Vista exterior de ascensores típicos, en un edificio de oficinas en Portland, OregónEste ascensor a la estación de U-Bahn de Alexanderplatz en Berlín está construido con paredes y puertas de cristal, dejando al descubierto su funcionamiento interno.
Un ascensor ( en inglés americano ) o elevador ( en inglés de la Commonwealth ) es una máquina que transporta verticalmente personas o mercancías entre niveles. Normalmente están accionados por motores eléctricos que impulsan cables de tracción y sistemas de contrapeso como un polipasto , aunque algunos bombean fluido hidráulico para elevar un pistón cilíndrico como un gato .
Los elevadores se utilizan en la agricultura y la industria para elevar materiales. Hay varios tipos, como los elevadores de cadena y de cangilones , los sinfines para granos y los elevadores de heno . En algunos países, los elevadores se denominan "elevadores". Los edificios modernos suelen tener ascensores para garantizar la accesibilidad, especialmente donde no es posible instalar rampas . Los ascensores de alta velocidad son comunes en los rascacielos . Algunos ascensores incluso pueden moverse horizontalmente. [1]
Historia
Era preindustrial
Diseño de ascensor del ingeniero alemán Konrad Kyeser (1405)
La primera referencia conocida a un ascensor se encuentra en las obras del arquitecto romano Vitruvio , quien informó que Arquímedes ( c. 287 a. C. - c. 212 a. C. ) construyó su primer ascensor probablemente en el 236 a. C. [2] Fuentes de períodos posteriores mencionan ascensores como cabinas sobre una cuerda de cáñamo , impulsadas por personas o animales.
El Coliseo romano , terminado en el año 80 d. C., tenía aproximadamente 25 ascensores que se usaban para elevar animales hasta el piso. [3] Cada ascensor podía transportar alrededor de 600 libras (270 kg) (aproximadamente el peso de dos leones) a 23 pies (7,0 m) de altura cuando era impulsado por hasta ocho hombres. [4] En el año 1000, el Libro de los Secretos de Ibn Khalaf al-Muradi en la España islámica describió el uso de un dispositivo de elevación similar a un ascensor para levantar un gran ariete para destruir una fortaleza. [5]
En el siglo XVII se instalaron prototipos de ascensores en los palacios de Inglaterra y Francia. Luis XV de Francia mandó construir una llamada «silla voladora» para una de sus amantes en el Palacio de Versalles en 1743. [6]
Los ascensores antiguos y medievales utilizaban sistemas de accionamiento basados en polipastos y molinetes . La invención de un sistema basado en el accionamiento por tornillo fue quizás el paso más importante en la tecnología de los ascensores desde la antigüedad, conduciendo a la creación de los modernos ascensores de pasajeros. El primer ascensor con accionamiento por tornillo fue construido por Ivan Kulibin e instalado en el Palacio de Invierno en 1793, aunque puede haber habido un diseño anterior de Leonardo da Vinci . [7] Varios años después, otro de los ascensores de Kulibin fue instalado en Arkhangelskoye cerca de Moscú .
Era industrial
El desarrollo de los ascensores fue impulsado por la necesidad de mover materias primas, incluido el carbón y la madera , desde las laderas. La tecnología desarrollada por estas industrias y la introducción de la construcción con vigas de acero trabajaron juntas para proporcionar los ascensores de pasajeros y mercancías que se utilizan hoy en día. Comenzando en las minas de carbón, los ascensores de mediados del siglo XIX funcionaban con energía de vapor y se usaban para mover mercancías a granel en minas y fábricas. Estos dispositivos pronto se aplicaron a un conjunto diverso de propósitos. En 1823, Burton y Homer, dos arquitectos de Londres , construyeron y operaron una novedosa atracción turística a la que llamaron "sala ascendente", que elevaba a los clientes a una altura considerable en el centro de Londres, proporcionando una vista panorámica. [8]
En 1845, el arquitecto napolitano Gaetano Genovese instaló en el Palacio Real de Caserta la «Silla voladora», un ascensor adelantado a su tiempo . Estaba revestido de madera de castaño por fuera y de arce por dentro. Incluía luz, dos bancos y una señal accionada manualmente y podía activarse desde el exterior, sin ningún esfuerzo por parte de los ocupantes. La tracción estaba controlada por un motor mecánico que utilizaba un sistema de ruedas dentadas. Se diseñó un sistema de seguridad que entraba en funcionamiento en caso de rotura de las cuerdas, consistente en una viga empujada hacia el exterior por un resorte de acero.
La grúa hidráulica fue inventada por Sir William Armstrong en 1846, principalmente para su uso en los muelles de Tyneside para cargar mercancías. Rápidamente sustituyó a los ascensores de vapor anteriores, aprovechando la ley de Pascal para proporcionar una fuerza mucho mayor. Una bomba de agua suministraba un nivel variable de presión de agua a un émbolo alojado en un cilindro vertical, lo que permitía elevar y bajar la plataforma, que transportaba una carga pesada. También se utilizaban contrapesos y balanzas para aumentar la potencia de elevación.
A Henry Waterman de Nueva York se le atribuye la invención del "control de cuerda fija" para un ascensor en 1850. [10]
En 1852, Elisha Otis presentó el ascensor de seguridad, que impedía la caída de la cabina si se rompía el cable. Lo demostró en la exposición de Nueva York en el Crystal Palace en una presentación dramática y desafiante a la muerte en 1854, [10] [11] y el primer ascensor de pasajeros de este tipo se instaló en el 488 de Broadway en la ciudad de Nueva York el 23 de marzo de 1857.
El primer hueco de ascensor precedió al primer ascensor en cuatro años. La construcción del edificio de la Cooper Union Foundation de Peter Cooper en Nueva York comenzó en 1853. Se incluyó un hueco de ascensor en el diseño porque Cooper confiaba en que pronto se inventaría un ascensor de pasajeros seguro. [12] El hueco era cilíndrico porque Cooper pensó que era el diseño más eficiente. [13] Otis diseñó más tarde un ascensor especial para el edificio.
Se cree que el edificio Equitable Life , terminado en 1870 en la ciudad de Nueva York, es el primer edificio de oficinas con ascensores de pasajeros. [15]
En 1872, el inventor estadounidense James Wayland patentó un novedoso método para asegurar los huecos de los ascensores con puertas que se abren y cierran automáticamente a medida que la cabina del ascensor se acerca y sale de ellas. [16]
En 1874, JW Meaker patentó un método que permitía que las puertas del ascensor se abrieran y cerraran de forma segura. [17]
El primer ascensor eléctrico fue construido por Werner von Siemens en 1880 en Alemania. [18] El inventor Anton Freissler desarrolló aún más las ideas de von Siemens y creó una exitosa empresa de ascensores en Austria-Hungría. La seguridad y la velocidad de los ascensores eléctricos fueron mejoradas significativamente por Frank Sprague , quien agregó control de piso, operación automática, control de aceleración y otros dispositivos de seguridad. Su ascensor funcionaba más rápido y con cargas más grandes que los ascensores hidráulicos o de vapor. 584 de los ascensores de Sprague se instalaron antes de que vendiera su empresa a Otis Elevator Company en 1895. Sprague también desarrolló la idea y la tecnología para múltiples ascensores en un solo eje.
En 1871, cuando la energía hidráulica era una tecnología bien establecida, Edward B. Ellington fundó Wharves and Warehouses Steam Power and Hydraulic Pressure Company, que se convirtió en la London Hydraulic Power Company en 1883. Construyó una red de tuberías de alta presión en ambos lados del Támesis que finalmente se extendió 184 millas (296 km) y alimentó unas 8000 máquinas, predominantemente ascensores y grúas. [19]
Schuyler Wheeler patentó su diseño de ascensor eléctrico en 1883. [20] [21] [22]
En 1884, el inventor estadounidense D. Humphreys de Norfolk, Virginia , patentó un ascensor con puertas automáticas que cerraban el hueco del ascensor cuando no se entraba ni salía de la cabina. [23] [24]
En 1887, el inventor estadounidense Alexander Miles de Duluth, Minnesota , patentó un ascensor con puertas automáticas que cerraban el hueco del ascensor cuando no se entraba o salía de la cabina.
