Breve paseo por la historia del ascensor. Parte 3

En esta última parte sobre la historia del ascensor vamos ha hacer hincapié en la importancia que están adquiriendo en este sector también las "nuevas tecnologías" y los últimos avances e invenciones aplicados al mundo del ascensor.  

Asumida durante largo tiempo la idea del motor eléctrico asíncrono de c.a. conectado mediante una reductora con engranajes a una polea, como el modelo ideal para desarrollar el movimiento de la cabina del ascensor; desde hace ya casi dos décadas se han ido implantando una serie de avances que han transformado por completo la fisonomía, el comportamiento y el rendimiento del ascensor. Vamos a enumerar los más importantes:

Invención del Variador de Frecuencia

En el año 1986 se introduce el sistema de frecuencia variable para el control de ascensores de alta velocidad, con una avanzada tecnología que permite un importante ahorro energético al controlar electrónicamente las revoluciones del motor eléctrico y por tanto también las velocidades del ascensor: la nominal, la de aceleración y la de deceleración. 

               

                                               

Varios de los infinitos modelos de variadores de frecuencia que existen en el mercado.

Un variador de frecuencia (siglas VFD, del inglés Variable Frequency Drive o bien AFD Adjustable Frequency Drive) es un sistema electrónico de potencia para el control de la velocidad rotacional de un motor de corriente alterna (AC) por medio del control de la frecuencia de alimentación suministrada al motor. Los variadores de frecuencia son también conocidos como drivers de frecuencia ajustable (AFD), drivers de CA, microdrivers o inversores. Dado que el voltaje es variado a la vez que la frecuencia, a veces son llamados drivers VVVF o 3VF (variador de voltaje variador de frecuencia).

Estos equipos se utilizan  cuando las necesidades en la instalación son las siguientes:

1. Principalmente la reducción considerable del consumo energético. El consumo de energía eléctrica de un ascensor puede alcanzar hasta el 80% del consumo de la comunidad de vecinos. Con un inversor 3VF el consumo puede bajar hasta un 40 %.
2. Dominio de par y la velocidad.
3. Mejora absoluta del confort a los pasajeros.
4. Movimientos complejos como las aceleraciones y las aproximaciones suaves a planta.
5. Nivelaciones casi perfectas en planta independientemente de la carga.

Máquina"Gearless" de imanes permanentes

La tecnología gearless, a mi juicio, es uno de los avances más significativos de nuestros días. Las grandes y ruidosas máquinas se transforman en pequeñas y silenciosas, ya que por fin desaparece "el reductor". ¡Así es! Probablemente todos las hemos visto ya.

Mitsubishi Electric fue la primera compañía en reemplazar los motores de inducción en ascensores, por los altamente eficientes motores de Imán Permanente (PM), tanto en los ascensores Sin sala de Máquinas, como en los de alta velocidad.

       

Pero déjenme que les recuerde que ya mencionamos en la segunda parte de la historia del ascensor esto:

    "En 1903, Otis presentó el diseño que se convertirá en el estándar en la industria de los ascensores de hoy en día, el ascensor sin reductor (Gearless). Pero esta disposición de máquina con motor eléctrico de corriente continua y eje único perdió hegemonía debido a lo sensibles que eran; menos robusto y fiable debido a la presencia del colector y sus escobillas, que produce chispas y se desgasta y lo hace más débil y no adecuado frente a ambientes hostiles (humedad, polvo, gases inflamables)." 

Foto publicada por "sel2000" en Ascensoristas.net. Grupo tractor formado por un motor modelo 77G y un generador modelo 65 GA de corriente continua.

Así es, pero hoy día podemos volver a motores de eje directo o único aunque de c.a. (lo cual elimina todos los inconvenientes anteriores en c.c.) gracias a la invención del variador de frecuencia.

Pero para mejorar aun más su rendimiento las máquinas se fabrican con tecnología de imanes permanentes de Neodimio (NdFeB) de altas prestaciones embebidos en el rotor.

Al sustituir la jaula de ardilla por imanes permanentes se garantiza una eficiencia mucho mayor de las encontradas en los motores asíncronos estándar . A raíz de que el motor PM no requiere de corriente de excitación, entrega mayor rendimiento eléctrico y mecánico y una respuesta de velocidad más rápida que los motores convencionales.

Asimismo, los imanes en el rotor garantizan una gran reducción en las perdidas eléctricas con una eficiencia del 94 % y consecuentemente una menor elevación de temperatura del motor. 

