencia social de más de un nivel con servicio de encamado en niveles superiores se requerirán elevadores cuya cabina permita transportar una camilla y el personal que 7 la acompaña con una dimensión de 1.50 x 2.30 m. CALCULO DE LA CAPACIDAD DE TRANSPORTE DE UN EQUIPO DE ASCENSORES 4. La capacidad de transporte del elevador será cuando menos la que permita desalojas 10 % de la población total del edificio en 5 minutos ; se debe indicar claramente en el interior de la cabina la capacidad máxima de carga útil, expresada en kilogramos y en número de personas calculadas en 70 kg cada una. El equipo de elevadores o ascensores de un edificio debe cumplir con una serie de requisitos para brindar un servicio adecuado a la categoría de inmueble que se trate. Por lo tanto, en su especificación se deben considerar las dimensiones del edificio, el uso de las áreas construidas y la rentabilidad que se espera de él. 5. Los cables y elementos mecánicos deben tener una resistencia igual o mayor al doble de la carga útil de operación. 6. Los elevadores contaran con elementos de seguridad para proporcionar protección al transporte de pasajeros. A partir de estas condiciones de programa se puede, mediante datos establecidos estadísticamente, determinar la demanda máxima probable que deberá satisfacer el equipo. 7. Para el cálculo de elevadores se considerara la mayor afluencia de personas en planta baja y se tendrá un vestíbulo al frente cuyas dimensiones dependerán de la capacidad del edificios de hasta 75 pisos o 300 metros por cuestiones de estabilidad asociadas al viento. Por décadas, los elevadores han sido descartados de los métodos de evacuación en la mayoría de los edificios. En la actualidad, la torre Burj Dubai, el edificio más alto construido por el hombre, es el primer rascacielos en contar con elevadores especialmente programados para realizar evacuaciones controladas, lo que echa por tierra – desde 700 metros de altura– el argumento de que las comunicaciones verticales electromecánicas, como se conoce técnicamente a los elevadores, no sean una opción eficaz de desalojo. Dmáx = C 5 +- 0.03 (Dmáx) en donde: Dmáx= Demanda máxima probable de transporte vertical en 5 min.(número de pasajeros) C5 = capacidad de transporte de 5 min. del equipo de ascensores propuesto (número de pasajeros) La capacidad de transporte de un equipo de ascensores se calcula mediante la fórmula que sigue: C5= 300/T rec * CE * N en donde : T rec = tiempo de recorrido de un elevador en seg. ( definicion edelante) CE = capacidad efectiva de la cabina tipo (80% del número máximo de pasajeros en la cabina) N= número de cabinas empleadas en el sistema. El tiempo de recorrido (Trec.) de un elevador es la suma de los tiempos acumulados en el viaje de una cabina al cual se calcula a partir del tiempo que requieren las personas en abordarla en la planta baja a cupo efectivo ( CE), 8 llevar a cabo las paradas probables que dependen del cupo de la cabina y el número de pisos del edificio, el tiempo para ascender y descender de las pasajeros en cada parada, el tiempo de aceleración y desaceleración en cada detención de la cabina, y el tiempo ocupado en recorrer a velocidad normal el elevador de la planta baja al último piso y del último piso a la planta baja. de 30 segundos Cuente con 3 cabinas de 700 kg dispuestas en un núcleo lineal y que trabajen a una velocidad de 1m/s. Dimensiones usuales de cabinas para predimensionar núcleos de elevadores. El ducto se localice preferentemente al centro y tenga unas dimensiones de 5.4 x 2.1 m. INTEGRACIÓN AL ARQUITECTÓNICO Capacidad de carga (Kg) Cupo Máx. de la cabina Capacidad efectiva de la cabina (personas) CE (personas) PROYECTO Para que un sistema de elevadores sea efectivo debe considerarse el uso y las dimensiones del edificio al que va a servir. Se recomienda ubicar el núcleo de elevadores al centro del edificio o en los perímetros en caso de ser más de uno, con el fin de evitar irregularidades en la transmisión de cargas del edificio. Se deben conocer las dimensiones de los ductos para ver el área que le restan a las plantas y lograr ubicarlos idóneamente en vestíbulos o cerca del núcleo de escaleras. NO se recomiendan lo núcleos lineales de mas de 5 cabinas con el fin de evitar que unas se usen más que otras. La solución a esto puede ser un esquema de corredor. 700 Kg (1 500 libras) 10 personas 8 personas 900 Kg (2 000 libras) 13 personas 10 personas 1 134 Kg ( 2 500 libras) 16 personas 13 personas 1 360Kg (3 000 libras) 20 personas 15 personas 1 587Kg (3 500 libras) 23 personas 18 personas 1 814 Kg (4 000 libras) 27 personas 21 personas Que una cabina llegue y esté disponible para abordarla. El intervalo de espera se determina aritméticamente por medio de la sig. Ecuación: I = Trec / N en donde: I = intervalo de espera (seg.) Trec = tiempo de recorrido de un elevador (seg.) N= número de cabinas empleadas en el sistema de elevadores. Con estas ecuaciones se puede establecer, el equipo o equipos de ascensores aplicables en cada caso. EJEMPLO. Un edificio de oficinas de 6 niveles con 2400 m2 de construcción y una población total de 240 personas requiere un sistema de elevadores que: Atienda 32 personas por cada intervalo de 5 minutos El intervalo de espera sea 9 En hueco de escalera Son las obras más sencillas y económicas. Se aprovecha la configuración de las escaleras para instalar el ascensor en el hueco existente. Apertura de nuevo hueco en el forjado Son obras relativamente sencillas. Generalmente el ascensor apoya sobre la estructura del edificio, siendo necesario reforzarla ligeramente. En ocasiones se necesita ceder espacio interior de las viviendas. Por el exterior: Cuando no hay sitio para colocar el ascensor en el hueco de la escalera existe la posibilidad de colocarlo en el exterior del edificio, ya sea por patio, o por fachada; Adosado al muro Se adosa el ascensor a la fachada del edificio, y se accede a él a través de las zonas comunes del edificio directamente o a través de pasillos. que mejor se adapte a las necesidades y demandas de sus usuarios, es necesario conocer los tipos de sistemas que existen en el mercado actualmente, proporcionar los espacios necesarios para ubicarlos, tales como ductos y cuartos de máquinas cuyo diseño debe ser previsto para su integración arquitectónica al edificio. Finalmente para que la transportación vertical sea eficiente, deben hacerse los estudios previos de demanda y los de intervalo de espera. REFERENCIAS BIBLIOGRAFÍA: Saad Eljure, Eduardo. Transportación vertical en edificios. Trillas. México 2007 Emilio Larrodé, Elevadores: principios e innovaciones. Editorial reverté. España 2007 MESOGRAFÍA: https://www.google.com.mx/search?dcr= 0&biw=1536&bih=710&tbm=isch&sa=1& q=bascula+elevador&oq=bascula+elevad or&gs_ https:///ELEVADORES%20Y%20MONTA CARGAS.pdf?token=AWzKDmsHKsEKio k2waq_ CONCLUSIONES Los ascensores como los montacargas ofrecen grandes facilidades y beneficios a los habitantes de los edificios y empresas en los que son instalados. En este sentido, es necesario reconocer que no existe una opción mejor que otra, sino que, realmente, todo dependerá del uso que cada empresa o persona pueda dar a estos equipamientos. Por ello, teniendo en cuenta las características de cada tipo de máquina, solo queda seleccionar la http://www.astarlifts.com/mx/blogelevadores/ascensoreselevadores/ascensores-y-montacargascaracteristicas-y-ventajas 10