En 1891, los inventores estadounidenses Joseph Kelly y William L. Woods patentaron conjuntamente una forma novedosa de proteger los huecos de los ascensores contra accidentes, mediante escotillas que se abrían y cerraban automáticamente cuando la cabina pasaba por ellas. [25]
El primer ascensor de la India fue instalado en el Raj Bhavan de Calcuta por Otis en 1892. [26]
En 1900, ya existían ascensores completamente automatizados, pero los pasajeros se mostraban reacios a utilizarlos. Su adopción se vio facilitada por una huelga de ascensoristas en 1945 en la ciudad de Nueva York y la incorporación de un botón de parada de emergencia, un teléfono de emergencia y una voz automatizada explicativa tranquilizadora. [27]
En ascensores de alta velocidad de todo el mundo se utilizan sistemas de accionamiento sin engranajes controlados por inversores. La empresa Toshiba continuó investigando sobre tiristores para su uso en el control de inversores y mejoró drásticamente su capacidad de conmutación, lo que dio como resultado el desarrollo de transistores bipolares de puerta aislada (IGBT) a finales de la década de 1980. Los IGBT consiguieron aumentar la frecuencia de conmutación y reducir el ruido magnético en el motor, eliminando la necesidad de un circuito de filtro y permitiendo un sistema más compacto. Los IGBT también permitieron el desarrollo de un dispositivo de control totalmente digital pequeño, altamente integrado y altamente sofisticado, que consta de un procesador de alta velocidad, matrices de puertas especialmente personalizadas y un circuito capaz de controlar grandes corrientes de varios kHz. [28]
En el año 2000 se ofrece comercialmente en Argentina el primer ascensor de vacío. [29]
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Sala de máquinas del ascensor
Algunas personas sostienen que los ascensores comenzaron como simples polipastos de cuerda o cadena (ver Ascensores de tracción a continuación). Un ascensor es esencialmente una plataforma que se tira o se empuja hacia arriba por medios mecánicos. Un ascensor moderno consta de una cabina (también llamada "cabina", "jaula", "carro" o "vagón") montada en una plataforma dentro de un espacio cerrado llamado pozo o, a veces, "caja de ascensor". En el pasado, los mecanismos de accionamiento de los ascensores se accionaban mediante pistones hidráulicos de vapor y agua o manualmente. En un ascensor de "tracción", las cabinas se elevan mediante cables de acero rodantes sobre una polea con ranuras profundas , comúnmente llamada roldana en la industria. El peso de la cabina se equilibra con un contrapeso . A menudo, se construyen dos ascensores (o, a veces, tres) de modo que sus cabinas siempre se muevan sincrónicamente en direcciones opuestas y sean el contrapeso de cada uno.
La fricción entre las cuerdas y la polea proporciona la tracción que da nombre a este tipo de ascensor.
Los ascensores hidráulicos utilizan los principios de la hidráulica (en el sentido de potencia hidráulica ) para presurizar un pistón sobre el suelo o enterrado para elevar y bajar la cabina (consulte Ascensores hidráulicos a continuación). Los sistemas hidráulicos con cables utilizan una combinación de cables y potencia hidráulica para elevar y bajar las cabinas. Las innovaciones recientes incluyen motores de imanes permanentes, máquinas sin engranajes montadas sobre rieles y sin sala de máquinas y controles con microprocesador.
La tecnología utilizada en las nuevas instalaciones depende de diversos factores. Los ascensores hidráulicos son más baratos, pero la instalación de cilindros de una longitud superior a una determinada resulta poco práctica en huecos de ascensores muy altos. En el caso de edificios de más de siete plantas, se deben utilizar ascensores de tracción. Los ascensores hidráulicos suelen ser más lentos que los de tracción.
Los ascensores son candidatos a la personalización en masa . Se pueden lograr economías con la producción en masa de los componentes, pero cada edificio tiene sus propios requisitos, como diferente número de pisos, dimensiones del hueco y patrones de uso.
Puertas
Configuración de puerta telescópica en cascada de 2 velocidades en el interior de un ascensorUna gran puerta de "losa"
Las puertas de ascensor evitan que los pasajeros se caigan, entren o manipulen cualquier cosa que se encuentre en el hueco. La configuración más común es tener dos paneles que se encuentran en el medio y se abren deslizándose lateralmente. Estas puertas se conocen como "de apertura central". En una configuración telescópica en cascada (que potencialmente permite entradas más amplias en un espacio limitado), las puertas se deslizan sobre rieles independientes de modo que, cuando están abiertas, se esconden una detrás de la otra y, cuando están cerradas, forman capas en cascada en un lado. Esto se puede configurar de modo que dos juegos de puertas en cascada funcionen como las puertas de apertura central descritas anteriormente, lo que permite una cabina de ascensor muy ancha. En instalaciones menos costosas, el ascensor también puede utilizar una puerta "de losa" grande: una puerta de un solo panel del ancho de la puerta que se abre lateralmente hacia la izquierda o la derecha. Estas puertas se conocen como "puertas de corredera simple". Algunos edificios tienen ascensores con una puerta simple en el hueco y puertas dobles en cascada en la cabina.
Ascensores sin cuarto de máquinas (MRL)
Kone EcoDisc . Todo el sistema de accionamiento se encuentra en el hueco del ascensor.
Los ascensores que no requieren salas de máquinas independientes están diseñados de forma que la mayoría de sus componentes de potencia y control quepan dentro del hueco del ascensor (el hueco que contiene la cabina del ascensor) y un pequeño armario alberga el controlador. El equipo es, por lo demás, similar al de un ascensor de tracción normal o un ascensor hidráulico sin huecos. El primer ascensor del mundo sin sala de máquinas, el Kone MonoSpace, fue presentado en el año 1996 por Kone . En comparación con los ascensores tradicionales, este:
Requiere menos espacio
Se utiliza entre un 70 y un 80 % menos de energía
No se utiliza aceite hidráulico (a diferencia de las unidades hidráulicas tradicionales)
Tenía todos los componentes sobre el suelo (evitando el problema ambiental que crea el cilindro hidráulico en los ascensores de tipo hidráulico directo que está bajo tierra)
Cuesta algo menos que otros sistemas, y significativamente menos que el elevador hidráulico MRL
Podría funcionar a velocidades más rápidas que los sistemas hidráulicos, pero no las unidades de tracción normales.
Su desventaja era que su mantenimiento y reparación podía resultar más difícil y significativamente más peligroso.
Otros datos
Nivel de ruido de 50 a 55 dBA ( decibeles ponderados A ), inferior al de algunos tipos de ascensores, pero no al de todos.
Generalmente se utiliza para edificios de baja a mediana altura.
Los códigos de construcción nacionales y locales no abordan los ascensores sin salas de máquinas. Los ascensores residenciales MRL aún no están permitidos por el código ASME A17 en los EE. UU. Los ascensores MRL han sido reconocidos en el suplemento de 2005 del Código de ascensores A17.1 de 2004.
En la actualidad, existen algunos ascensores hidráulicos sin sala de máquinas de Otis y TK Elevator. No requieren el uso de un pistón subterráneo ni de una sala de máquinas, lo que mitiga las preocupaciones ambientales; sin embargo, no están permitidos por los códigos en algunas partes de los Estados Unidos. [30] [31]
Ascensores de dos pisos
Los ascensores de dos pisos son ascensores de tracción con cabinas que tienen un piso superior y otro inferior. Ambos pisos, que pueden dar servicio a un piso al mismo tiempo, suelen estar accionados por el mismo motor. [32] El sistema aumenta la eficiencia en edificios de gran altura y ahorra espacio, por lo que no se necesitan huecos ni cabinas adicionales.
En 2003, TK Elevator inventó un sistema llamado TWIN, con dos cabinas de ascensor que funcionan independientemente en un solo hueco. [33]
Cálculos de tráfico
Cálculos del tiempo de ida y vuelta
Historia
En 1901, el ingeniero consultor Charles G. Darrach (1846-1927) propuso la primera fórmula para determinar el servicio del ascensor. [34]
En 1908, Reginald P. Bolton publicó el primer libro dedicado a este tema, Elevator Service . [35] El resumen de su trabajo fue un enorme cuadro desplegable (colocado al final de su libro) que permitía a los usuarios determinar la cantidad de ascensores exprés y locales necesarios para que un edificio determinado cumpliera con un intervalo de servicio deseado.
En 1912, el ingeniero comercial Edmund F. Tweedy y el ingeniero eléctrico Arthur Williams escribieron conjuntamente un libro titulado Ingeniería comercial para estaciones centrales . [36] Siguió el ejemplo de Bolton y desarrolló un "Cuadro para determinar la cantidad y el tamaño de los ascensores necesarios para los edificios de oficinas de una determinada superficie total ocupada".
En 1920, Howard B. Cook presentó un artículo titulado "Servicio de ascensores para pasajeros". [37] Este artículo marcó la primera vez que un miembro de la industria de ascensores ofreció un método matemático para determinar el servicio de ascensores. Su fórmula determinó el tiempo de ida y vuelta (RTT) al encontrar el tiempo de viaje único, duplicarlo y agregarle 10 segundos.
En 1923, Bassett Jones publicó un artículo titulado "El número probable de paradas que hace un ascensor". [38] Basó sus ecuaciones en la teoría de probabilidades y encontró un método razonablemente preciso para calcular el recuento medio de paradas. La ecuación de este artículo suponía una población constante en cada piso.
En 1926, Jones escribió una versión actualizada de sus ecuaciones que tenía en cuenta la población variable en cada piso. [39] Jones atribuyó el desarrollo de la ecuación a David Lindquist, pero no proporciona ninguna indicación sobre cuándo se propuso por primera vez.
