High-Rise Safety Systems
Sistemas de seguridad de Gran Altura
Sistemas de seguridad en un moderno ascensor de Gran Altura
Al matemático griego Arquímedes se le atribuye generalmente la creación del primer dispositivo similar a un ascensor en el siglo III a. C. Pero los ascensores solo se convirtieron en un medio de transporte seguro y confiable para las personas después de 1852, el año en que Elisha Otis inventó el freno de seguridad para ascensores.
Una obra de ingeniería inspirada, el freno de seguridad de Otis evitó que el ascensor se cayera si se rompía el cable de elevación. Si la cuerda se aflojaba, la liberación de tensión activaba el freno de seguridad, un gran resorte de hoja que se rompía en muescas cortadas en rieles que sostenían el elevador en lados opuestos de la cabina del elevador.
Los sistemas de seguridad en los elevadores modernos de gran altura son infinitamente más avanzados que el dispositivo original de Elisha Otis, e incorporan tecnologías sofisticadas desarrolladas durante generaciones por ingenieros que trabajan en áreas como informática avanzada, tecnología de sensores y ciencia de materiales.
A continuación, le mostramos cómo funcionan estos sistemas de ingeniería de precisión y por qué debe sentirse seguro al viajar en un ascensor con el mantenimiento adecuado en uno de los edificios supertodos de la actualidad.
Diseñado para la seguridad
Los ascensores modernos tienen dos conjuntos básicos de componentes de seguridad: eléctricos y mecánicos.
Los componentes eléctricos incluyen el controlador del ascensor, los sensores y los sistemas de software. El controlador del ascensor actúa como el cerebro del sistema. Los sensores monitorean las funciones relacionadas con la seguridad, como la velocidad y la posición del automóvil, y el estado de la cerradura de la puerta o la posición del panel de acceso; y envían los datos al responsable del tratamiento. Los sistemas de software proporcionan una evaluación independiente para validar los sistemas de sensores redundantes.
Los componentes mecánicos incluyen la máquina elevadora en sí, el freno de la máquina, el limitador de velocidad, los frenos de seguridad (también conocidos como dispositivos de seguridad de la cabina) y, finalmente, los topes en la parte inferior del hueco del ascensor.
Los propios cables de suspensión también son componentes esenciales del sistema de seguridad. Hoy en día, los elevadores de gran altura se mueven hacia arriba y hacia abajo sobre muchos cables, muchos más de los necesarios para sostener un automóvil completamente cargado.
Funciones de seguridad clave
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1 El controlador
Los controladores basados en microprocesadores son el cerebro del sistema y controlan todas las funciones del ascensor según los datos recibidos de múltiples subsistemas, componentes y sensores.
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2 La Máquina
La máquina sin engranajes consta de motor, polea de tracción y freno. La polea impulsa los cables unidos a la cabina del ascensor y el contrapeso. En una máquina de tracción sin engranajes, la polea motriz es una parte integral del motor.
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3 Los frenos
Los ascensores modernos utilizan frenos de fricción: un par de zapatas que aplican una presión igual y opuesta a un tambor, polea o disco montado en el eje del motor. Los resortes aplican las zapatas de freno a la polea y se levantan eléctricamente. Si se pierde energía, se aplica el freno.
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4 Los gobernadores
El gobernador monitorea continuamente la velocidad del automóvil. Si el automóvil excede su velocidad máxima nominal, los pesos mosca dentro del gobernador saltan hacia afuera, lo que hace que el gobernador inicie la acción: primero enganchar el freno de la máquina y luego enganchar el automóvil
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5 Las seguridades
Ubicados en la propia cabina del elevador, los seguros agarran los rieles del hueco del ascensor cuando se activan.
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6 El búfer
Colocados en la parte inferior del hueco del ascensor, los amortiguadores pueden absorber y disipar la energía de un ascensor descendente.