Principales cambios observados en estas máquinas gobernadas por un variador de frecuencia:

1. Eliminación de la caja reductora lo que hace que por fin ya no se usen aceites lubricantes. Muy beneficioso en aras de una concienciación ecológica.
2. Indiscutible ahorro y eficiencia energética como ya hemos explicado. Lo cual también colabora a la protección del medio ambiente.
3. Al prescindir de cuerpo reductor se eliminan casi un 90 % de ruidos y vibraciones.
4. En estas máquinas es el variador VF el que detiene el motor y no el freno. Por tanto éstos (aun cumpliendo todas las exigencias de seguridad de cualquier normativa) son frenos de retención y son mucho más silenciosos y de escaso o nulo desgaste, lo que reduce aun más las tareas de mantenimiento.
5. Son maquinas suaves y silenciosas en las operaciones de aceleración y llegada a planta lo que se traduce en confort.
6. Todo esto lo consiguen con alta dinámica de par y amplio rango de velocidad.
7. Además, gracias a la sencillez, son maquinas de muy bajo mantenimiento y larga durabilidad.
8. Este motor sincrónico mantiene su nivel de eficiencia bajo distintas solicitaciones de funcionamiento gracias al elevado número de polos.
9. Importante reducción de las dimensiones y peso de la maquina, lo que permite reducción de costes de mano de obra en manipulación y fabricación; y montaje en otras ubicaciones como en el interior del hueco 

Ascensores sin sala de máquinas

Foto publicada por "lolito" en Ascensoristas.net

Paralelamente a los dos avances mencionados anteriormente se inventa una nueva configuración estructural del ascensor: "El ascensor sin cuarto de máquinas". Este innovador concepto llega por la competencia que existe entre las grandes compañías en su necesidad de ofrecer un producto nuevo que les haga ganar cuota de mercado. Son varios los fabricantes que reivindican la autoría de la idea pero tengo entendido que fue Otis en 1989, con su tecnología de motor "lineal", la primera en instalar un ascensor sin cuarto de máquinas puntual. 

Sin embargo es KONE la que inventa y lanza el primer ascensor sin cuarto de máquinas "KONE MonoSpace" en 1996, ahorrando hasta 70% de energía comparado con la tecnología convencional. 

Les sigue Schindler que en 1998 saca al mercado su Smart MRL 001 (machine room less) como modelo estándar de venta y fabricación en serie.

Actualmente se está generalizando la instalación de ascensores eléctrico sin cuarto de máquinas o MRL. Se trata de situar los elementos que van normalmente en el sala de máquinas, en el interior del hueco, de tal forma que no se incrementen las dimensiones de la huida, el foso y el hueco.

Las ventajas desde el punto de vista arquitectónico son claras: el volumen ocupado por la sala de máquinas de una ejecución tradicional desaparece, y puede ser aprovechada para otros fines. En este tipo de ascensores se utilizan motores gearless de imanes permanentes, situados en la parte superior del hueco sobre una bancada fijada directamente a las guías, que están ancladas a cada forjado y apoyadas en el foso. 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. El cuadro de maniobras se sitúa al lado de la puerta del piso superior o incluso ya se incrustan dentro del propio marco de la puerta del piso superior (Schindler 3300).

Cables 100% sintéticos Schindler Aramid

Esto es lo que dice en el documento de presentación en nota de prensa del 5 de mayo del 2001:

"SchindlerAramid®, el primer cable de ascensores totalmente sintético. Es decir, fabricado exclusivamente con fibras sintéticas de alta resistencia, sin núcleo de acero, y tan resistente como un cable convencional pero mucho más ligero y de más larga vida.

Por sus características SchindlerAramid® no sólo va a revolucionar todo el sistema de ascensores sino el propio diseño arquitectónico, ya que, debido a su menor peso, permite superar el hasta ahora "techo" de 600m de altura que podían cubrirse con un solo ascensor dotado de cables convencionales de acero. Con los cables Aramid® esta distancia se multiplica por cuatro, hasta los 2.400 m de recorrido en un solo hueco. Asimismo, SchindlerAramid® ofrece un nivel de seguridad óptimo, ya que cada cable de Aramid® formado por unos 300.000 filamentos entrelazados, lleva también fibras conductoras de carbono que hacen posible una vigilancia electrónica permanente y permite registrar y comunicar al control del ascensor cualquier daño o desgaste del cable por pequeño que sea."

Efectivamente, según esta información, parecía que iba a revolucionar el sistema de suspensión en los ascensores pero finalmente solo se instalaron unas decenas, algunos de ellos en Madrid. Esto es lo que comenta el compañero "lalo" en ascensoristas.net: Enlace a comentario de "lalo"

"El aramid no es y nunca lo fue una patente de SCHINDLER ya que ha fecha de hoy es una patente de la multinacional química DUPONT ese cable hace 10 años ya se empleo en España para varios ascensores en Madrid y se presento en Construmat ya hace unos cuantos años como una novedad ,creo que dejaron de utilizarlo por una serie de inconvenientes que pusieron los americanos en su momento para homologarlo creo no estoy seguro que no aguantaba el fuego todo lo bien que lo puede aguantar un cable de acero por todo lo demás superaba con creces al acero yo no se si lo habrán sacado de nuevo del cajón de los juguetes rotos porque la verdad era la bomba y total se devió poner en 10 ascensores que yo sepa en Madrid."