Aunque las ecuaciones ya existían, el análisis del tráfico de ascensores seguía siendo una tarea muy especializada que sólo podían llevar a cabo expertos mundiales. Eso fue así hasta 1967, cuando Strakosch escribió un método de ocho pasos para determinar la eficiencia de un sistema en "Transporte vertical: ascensores y escaleras mecánicas". [40]
Cálculos de subida de nivel
En 1975, Barney y Dos Santos desarrollaron y publicaron la "fórmula del tiempo de ida y vuelta (RTT)", que siguió el trabajo de Strakosch. [41] Este fue el primer modelo matemático formulado y es la forma más simple que todavía utilizan los analizadores de tráfico en la actualidad.
A lo largo de los años se han realizado modificaciones y mejoras a esta ecuación, la más significativa en 2000, cuando Peters publicó "Mejoras en el cálculo del tiempo de ida y vuelta en horas punta" [42], que mejoró la precisión del cálculo del tiempo de vuelo, teniendo en cuenta los viajes cortos en ascensor cuando la cabina no alcanza la velocidad o aceleración máximas nominales, y añadió la funcionalidad de las zonas exprés. Esta ecuación se conoce ahora como "Cálculo de horas punta" [43], ya que utiliza el supuesto de que todos los pasajeros entran al edificio desde la planta baja (tráfico entrante) y que no hay pasajeros que viajen desde un piso superior a la planta baja (tráfico saliente) ni pasajeros que viajen de un piso interno a otro (tráfico entre pisos). Este modelo funciona bien si un edificio tiene su mayor afluencia a primera hora de la mañana; sin embargo, en sistemas de ascensores más complicados, este modelo no funciona.
Análisis general
En 1990, Peters publicó un artículo titulado "Análisis del tráfico de ascensores: fórmulas para el caso general" [44] en el que desarrolló una nueva fórmula que daría cuenta de los patrones de tráfico mixto, así como de la agrupación de pasajeros mediante la aproximación de Poisson. Esta nueva ecuación de análisis general permitió analizar sistemas mucho más complejos; sin embargo, las ecuaciones se habían vuelto tan complejas que era casi imposible realizarlas manualmente y se hizo necesario utilizar software para ejecutar los cálculos. La fórmula de análisis general se amplió aún más en 1996 para dar cuenta de los ascensores de dos pisos. [45]
Simulaciones
Los cálculos RTT establecen la capacidad de manejo de un sistema de ascensores mediante un conjunto de cálculos repetibles que, para un conjunto dado de entradas, siempre producen la misma respuesta. Funciona bien para sistemas simples, pero a medida que los sistemas se vuelven más complejos, los cálculos son más difíciles de desarrollar e implementar. Para sistemas muy complejos, la solución es simular el edificio. [46]
Simulación basada en despachador
En este método, se crea una versión virtual de un edificio en una computadora, modelando pasajeros y ascensores lo más realistamente posible, y se utilizan números aleatorios para modelar la probabilidad en lugar de ecuaciones matemáticas y probabilidad porcentual.
La simulación basada en despachadores ha experimentado importantes mejoras a lo largo de los años, pero el principio sigue siendo el mismo. El simulador más utilizado, Elevate, se presentó por primera vez en 1998 como Elevate Lite. [47]
Aunque actualmente es el método más preciso para modelar un sistema de ascensores, el método tiene desventajas. A diferencia de los cálculos, no encuentra un valor RTT porque no realiza viajes de ida y vuelta estándar; por lo tanto, no se ajusta a la metodología de análisis de tráfico de ascensores estandarizada y no se puede utilizar para encontrar valores como el intervalo promedio; en cambio, generalmente se utiliza para encontrar el tiempo de espera promedio.
Simulación de Monte Carlo
En el primer simposio de ascensores y escaleras mecánicas de 2011, Al-Sharif propuso una forma alternativa de simulación [48] que modelaba el viaje de ida y vuelta de un automóvil antes de reiniciarse y volver a funcionar. Este método todavía es capaz de modelar sistemas complejos y también se ajusta a la metodología estándar al producir un valor RTT. El modelo se mejoró aún más en 2018 cuando Al-Sharif demostró una forma de reintroducir una función similar a un despachador que puede modelar sistemas de control de destino. [49]
Si bien esto elimina con éxito el principal inconveniente de la simulación, no es tan preciso como las simulaciones basadas en el despachador debido a sus simplificaciones y su naturaleza no continua. El método de Monte Carlo también requiere el recuento de pasajeros como entrada, en lugar de pasajeros por segundo, como en otras metodologías.
Tipos de mecanismos de elevación
Los ascensores pueden funcionar con cuerdas o sin ellas. [50] Hay al menos cuatro formas de mover un ascensor:
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Cables de acero y un motor eléctrico (máquina) en la sala de máquinas. La máquina tiene dos pinzas de freno en la parte superior.
Las máquinas de tracción con engranajes son accionadas por motores eléctricos de corriente alterna o continua . Las máquinas con engranajes utilizan engranajes helicoidales para controlar el movimiento mecánico de las cabinas de ascensores "haciendo rodar" cables de acero sobre una polea de transmisión que está unida a una caja de engranajes accionada por un motor de alta velocidad. Estas máquinas son generalmente la mejor opción para uso en tracción en sótanos o en alturas elevadas para velocidades de hasta 3 m/s (500 pies/min). [51]
Históricamente, los motores de CA se utilizaban para máquinas de ascensores de una o dos velocidades por razones de coste y para aplicaciones de menor uso en las que la velocidad de la cabina y la comodidad de los pasajeros eran un problema menor, pero para ascensores de mayor velocidad y capacidad, la necesidad de un control de velocidad infinitamente variable sobre la máquina de tracción se convierte en un problema. Por lo tanto, las máquinas de CC alimentadas por un generador de motor de CA/CC eran la solución preferida. El conjunto MG también solía alimentar el controlador de relé del ascensor, que tiene la ventaja añadida de aislar eléctricamente los ascensores del resto del sistema eléctrico de un edificio, eliminando así los picos de potencia transitorios en el suministro eléctrico del edificio causados por el arranque y la parada de los motores (haciendo que la iluminación se atenúe cada vez que se utilizan los ascensores, por ejemplo), así como la interferencia con otros equipos eléctricos causada por el arco de los contactores de relé en el sistema de control.
La amplia disponibilidad de variadores de frecuencia ha permitido que los motores de CA se utilicen de forma universal, aportando las ventajas de los antiguos sistemas de motor-generador basados en CC, sin las desventajas en términos de eficiencia y complejidad. Las antiguas instalaciones basadas en MG están siendo reemplazadas gradualmente en edificios antiguos debido a su baja eficiencia energética.
Las máquinas de tracción sin engranajes son motores eléctricos de baja velocidad (bajas RPM) y alto par que funcionan con CA o CC. En este caso, la polea de transmisión está conectada directamente al extremo del motor. Los ascensores de tracción sin engranajes pueden alcanzar velocidades de hasta 20 m/s (4000 pies/min). Se monta un freno entre el motor y la caja de cambios o entre el motor y la polea de transmisión o en el extremo de la polea de transmisión para mantener el ascensor estacionario en un piso. Este freno suele ser de tipo tambor externo y se activa mediante la fuerza de un resorte y se mantiene abierto eléctricamente; un corte de energía hará que el freno se active y evite que el ascensor se caiga (consulte seguridad inherente e ingeniería de seguridad ). Pero también puede ser algún tipo de disco como una o más pinzas sobre un disco en un extremo del eje del motor o polea de transmisión que se utiliza en ascensores de alta velocidad, gran altura y gran capacidad con salas de máquinas (una excepción es el EcoDisc de Kone MonoSpace que no es de alta velocidad, gran altura y gran capacidad y no tiene sala de máquinas, pero utiliza el mismo diseño que es una versión más delgada de una máquina de tracción sin engranajes convencional) para potencia de frenado, compacidad y redundancia (asumiendo que hay al menos dos pinzas en el disco), o uno o más frenos de disco con una sola pinza en un extremo del eje del motor o polea de transmisión que se utiliza en ascensores sin sala de máquinas para compacidad, potencia de frenado y redundancia (asumiendo que hay dos o más frenos).
En cada caso, los cables de acero o kevlar se unen a una placa de enganche en la parte superior de la cabina o pueden estar "colgados" debajo de una cabina y luego enrollados sobre la polea de transmisión hasta un contrapeso unido al extremo opuesto de los cables, lo que reduce la cantidad de energía necesaria para mover la cabina. El contrapeso está ubicado en el hueco del elevador y se transporta a lo largo de un sistema ferroviario separado; a medida que la cabina sube, el contrapeso baja y viceversa. Esta acción es impulsada por la máquina de tracción que es dirigida por el controlador, generalmente un dispositivo lógico de relé o computarizado que dirige el arranque, la aceleración , la desaceleración y la detención de la cabina del elevador. El peso del contrapeso es generalmente igual al peso de la cabina del elevador más el 40-50% de la capacidad del elevador. Las ranuras en la polea de transmisión están especialmente diseñadas para evitar que los cables se resbalen. La " tracción " se proporciona a los cables mediante el agarre de las ranuras en la polea, de ahí el nombre. A medida que los cables envejecen y las ranuras de tracción se desgastan, se pierde algo de tracción y es necesario reemplazar los cables y reparar o reemplazar la polea. El desgaste de las poleas y los cables se puede reducir significativamente si se garantiza que todos los cables tengan la misma tensión, de modo que se comparta la carga de manera uniforme. La igualación de la tensión de los cables se puede lograr utilizando un medidor de tensión de cables y es una forma sencilla de extender la vida útil de las poleas y los cables.