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Escenario de muestra
Al describir el sistema de seguridad en los ascensores de gran altura de hoy, los ingenieros hablan de una cadena de seguridad
. Es una metáfora que le da la vuelta al conocido proverbio. Una ruptura en la cadena y el ascensor se detiene hasta que se resuelve el problema. Ésta constituye su fuerza.
Supongamos que un ascensor excede su velocidad nominal en un cierto porcentaje: se ha abierto un eslabón en la cadena de seguridad, lo que activa el sistema de control para detener el ascensor de forma segura.
En este caso, los sensores del ascensor comunican el aumento de velocidad al controlador, que inicialmente modifica la corriente a la máquina para ralentizar el ascensor. En este punto, no se ha aplicado el freno de la máquina. La propia máquina está frenando el ascensor. El proceso es similar al cambio descendente en un automóvil con transmisión manual en lugar de pisar el freno.
Si la modificación de la corriente a la máquina no ralentiza el elevador lo suficiente, el controlador quita toda la energía de la máquina y aplica el freno de la máquina, reduciendo la velocidad del elevador aún más. El sistema de seguridad está diseñado (según los códigos aplicables) para detener el ascensor de forma controlada.
Si el elevador continúa acelerándose, o sobrevelocidad
en la jerga de la ingeniería, el gobernador es el siguiente componente en la jerarquía de seguridad que se activará.
El gobernador es un dispositivo de detección de velocidad montado en la sala de máquinas. Tiene su propia polea, movida por un cable de acero (la cuerda del regulador) que está sujeto a la cabina del ascensor, lo que significa que se mueve a la misma velocidad que el ascensor. Si el gobernador gira demasiado rápido, los pesos mosca dentro del gobernador saltan hacia afuera, disparando un dispositivo que agarra la cuerda del gobernador.
La cuerda del regulador, ahora inmóvil, tira de los seguros, esencialmente los frenos de emergencia del automóvil, y los activa. Los seguros se sujetan a los rieles del hueco del ascensor, deteniendo el elevador de forma segura.
Estos seguros son la versión moderna del freno de seguridad original de Elisha Otis.
Los amortiguadores entran en juego si los otros componentes de frenado no tienen suficiente tiempo para detener el elevador por completo cuando el elevador llega al fondo del hueco del ascensor. Reducen la velocidad del automóvil hasta detenerse, actuando como gigantes amortiguadores automotrices.
Avances en seguridad
A pesar de la fiabilidad de estos sistemas de seguridad, los ingenieros de investigación desarrollan constantemente nuevas tecnologías que continúan mejorando el rendimiento.
Una innovación relativamente reciente se conoce como PESSRAL: sistema electrónico programable en aplicaciones relacionadas con la seguridad para ascensores. Con los avances en los sistemas electrónicos programables, los sistemas de control se han vuelto aún más inteligentes. En lugar de saber solo que un eslabón de la cadena de seguridad está abierto, pueden identificar qué eslabón está abierto y adaptar la respuesta según la situación.
La respuesta del sistema de control se parece más a la respuesta de las personas al volante de un automóvil: a veces eligen cambiar de carril; otras veces, deciden detenerse por completo. Con PESSRAL, el controlador se vuelve más inteligente y actúa con una respuesta personalizada a un problema en lugar de tener solo una opción disponible: detener el ascensor e impedir su funcionamiento.
Resumen
Desde la invención del freno de seguridad de Elisha Otis, las características de seguridad de los ascensores han evolucionado hasta convertirse en sistemas totalmente integrados que comprenden componentes mecánicos, controladores inteligentes y electrónica avanzada, con múltiples redundancias de seguridad integradas. Con todas estas medidas implementadas, los ascensores proporcionan una caja fuerte. , modo de transporte confiable y conveniente.
Más que eso, los ascensores han jugado un papel indispensable en la creación del mundo urbano conectado de hoy. Según las Naciones Unidas, el 55 por ciento de la población mundial vive en ciudades hoy, o alrededor de 4.2 mil millones de personas, una cifra que se espera que alcance casi el 70 por ciento para el año 2050.
Es imposible imaginar este mundo sin ascensores.