"Cintas de goma"La revolución en la tracción

En el año 2000 el sistema de tracción del Gen2, una innovación desarrollada y patentada por Otis, transformó la industria del ascensor sustituyendo los cables de acero convencionales (también al Aramid) por cintas flexibles de acero recubiertas de poliuretano (aparentemente caucho), proporcionando un funcionamiento más suave y silencioso al actuar esta "goma" como pantalla que aísla la cabina de las vibraciones provenientes de la máquina de tracción. Estas cintas no precisan lubricantes contaminantes, por lo que contribuyen a la protección del medio ambiente y gracias a su diseño sin dentado en la polea se consigue un menor desgaste y una vida más larga de los componentes.

 

En el caso de Otis, con tan sólo 0,33 cm. de espesor y 3 cm. de ancho, cada cinta contiene más hilos de acero que un cable convencional con la misma capacidad de suspensión. Las cintas de acero reforzado son extremadamente silenciosas, un 20% más ligeras y de una vida de entre dos y tres veces superior a la de los cables tradicionales.

Iniciativas para el "ahorro de energía"

En los tiempos que corren es evidente que cada una de las compañías fabricantes de ascensores están haciendo grandes esfuerzos a nivel tecnológico para desarrollar patentes que ayuden a la eficiencia energética, al ahorro de consumo eléctrico y cada vez menor contaminación para mejorar la conservación del medio ambiente.

Dos ejemplos son el primer ascensor solar y los nuevos ascensores neumáticos.

Los primeros "ascensores solares"

Hecha un vistazo a este vídeo de la empresa griega Mezolift:

Realmente parece mentira que haya sido una pequeña empresa griega la que haya dado el primer paso en la fabricación en serie del primer "ascensor solar". Es hacia ahí a donde debemos dirigir todos nuestros esfuerzos. Mi más sincera enhorabuena por lo que ya ha dejado de ser una "idea".

La multinacional suiza Schindler suministrará también para finales de este 2013  su ascensor movido por energía solar, lo que supone un paso más en su apuesta por la innovación.

El ascensor solar, una versión del exitoso modelo Schindler 3300, está siendo introducido en el mercado. La primera reacción por parte del mercado ha sido excelente y ya está prevista la inclusión total del ascensor solar en el catálogo de productos de la multinacional.

¡Ingenioso! Ascensores neumáticos 

Imágenes y vídeos valen mas que mil palabras:

        

  

    

¡Parece de juguete verdad! 

Es el ascensor residencial o unifamiliar idóneo y muy recomendable para instalar en casas, chalets, dúplex, tríplex, lofts, comunidades de vecinos, oficinas y locales; la instalación es mínima y no tiene los inconvenientes de los ascensores convencionales, como: foso, cuarto de máquinas, poleas, pistones, así como por su novedoso y elegante diseño panorámico de 360º. Son ascensores diseñados y pensados para mejorar la vida de las personas, eliminando las barreras arquitectónicas y mejorando la calidad de vida.

El elevador neumático por vacío, esta constituido por la combinación de un conducto vertical cilíndrico, de superficie interna lisa y una cabina coaxial a dicho conducto que se desplaza en su interior.

El techo de la cabina conforma un pistón circundado por un sello deslizante y hermético que permite su desplazamiento con mínima fricción.

Al generarse en la parte superior del conducto una depresión neumática por una bomba de succión, la cabina asciende.
Esto hace que la propia presión atmosférica, mayor que la existente en el conducto y que actúa por debajo del pistón, aporte la fuerza de ascensión. Para descender se invierten las presiones básicamente.

Es muy probable que, a la vez que este servidor les esta contando algunos de los avances más relevantes que se han producido en los últimos años, ahora mismo algo nuevo se este cociendo en el laboratorio de alguna compañía y que se publicará mañana mismo. Y es que todas estas "nuevas tecnologías" (expresión muy de moda últimamente) están acelerando a un ritmo vertiginoso el ingenio y la capacidad de invención de nuestras nuevas generaciones.

Seguro que no habré mencionado todos los avances, "ni son todos los que están, ni están todos los que son", pero espero haber iluminado un poco a algunos que aun andan un poco estrechos de ideas. Porque no habrá innovación, ni invención, ni futuro sin "imaginación". 

Gracias por leerme.  

Pd: No olvidéis practicar el CCS, comentar, compartir y suscribirse.