Los ascensores con más de 30 m (98 ft) de recorrido tienen un sistema llamado compensación. Se trata de un conjunto independiente de cables o una cadena unida a la parte inferior del contrapeso y a la parte inferior de la cabina del ascensor. Esto facilita el control del ascensor, ya que compensa la diferencia de peso del cable entre el polipasto y la cabina. Si la cabina del ascensor está en la parte superior del hueco del ascensor, hay un tramo corto de cable de polipasto por encima de la cabina y un tramo largo de cable de compensación por debajo de la cabina y viceversa para el contrapeso. Si el sistema de compensación utiliza cables, habrá una polea adicional en el foso debajo del ascensor para guiar los cables. Si el sistema de compensación utiliza cadenas, la cadena está guiada por una barra montada entre las vías del contrapeso.
Impulsores regenerativos
Otra mejora en ahorro energético es el accionamiento regenerativo, [52] que funciona de forma análoga al frenado regenerativo de los vehículos, utilizando el motor eléctrico del ascensor como generador para capturar parte de la energía potencial gravitatoria del descenso de una cabina llena (más pesada que su contrapeso) o del ascenso de una cabina vacía (más ligera que su contrapeso) y devolverla al sistema eléctrico del edificio.
Ascensores hidráulicos
Pozo de un ascensor panorámico hidráulico con rejilla metálica en el fondo. Este ascensor recorre siete pisos.
Ascensores hidráulicos convencionales . Utilizan un cilindro hidráulico subterráneo , son bastante comunes en edificios de baja altura, de dos a cinco pisos (a veces, pero rara vez, hasta seis u ocho pisos), y tienen velocidades de hasta 1 m/s (200 pies/min).
Los ascensores hidráulicos sin orificios se desarrollaron en la década de 1970 y utilizan un par de cilindros sobre el suelo, lo que los hace prácticos para edificios sensibles al medio ambiente o a los costos con dos, tres o cuatro pisos.
Los ascensores hidráulicos con cuerdas utilizan cilindros sobre el suelo y un sistema de cuerdas, lo que permite que el ascensor se desplace más lejos de lo que debe moverse el pistón.
La baja complejidad mecánica de los ascensores hidráulicos en comparación con los ascensores de tracción los hace ideales para instalaciones de poca altura y poco tráfico. Son menos eficientes energéticamente, ya que la bomba trabaja contra la gravedad para empujar la cabina y sus pasajeros hacia arriba; esta energía se pierde cuando la cabina desciende por su propio peso. El alto consumo de corriente de la bomba al arrancar también supone mayores exigencias para el sistema eléctrico de un edificio. También existen preocupaciones medioambientales en caso de que el cilindro elevador pierda líquido al suelo, [53] de ahí el desarrollo de ascensores hidráulicos sin agujeros, que también eliminan la necesidad de un agujero relativamente profundo en el fondo del hueco del ascensor. [ cita requerida ]
Un ascensor trepador es un ascensor autoascendente con su propia propulsión. La propulsión puede ser eléctrica o de combustión. Los ascensores trepadores se utilizan en mástiles o torres arriostrados, con el fin de facilitar el acceso a partes de estas construcciones, como las lámparas de seguridad de vuelo para su mantenimiento. Un ejemplo serían las torres Moonlight en Austin, Texas, donde el ascensor solo tiene capacidad para una persona y equipo para su mantenimiento. La Torre Glasgow , una torre de observación en Glasgow , Escocia, también utiliza dos ascensores trepadores. Los ascensores trepadores temporales se utilizan comúnmente en la construcción de nuevos edificios de gran altura para trasladar materiales y personal antes de que se instale el sistema de ascensores permanente del edificio, momento en el que se desmontan los ascensores trepadores.
Ascensor neumático
Un ascensor de este tipo utiliza un vacío en la parte superior de la cabina y una válvula en la parte superior del "eje" para mover la cabina hacia arriba y cierra la válvula para mantener la cabina al mismo nivel. Un diafragma o un pistón se utiliza como "freno", si hay un aumento repentino de presión sobre la cabina. Para bajar, abre la válvula para que el aire pueda presurizar la parte superior del "eje", permitiendo que la cabina baje por su propio peso. Esto también significa que en caso de un corte de energía, la cabina bajará automáticamente. El "eje" está hecho de acrílico, y siempre es redondo debido a la forma de la bomba de vacío. Para mantener el aire dentro de la cabina, se utilizan sellos de goma. Debido a las limitaciones técnicas, estos ascensores tienen una capacidad baja, por lo general permiten de 1 a 3 pasajeros y hasta 525 libras (238 kg). [56]
Controlador Otis de los años 20, en funcionamiento en un edificio de apartamentos de la ciudad de Nueva York
En la primera mitad del siglo XX, casi todos los ascensores no tenían un sistema automático de posicionamiento del piso en el que se detenía la cabina. Algunos de los ascensores de carga más antiguos se controlaban mediante interruptores que se accionaban tirando de cuerdas adyacentes. En general, la mayoría de los ascensores anteriores a la Segunda Guerra Mundial eran controlados manualmente por operadores de ascensores que utilizaban un reóstato conectado al motor. Este reóstato (ver imagen) estaba encerrado dentro de un contenedor cilíndrico del tamaño y la forma de un pastel. Este se montaba en posición vertical o lateral en la pared de la cabina y se operaba mediante una manija saliente, que podía deslizarse alrededor de la mitad superior del cilindro.
El motor del ascensor se encontraba en la parte superior del hueco o al lado de la parte inferior del mismo. Al empujar la palanca hacia delante, la cabina se elevaba; al empujarla hacia atrás, se hundía. Cuanto más fuerte era la presión, más rápido se movía el ascensor. La palanca también servía como interruptor de hombre muerto : si el operador soltaba la palanca, volvía a su posición vertical, lo que hacía que la cabina del ascensor se detuviera. Con el tiempo, los enclavamientos de seguridad garantizarían que las puertas interior y exterior se cerraran antes de permitir que el ascensor se moviera.
Esta palanca permitiría cierto control sobre la energía suministrada al motor y, por lo tanto, permitiría posicionar el ascensor con precisión, si el operador era lo suficientemente hábil. Lo más habitual era que el operador tuviera que "dar un golpecito" al control, moviendo la cabina en pequeños incrementos hasta que el ascensor estuviera razonablemente cerca del punto de aterrizaje. Luego, el operador indicaría a los pasajeros que salían y entraban que "tuvieran cuidado con el escalón".
Controles de ascensor con pulsadores manuales
El sistema Otis Autotronic de principios de los años 50 trajo consigo los primeros sistemas predictivos que podían anticipar los patrones de tráfico dentro de un edificio para implementar el movimiento del ascensor de la manera más eficiente. Los sistemas de ascensores controlados por relés siguieron siendo comunes hasta los años 80; fueron reemplazados gradualmente por sistemas de estado sólido y los controles basados en microprocesadores son ahora el estándar de la industria. La mayoría de los ascensores antiguos, operados manualmente, han sido modernizados con controles automáticos o semiautomáticos.
Controles generales
Un ascensor de pasajeros moderno típico tendrá:
Fuera del ascensor, botones para subir o bajar (el piso inferior solo tiene el botón de subir, el piso superior solo tiene el botón de bajar y cada piso intermedio (normalmente) tiene ambos)
Espacio para estar de pie, barandillas, cojín para sentarse (de lujo)
Sensor de sobrecarga: evita que el ascensor se mueva hasta que se haya retirado el exceso de carga. Puede activar un mensaje de voz o una alarma sonora. También puede activar un indicador de "cabina llena", que indica que la cabina no puede aceptar más pasajeros hasta que se descarguen algunos.
Ventiladores eléctricos o unidades de aire acondicionado para mejorar la circulación y el confort.
Un panel de control con varios botones. En muchos países, el texto de los botones y los iconos están en relieve para que los usuarios ciegos puedan operar el ascensor; muchos tienen además texto en Braille . Los botones incluyen:
Botones de llamada para elegir un piso. Algunos de ellos pueden ser interruptores de llave (para controlar el acceso). En algunos ascensores, como los de algunos hoteles, a ciertos pisos no se puede acceder a menos que se pase una tarjeta de seguridad o se introduzca un código de acceso.
Un botón o interruptor de alarma que los pasajeros pueden utilizar para advertir al encargado de las instalaciones que han quedado atrapados en el ascensor. Algunos ascensores también tienen teléfonos de emergencia para pedir ayuda en caso de quedar atrapados. En muchas jurisdicciones, esto es obligatorio por ley.
Botones de apertura y cierre de puerta.
El funcionamiento del botón de apertura de puerta es transparente, abriendo y sosteniendo inmediatamente la puerta, típicamente hasta que ocurre un tiempo de espera y la puerta se cierra. El funcionamiento del botón de cierre de puerta es menos transparente, y a menudo parece no hacer nada, lo que lleva a informes frecuentes pero incorrectos [57] de que el botón de cierre de puerta es un botón placebo : o no está cableado en absoluto, o está inactivo en el servicio normal. En muchos ascensores antiguos, si hay uno presente, el botón de cierre de puerta es funcional porque el ascensor no cumple con la ADA y/o no tiene un modo de servicio de bomberos. [58] [59] [60] [61] Los botones de apertura y cierre de puerta que funcionan son requeridos por código en muchas jurisdicciones, incluido Estados Unidos, específicamente para operación de emergencia: en modo independiente, los botones de apertura y cierre de puerta se usan para abrir o cerrar manualmente la puerta. [57] [62] Más allá de esto, la programación varía significativamente, con algunos botones de cierre de puerta que cierran la puerta inmediatamente, pero en otros casos se retrasan por un tiempo de espera general, por lo que la puerta no se puede cerrar hasta unos segundos después de abrirse. En este caso (aceleración del cierre normal), el botón de cierre de puerta no tiene ningún efecto. Sin embargo, el botón de cierre de puerta hará que se ignore una llamada de pasillo (por lo que la puerta no se volverá a abrir) y, una vez que haya expirado el tiempo de espera, el cierrapuertas cerrará inmediatamente la puerta, por ejemplo, para cancelar un empujón de apertura de puerta. El tiempo de espera mínimo para el cierre automático de puertas en los EE. UU. es de 5 segundos, [63] lo que es un retraso notable si no se anula.
Un conjunto de puertas que se mantienen cerradas con llave en cada piso para evitar el acceso involuntario al hueco del ascensor por parte de personas desprevenidas. La puerta se desbloquea y se abre mediante una máquina ubicada en el techo de la cabina, que también acciona las puertas que se desplazan con la cabina. Se proporcionan controles de puerta para cerrarlas inmediatamente o volver a abrirlas, aunque el botón para cerrarlas inmediatamente suele estar desactivado durante las operaciones normales, especialmente en los ascensores más recientes. Los objetos en el camino de las puertas en movimiento serán detectados por sensores o activarán físicamente un interruptor que volverá a abrir las puertas. De lo contrario, las puertas se cerrarán después de un tiempo preestablecido. Algunos ascensores están configurados para permanecer abiertos en el piso hasta que se requiera que se muevan nuevamente. Las regulaciones a menudo requieren que las puertas se cierren después del uso para evitar que entre humo en el hueco del ascensor en caso de incendio.
Un interruptor de parada para detener el ascensor mientras está en movimiento, que se utiliza a menudo para mantener abierto el ascensor mientras se carga la mercancía. Mantener un ascensor detenido durante demasiado tiempo puede activar una alarma. A menos que los códigos locales exijan lo contrario, lo más probable es que se trate de un interruptor de llave .
Algunos ascensores pueden tener uno o más de los siguientes:
Uso del botón del teléfono de emergencia en un ascensor. Hay texto en Braille para personas con discapacidad visual y un botón que se ilumina para alertar a una persona con discapacidad auditiva de que la alarma está sonando y se está realizando la llamada.Un teléfono de ascensor que puede ser utilizado (además de la alarma) por un pasajero atrapado para pedir ayuda. Puede consistir en un transceptor o simplemente en un botón. Esta característica suele ser requerida por las regulaciones locales.
Botón de retención: este botón retrasa el temporizador de cierre de la puerta, lo que resulta útil para cargar mercancías y camas de hospital.
Cancelación de llamada: Es posible deseleccionar un piso de destino haciendo doble clic.
Restricción de acceso mediante interruptores de llave, lector RFID, teclado de código, tarjeta de habitación de hotel, etc.
Uno o más conjuntos adicionales de puertas. Esto se utiliza principalmente para dar servicio a diferentes planos de planta: en cada planta solo se abre un conjunto de puertas. Por ejemplo, en una configuración de paso de peatones elevado, las puertas delanteras pueden abrirse en el nivel de la calle y las traseras en el nivel del paso de peatones. Esto también es habitual en garajes, estaciones de tren y aeropuertos. Alternativamente, ambas puertas pueden abrirse en una planta determinada. A veces, esto se programa de modo que un lado se abra primero para bajar y luego el otro lado para subir, para mejorar la velocidad de embarque/salida. Esto es especialmente útil cuando los pasajeros tienen equipaje o carritos, como en un aeropuerto, debido a la menor maniobrabilidad.
Botones dobles de apertura y cierre de puertas, en un ascensor con dos juegos de puertas, encontrados en un ascensor ThyssenKrupp de la década de 2010En el caso de puertas dobles, puede haber dos juegos de botones para abrir y cerrar puertas, con un par que controla las puertas delanteras, desde la perspectiva de la consola, normalmente denotados <> y ><, y el otro par que controla las puertas traseras, normalmente denotadas con una línea en el medio, <|> y >|<, o líneas dobles, |<>| y >||<. Este segundo juego es obligatorio en los EE. UU. si ambas puertas se pueden abrir en el mismo rellano, de modo que ambas puertas se puedan controlar en servicio independiente. [57] [64]
Cámara de seguridad
Paredes lisas o paredes con espejos
Botón de "señal" "S", encontrado en ascensores estadounidenses de entre 1991 y 2012Ventana de vidrio que ofrece una vista del interior del edificio o de las calles.
Botón de señal audible, etiquetado como "S": en los EE. UU., para ascensores instalados entre 1991 y 2012 (aprobación inicial de la ADA y entrada en vigor de la revisión de 2010), un botón que, si se presiona, suena una señal audible al pasar por cada piso, para ayudar a los pasajeros con discapacidad visual. Este botón ya no se usa en ascensores nuevos, donde el sonido normalmente es obligatorio. [65] [66]
Otros controles que no están disponibles para el público (ya sea porque son interruptores de llave o porque se guardan detrás de un panel cerrado) incluyen:
Servicio de bomberos, interruptor de llave de fase II
Interruptor para habilitar o deshabilitar el ascensor.
Un interruptor de inspección , que coloca el ascensor en modo de inspección (puede estar situado en la parte superior del ascensor)
Controles manuales de subida y bajada para técnicos de ascensores, para utilizar en modo inspección, por ejemplo.
Un modo de servicio independiente / exclusivo (también conocido como "preferencia de coche"), que evitará que el coche responda a las llamadas de la sala y solo llegue a los pisos seleccionados a través del panel. La puerta debe permanecer abierta mientras esté estacionado en un piso. Este modo se puede utilizar para transportar mercancías temporalmente.
Modo de servicio de asistente
Los edificios grandes con múltiples ascensores de este tipo también tenían un despachador de ascensores ubicado en el vestíbulo para dirigir a los pasajeros y señalar al operador que saliera con el uso de un generador de ruido mecánico en forma de "grillo".
Controles externos
Un panel de control externo
Los ascensores suelen controlarse desde el exterior mediante una cabina de llamada, que tiene botones de subida y bajada en cada parada. Cuando se pulsa en un piso determinado, el botón (también conocido como botón de "llamada de pasillo") llama al ascensor para que recoja más pasajeros. Si el ascensor en cuestión está prestando servicio en una determinada dirección, solo responderá a las llamadas en la misma dirección a menos que no haya más llamadas más allá de ese piso.
En un grupo de dos o más ascensores, los botones de llamada pueden estar conectados a una computadora de despacho central, de modo que se iluminen y cancelen al mismo tiempo. Esto se hace para garantizar que solo se llame a una cabina a la vez.
Se pueden instalar interruptores de llave en la planta baja para que el ascensor se pueda encender o apagar de forma remota desde el exterior.
En los sistemas de control de destino, uno selecciona el piso de destino deseado (en lugar de presionar "arriba" o "abajo" ) y luego se le notifica qué ascensor atenderá su solicitud.
Para distinguir los pisos, los distintos rellanos se numeran y, a veces, se escriben con letras. Para obtener más información, consulte el artículo anterior.
Algoritmo del ascensor
El algoritmo del ascensor , un algoritmo simple mediante el cual un solo ascensor puede decidir dónde parar, se resume de la siguiente manera:
Continúe viajando en la misma dirección mientras haya solicitudes restantes en esa misma dirección.
Si no hay más solicitudes en esa dirección, entonces deténgase y permanezca inactivo, o cambie de dirección si hay solicitudes en la dirección opuesta.
El algoritmo del ascensor ha encontrado una aplicación en los sistemas operativos de ordenador como algoritmo para programar las solicitudes del disco duro . Los ascensores modernos utilizan algoritmos heurísticos más complejos para decidir qué solicitud atender a continuación. En edificios más altos con mucho tráfico, como el New York Marriott Marquis o el Burj Khalifa , el algoritmo de despacho de destino se utiliza para agrupar a los pasajeros que van a pisos similares, maximizando la carga hasta en un 25%.
Sistema de control de destino
Panel de selección de piso de ascensor con control de destino Otis CompassPlus en la Universidad Northeastern de Boston, Estados Unidos
Algunos edificios de gran altura y otros tipos de instalaciones cuentan con un panel de control de destinos en el que el pasajero registra su llamada de piso antes de entrar en el vagón. El sistema le permite saber en qué vagón debe esperar, en lugar de que cada uno suba al siguiente vagón. De esta manera, el tiempo de viaje se reduce ya que el ascensor hace menos paradas para pasajeros individuales y el ordenador distribuye las paradas adyacentes a los diferentes vagones del grupo. Aunque el tiempo de viaje se reduce, los tiempos de espera de los pasajeros pueden ser más largos, ya que no necesariamente se les asignará el siguiente vagón en salir. Durante el período de baja demanda, el beneficio del control de destinos será limitado, ya que los pasajeros tienen un destino común.
También puede mejorar la accesibilidad, ya que un pasajero con movilidad reducida puede trasladarse a su vagón designado con antelación.
Dentro del ascensor no hay ningún botón de llamada que se pueda pulsar, o los botones están pero no se pueden pulsar, excepto el de apertura de puerta y el de alarma, sólo indican pisos de parada.
La idea del control de destino fue concebida originalmente por Leo Port de Sydney en 1961, [67] pero en ese momento los controladores de ascensores se implementaron en relés y no pudieron optimizar el rendimiento de las asignaciones de control de destino.
El sistema fue desarrollado por primera vez por Schindler Elevator en 1992 con el nombre de Miconic 10. Los fabricantes de estos sistemas afirman que el tiempo promedio de viaje se puede reducir hasta en un 30 %. [68]
Sin embargo, las mejoras de rendimiento no se pueden generalizar, ya que los beneficios y las limitaciones del sistema dependen de muchos factores. [69] Un problema es que el sistema está sujeto a manipulación. A veces, una persona ingresa el destino de un grupo grande de personas que van al mismo piso. El algoritmo de despacho generalmente no puede atender por completo la variación, y los que llegan tarde pueden encontrar que el ascensor al que están asignados ya está lleno. Además, ocasionalmente, una persona puede presionar el piso varias veces. Esto es común con los botones de subir/bajar cuando las personas creen que esta es una forma efectiva de apresurar los ascensores. Sin embargo, esto hará que la computadora piense que hay varias personas esperando y asignará autos vacíos para atender a esta persona.
Para evitar este problema, en una implementación del control de destino, a cada usuario se le entrega una tarjeta RFID , para su identificación y seguimiento, de modo que el sistema conoce cada llamada del usuario y puede cancelar la primera llamada si el pasajero decide viajar a otro destino, evitando llamadas vacías. La invención más reciente sabe incluso dónde se encuentran las personas y cuántas en qué piso debido a su identificación, ya sea con el propósito de evacuar el edificio o por razones de seguridad. [70] Otra forma de evitar este problema es tratar a todos los que viajan de un piso a otro como un grupo y asignar solo un automóvil para ese grupo.
El mismo concepto de programación de destinos también se puede aplicar al transporte público, como en el tránsito rápido grupal .
Una estación de control de despacho de destino Otis Compass , fuera del automóvil, en la que el usuario presiona un botón para indicar el piso de destino deseado y el panel indica qué automóvil será despachado.
La función de protección contra el delito (ACP) obligará a cada vagón a detenerse en un rellano predefinido y a abrir sus puertas. Esto permite que un guardia de seguridad o un recepcionista en el rellano inspeccione visualmente a los pasajeros. El vagón se detiene en este rellano a medida que pasa para satisfacer la demanda adicional.
Pico arriba
Durante el modo de alta demanda (también llamado tráfico entrante moderado), las cabinas de ascensor de un grupo se vuelven a llamar al vestíbulo para brindar un servicio rápido a los pasajeros que llegan al edificio, generalmente por la mañana cuando la gente llega al trabajo o al final de un período de almuerzo cuando la gente regresa al trabajo. Los ascensores se despachan uno por uno cuando alcanzan una carga de pasajeros predeterminada o cuando han tenido sus puertas abiertas durante un período de tiempo determinado. El siguiente ascensor que se despacha generalmente tiene su linterna de pasillo o un cartel de "este automóvil sale a continuación" iluminado para alentar a los pasajeros a aprovechar al máximo la capacidad disponible del sistema de ascensores. Algunos grupos de ascensores están programados para que al menos una cabina regrese siempre al piso del vestíbulo y se estacione cuando esté libre.
El inicio del pico de subida puede ser activado por un reloj, por la salida de un cierto número de vagones completamente cargados que abandonan el vestíbulo en un período de tiempo determinado, o por un interruptor operado manualmente por un encargado del edificio.
Pico descendente
Durante el modo de horas punta, los ascensores de un grupo se envían desde el vestíbulo hacia el piso más alto atendido, después de lo cual comienzan a funcionar por los pisos en respuesta a las llamadas de los pasajeros que desean abandonar el edificio. Esto permite que el sistema de ascensores proporcione la máxima capacidad de manejo de pasajeros para las personas que salen del edificio.
El inicio del horario de bajada puede ser activado por un reloj, por la llegada de un cierto número de vagones completamente cargados al vestíbulo dentro de un período de tiempo determinado, o por un interruptor operado manualmente por un encargado del edificio.
Servicio sabático
Un interruptor para activar o desactivar el modo ascensor Sabbath
En las zonas con grandes poblaciones de judíos observantes o en las instalaciones que atienden a judíos, se puede encontrar un " ascensor sabático ". En este modo, un ascensor se detiene automáticamente en cada piso, lo que permite a las personas subir y bajar sin tener que pulsar ningún botón. Esto evita la violación de la prohibición sabática de utilizar dispositivos eléctricos cuando está en vigor para quienes observan este ritual. [71]
Sin embargo, el modo Sabbath tiene el efecto secundario de utilizar cantidades considerables de energía, haciendo que la cabina del ascensor suba y baje secuencialmente por cada piso de un edificio, dando servicio repetidamente a pisos en los que no es necesario. En el caso de un edificio alto con muchos pisos, la cabina debe moverse con la suficiente frecuencia como para no causar demoras indebidas a los usuarios potenciales que no tocarán los controles mientras abre las puertas en cada piso del edificio.
Servicio independiente
El servicio independiente o preferencia de cabina es un modo especial que se encuentra en la mayoría de los ascensores. Se activa mediante un interruptor de llave, ya sea dentro del propio ascensor o en un panel de control centralizado en el vestíbulo. Cuando un ascensor se coloca en este modo, ya no responderá a las llamadas del vestíbulo. (En un banco de ascensores, el tráfico se redirige a los otros ascensores, mientras que en un ascensor individual, los botones del vestíbulo están desactivados). El ascensor permanecerá estacionado en un piso con sus puertas abiertas hasta que se seleccione un piso y se mantenga presionado el botón de cierre de la puerta hasta que el ascensor comience a moverse. El servicio independiente es útil cuando se transportan grandes mercancías o se trasladan grupos de personas entre determinados pisos.
Servicio de inspección
El servicio de inspección está diseñado para proporcionar acceso al hueco del ascensor y a la parte superior de la cabina para fines de inspección y mantenimiento por parte de mecánicos de ascensores calificados. Primero se activa mediante un interruptor de llave en el panel de operación de la cabina, generalmente etiquetado como 'Inspección', 'Parte superior de la cabina', 'Habilitar acceso' o 'HWENAB' (abreviatura de acceso a la cabina del ascensor habilitada). Cuando se activa este interruptor, el ascensor se detendrá si está en movimiento, las llamadas a la cabina se cancelarán (y los botones se deshabilitarán) y las llamadas al pasillo se asignarán a otras cabinas de ascensor en el grupo (o se cancelarán en una configuración de un solo ascensor). Ahora, el ascensor solo se puede mover mediante los interruptores de llave de 'Acceso' correspondientes, generalmente ubicados en los rellanos más altos (para acceder a la parte superior de la cabina) y más bajos (para acceder al foso del ascensor). Los interruptores de llave de acceso permitirán que la cabina se mueva a una velocidad de inspección reducida con la puerta del hueco del ascensor abierta. Esta velocidad puede variar desde cualquier punto hasta el 60% de la velocidad de funcionamiento normal en la mayoría de los controladores, y generalmente está definida por los códigos de seguridad locales.
Los ascensores tienen una estación de inspección en la parte superior de la cabina que permite que un mecánico opere la cabina para moverla a través del hueco. Generalmente, hay tres botones: ARRIBA, FUNCIONAMIENTO y ABAJO. Tanto el botón de FUNCIONAMIENTO como el botón de dirección deben mantenerse presionados para mover la cabina en esa dirección, y el ascensor dejará de moverse tan pronto como se suelten los botones. La mayoría de los demás ascensores tienen un interruptor de palanca de subida/bajada y un botón de FUNCIONAMIENTO. El panel de inspección también tiene tomas de corriente estándar para lámparas de trabajo y herramientas eléctricas.
Servicio de bomberos
Según la ubicación del ascensor, el código del servicio de bomberos varía de un estado a otro y de un país a otro. El servicio de bomberos suele dividirse en dos modos: fase uno y fase dos. Se trata de modos separados en los que puede funcionar el ascensor.
El modo de fase uno se activa mediante un sensor de humo, un sensor de calor o un interruptor de llave manual correspondiente en el edificio. Una vez que se ha activado una alarma, el ascensor pasará automáticamente a la fase uno. El ascensor esperará un tiempo y luego pasará al modo de empuje para avisar a todos de que el ascensor está saliendo del piso. Una vez que el ascensor ha salido del piso, dependiendo de dónde se haya activado la alarma, el ascensor irá al piso de recuperación de incendios. Sin embargo, si la alarma se activó en el piso de recuperación de incendios, el ascensor tendrá un piso alternativo al que volver. Cuando se vuelve a llamar al ascensor, procede al piso de recuperación y se detiene con las puertas abiertas. El ascensor ya no responderá a las llamadas ni se moverá en ninguna dirección. Ubicado en el piso de recuperación de incendios hay un interruptor de llave del servicio de bomberos. El interruptor de llave del servicio de bomberos tiene la capacidad de apagar el servicio de bomberos, encenderlo o anularlo. La única forma de devolver el ascensor al servicio normal es cambiarlo a anularlo después de que se hayan restablecido las alarmas.
El ascensor KONE Ecodisc en el Reino Unido en modo de servicio de bomberos
El modo de fase dos solo se puede activar con un interruptor de llave ubicado dentro del elevador en el panel de operación de la cabina. Este modo fue creado para que los bomberos puedan rescatar a personas de un edificio en llamas. El interruptor de llave de fase dos tiene tres posiciones: apagado, encendido y retención. Al activar la fase dos, el bombero permite que la cabina se mueva. Sin embargo, al igual que el modo de servicio independiente, la cabina no responderá a una llamada de cabina a menos que el bombero presione y mantenga presionado manualmente el botón de cierre de la puerta. Una vez que el ascensor llega al piso deseado, no abrirá sus puertas a menos que el bombero mantenga presionado el botón de apertura de la puerta. Esto es en caso de que el piso esté en llamas y el bombero pueda sentir el calor y sepa que no debe abrir la puerta. El bombero debe mantener presionado el botón de apertura de la puerta hasta que la puerta esté completamente abierta. Si por alguna razón el bombero desea salir del ascensor, usará la posición de retención en el interruptor de llave para asegurarse de que el ascensor permanezca en ese piso. Si el bombero desea regresar al piso de recuperación, simplemente apaga la llave y cierra las puertas.
En el Reino Unido y Europa, los requisitos para los ascensores para bomberos están definidos en la norma EN81-72. [ cita requerida ]
Servicio de emergencia médica o código azul
El servicio de código azul, que se utiliza habitualmente en hospitales, permite llamar a un ascensor a cualquier piso para utilizarlo en una situación de emergencia. Cada piso tendrá un interruptor de llave de llamada de código azul y, cuando se activa, el sistema de ascensores seleccionará inmediatamente la cabina del ascensor que pueda responder más rápido, independientemente de la dirección de desplazamiento y la carga de pasajeros. Los pasajeros que se encuentren dentro del ascensor recibirán una notificación con una alarma y una luz indicadora para que salgan del ascensor cuando se abran las puertas.
Una vez que el ascensor llega al piso, se estacionará con las puertas abiertas y los botones de la cabina se desactivarán para evitar que un pasajero tome el control del ascensor. El personal médico debe activar el interruptor de llave de código azul dentro de la cabina, seleccionar su piso y cerrar las puertas con el botón de cierre de puertas. El ascensor luego viajará sin parar hasta el piso seleccionado y permanecerá en servicio de código azul hasta que se apague en la cabina. Algunos ascensores de hospital contarán con una posición de "espera" en el interruptor de llave de código azul (similar al servicio de bomberos) que permite que el ascensor permanezca en un piso bloqueado fuera de servicio hasta que se desactive el código azul.
Modo antidisturbios
En caso de disturbios civiles, insurrección o disturbios, la administración puede impedir que los ascensores se detengan en el vestíbulo o en las áreas de estacionamiento, evitando que personas no deseadas utilicen los ascensores y permitiendo al mismo tiempo que los inquilinos del edificio los utilicen dentro del resto del edificio.
Operación de energía de emergencia
En la actualidad, muchas instalaciones de ascensores cuentan con sistemas de energía de emergencia, como sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI), que permiten el uso del ascensor en situaciones de apagón y evitan que las personas queden atrapadas en el interior. Para cumplir con las normas de seguridad BS 9999, un ascensor de pasajeros que se utilice en una situación de emergencia debe tener una fuente de energía secundaria.
Cuando se utiliza un generador como fuente de alimentación secundaria en un hospital, también debe haber un SAI para cumplir con las normas que establecen que los centros sanitarios deben probar sus generadores de emergencia bajo carga al menos una vez al mes. Durante el período de prueba, solo una fuente de alimentación alimenta el ascensor; en caso de apagón, sin un SAI, los ascensores no funcionarían.
Cuando se corta la energía en un sistema de ascensor de tracción, todos los ascensores se detendrán inicialmente. Uno por uno, cada cabina del grupo regresará al piso del vestíbulo, abrirá sus puertas y se apagará. Las personas en los ascensores restantes pueden ver una luz indicadora o escuchar un anuncio de voz que les informa que el ascensor regresará al vestíbulo en breve. Una vez que todas las cabinas hayan regresado exitosamente, el sistema seleccionará automáticamente una o más cabinas para ser utilizadas para operaciones normales y estas cabinas volverán al servicio. La(s) cabina(s) seleccionada(s) para funcionar con energía de emergencia se pueden anular manualmente con una llave o un interruptor de regleta en el vestíbulo. Para ayudar a prevenir atrapamientos, cuando el sistema detecta que se está quedando sin energía, llevará las cabinas en funcionamiento al vestíbulo o al piso más cercano, abrirá las puertas y se apagará.
En los sistemas de ascensores hidráulicos, la energía de emergencia bajará los ascensores hasta el rellano más bajo y abrirá las puertas para permitir que los pasajeros salgan. Las puertas se cierran después de un período de tiempo ajustable y la cabina permanece inutilizable hasta que se restablezca, generalmente mediante un ciclo del interruptor de energía principal del ascensor. Por lo general, debido al alto consumo de corriente al arrancar el motor de la bomba, los ascensores hidráulicos no funcionan con sistemas de energía de emergencia estándar. Los edificios como hospitales y hogares de ancianos generalmente dimensionan sus generadores de emergencia para adaptarse a este consumo. Sin embargo, el uso cada vez mayor de arrancadores de motor con limitación de corriente, comúnmente conocidos como contactores de "arranque suave", evita gran parte de este problema, y el consumo de corriente del motor de la bomba es una preocupación menos limitante.
La mayoría de los ascensores están construidos para ofrecer un servicio de entre 30 y 40 años, siempre que se respeten los intervalos de servicio especificados y las inspecciones y el mantenimiento periódicos que realiza el fabricante. A medida que el ascensor envejece y los equipos se vuelven cada vez más difíciles de encontrar o reemplazar, junto con los cambios en los códigos y el deterioro del rendimiento del ascensor, es posible que se sugiera a los propietarios del edificio una revisión completa del ascensor.
Una modernización típica consiste en equipos de control, cableado eléctrico y botones, indicadores de posición y flechas de dirección, máquinas y motores de elevación (incluidos operadores de puertas) y, a veces, rieles para colgar puertas. Rara vez se cambian las eslingas de la cabina, los rieles u otras estructuras pesadas. El costo de una modernización de ascensor puede variar mucho según el tipo de equipo que se vaya a instalar.
La modernización puede mejorar en gran medida la confiabilidad operativa al reemplazar los relés y contactos eléctricos por componentes electrónicos de estado sólido. La calidad del viaje se puede mejorar al reemplazar los diseños de transmisión basados en motor-generador por transmisiones de voltaje variable y frecuencia variable (V3F) , que brindan aceleración y desaceleración casi sin interrupciones. La seguridad de los pasajeros también se mejora al actualizar los sistemas y equipos para que cumplan con los códigos actuales.
Seguridad
El 26 de febrero de 2014, la Unión Europea publicó su adopción de normas de seguridad a través de una notificación directiva. [72]
Ascensores de tracción
Un regulador de exceso de velocidad
Estadísticamente hablando, los ascensores de tracción son extremadamente seguros. De las 20 a 30 muertes relacionadas con ascensores cada año, la mayoría de ellas están relacionadas con el mantenimiento (por ejemplo, técnicos que se inclinan demasiado hacia el hueco o quedan atrapados entre piezas móviles), y la mayoría del resto se atribuyen a otros tipos de accidentes, como personas que pasan a ciegas por puertas que dan a huecos vacíos o que son estranguladas por bufandas atrapadas en las puertas. [73] Si bien es posible (aunque extraordinariamente improbable) que el cable de un ascensor se rompa, todos los ascensores de la era moderna han sido equipados con varios dispositivos de seguridad que evitan que el ascensor simplemente caiga libremente y se estrelle. Una cabina de ascensor suele estar soportada por 2 a 6 (hasta 12 o más en instalaciones de gran altura) cables o correas de elevación redundantes , cada uno de los cuales es capaz de soportar por sí solo la carga nominal del ascensor más un veinticinco por ciento más de peso. Además, hay un dispositivo que detecta si el ascensor está descendiendo más rápido que su velocidad máxima diseñada; Si esto sucede, el dispositivo hace que las zapatas de freno de cobre (o cerámica de nitruro de silicio en instalaciones de gran altura) se bloqueen a lo largo de los rieles verticales en el hueco, deteniendo el ascensor rápidamente, pero no tan abruptamente como para causar lesiones. Este dispositivo, llamado gobernador, fue inventado por Elisha Graves Otis . [74] Por ejemplo, en 2007 un ascensor en un hospital infantil de Seattle experimentó una falla en el cable, lo que provocó una caída libre hasta que se activó su gobernador. [75] Además, se instala un amortiguador de aceite/hidráulico o de resorte o de poliuretano o telescópico de aceite/hidráulico o una combinación (dependiendo de la altura y la velocidad de desplazamiento) en la parte inferior del hueco (o en la parte inferior de la cabina y, a veces, también en la parte superior de la cabina o el hueco) para amortiguar un poco cualquier impacto. [73] Sin embargo, ocurren accidentes letales: en 1989, siete personas murieron en un hospital de L'Hospitalet, España , cuando las poleas que conectaban los cables a la cabina del ascensor se soltaron y el mecanismo de seguridad no se activó, lo que provocó que el ascensor cayera siete pisos al suelo. [76] Un accidente similar ocurrió en 2019 en Santos, Brasil , matando a cuatro. [77]
Los problemas pasados con los ascensores hidráulicos incluyen la destrucción electrolítica subterránea del cilindro y el mamparo, fallas en las tuberías y fallas de control. Los cilindros de un solo mamparo, generalmente construidos antes de un cambio en el Código de seguridad de ascensores ASME A17.1 de 1972 que requería un segundo mamparo cóncavo, estaban sujetos a una posible falla catastrófica . El código anteriormente solo permitía cilindros hidráulicos de un solo fondo . En caso de una ruptura del cilindro, la pérdida de fluido da como resultado un movimiento descendente incontrolado del ascensor. Esto crea dos peligros importantes: estar sujeto a un impacto en la parte inferior cuando el ascensor se detiene de repente y estar en la entrada para un posible corte si el pasajero está parcialmente en el ascensor. Debido a que es imposible verificar el sistema en todo momento, el código requiere pruebas periódicas de la capacidad de presión. Otra solución para protegerse contra una explosión de cilindro es instalar un dispositivo de agarre de émbolo. Dos disponibles comercialmente se conocen con los nombres comerciales "LifeJacket" y "HydroBrake". La pinza de émbolo es un dispositivo que, en caso de una aceleración descendente incontrolada, agarra el émbolo de manera no destructiva y detiene el automóvil. Un dispositivo conocido como válvula de sobrevelocidad o de ruptura se conecta a la entrada/salida hidráulica del cilindro y se ajusta para un caudal máximo. Si una tubería o manguera se rompe (se rompe), el caudal de la válvula de ruptura superará un límite establecido y detendrá mecánicamente el flujo de salida del fluido hidráulico , deteniendo así el émbolo y el automóvil en la dirección descendente.
En la última década, las recientes innovaciones en gatos hidráulicos invertidos han eliminado el costoso proceso de perforación del suelo para instalar un gato de pozo. Esto también elimina la amenaza de corrosión del sistema y aumenta la seguridad.
Se realizan pruebas de seguridad de los rieles de los elevadores de los pozos de las minas de forma rutinaria. El método implica una prueba destructiva de un segmento del cable. Los extremos del segmento se deshilachan y luego se colocan en moldes cónicos de zinc. Luego, cada extremo del segmento se asegura en una gran máquina de estiramiento hidráulica. Luego, el segmento se somete a una carga creciente hasta el punto de falla . Se recopilan datos sobre elasticidad, carga y otros factores y se elabora un informe. Luego, el informe se analiza para determinar si es seguro o no usar todo el riel.
Un ascensor de tracción Fujitec en el bloque 192, Bishan, Singapur
Un ascensor de pasajeros está diseñado para trasladar personas entre los pisos de un edificio.
La capacidad de los ascensores de pasajeros está relacionada con el espacio disponible en el piso. Generalmente, los ascensores de pasajeros en edificios de ocho pisos o menos son hidráulicos o eléctricos, que pueden alcanzar velocidades de hasta 1 m/s (200 pies/min) hidráulicos y hasta 3 m/s (500 pies/min) eléctricos. [ cita requerida ]
En ocasiones, los ascensores de pasajeros se utilizan como transporte urbano junto con los funiculares . Por ejemplo, en Yalta ( Ucrania) hay un ascensor público subterráneo de tres estaciones que lleva a los pasajeros desde la cima de una colina sobre el mar Negro en la que se encuentran los hoteles hasta un túnel situado en la playa de abajo. En la estación de Casco Viejo del metro de Bilbao , el ascensor que da acceso a la estación desde un barrio en la cima de una colina funciona también como transporte urbano: las barreras de billetes de la estación están configuradas de tal forma que los pasajeros pueden pagar para llegar al ascensor desde la entrada en la ciudad baja, o viceversa. Véase también la sección Ascensores para el transporte urbano.
Los ascensores de pasajeros pueden estar especializados para el servicio que realizan, incluyendo: emergencias hospitalarias ( código azul ), entradas delanteras y traseras, un televisor en edificios altos, de dos pisos y otros usos. Las cabinas pueden tener un aspecto ornamentado en su interior, pueden tener publicidad audiovisual y pueden estar provistas de anuncios de voz grabados especializados. Los ascensores también pueden tener altavoces para reproducir música tranquila y fácil de escuchar. A este tipo de música se la suele denominar música de ascensor .
Un ascensor exprés no da servicio a todos los pisos. Por ejemplo, se desplaza entre la planta baja y un vestíbulo elevado , o se desplaza desde la planta baja o un vestíbulo elevado a varios pisos, saltándose pisos intermedios. Son especialmente populares en el este de Asia.
Capacidad
Los ascensores residenciales pueden ser lo suficientemente pequeños para acomodar a una sola persona, mientras que algunos son lo suficientemente grandes para más de una docena. Los ascensores para sillas de ruedas o de plataforma, un tipo especializado de ascensor diseñado para mover una silla de ruedas de 3,7 m (12 pies) o menos, a menudo pueden acomodar a una sola persona en silla de ruedas a la vez con una carga de 340 kg (750 lb). [78]
Ascensores de carga
Un elevador especializado de 1905 para elevar vagones de ferrocarril de vía estrecha entre un depósito de carga del ferrocarril y las vías de la Chicago Tunnel Company que se encontraban debajo.El interior de un montacargas, en un campus universitario de Carolina del Norte. Es muy básico, pero resistente para la carga de mercancías.
Un montacargas, o elevador de mercancías, es un ascensor diseñado para transportar mercancías, en lugar de pasajeros. Por lo general, se exige que los montacargas muestren un aviso escrito en la cabina que indique que está prohibido su uso por parte de pasajeros (aunque no necesariamente ilegal), aunque ciertos montacargas permiten un uso dual mediante el uso de un contrahuella discreto. Para que un ascensor sea legal para transportar pasajeros en algunas jurisdicciones, debe tener una puerta interior sólida. Los montacargas suelen ser más grandes y capaces de transportar cargas más pesadas que un ascensor de pasajeros, generalmente de 2300 a 4500 kg (5100 a 9900 lb). Los montacargas pueden tener puertas operadas manualmente y, a menudo, tienen acabados interiores resistentes para evitar daños durante la carga y descarga. [ cita requerida ]
Ascensores de acera
Un elevador de acera es un tipo especial de elevador de carga. Los elevadores de acera se utilizan para mover materiales entre un sótano y un área a nivel del suelo, a menudo la acera justo afuera del edificio. Se controlan a través de un interruptor exterior y emergen de una trampilla de metal a nivel del suelo. Las cabinas de los elevadores de acera tienen una parte superior de forma única que permite que esta puerta se abra y se cierre automáticamente. [79]
Elevadores de escenario
Los elevadores de escenario y de orquesta son ascensores especializados, normalmente accionados por un sistema hidráulico, que se utilizan para subir y bajar secciones enteras del escenario de un teatro. Por ejemplo, el Radio City Music Hall tiene cuatro de estos ascensores: un elevador de orquesta que cubre una gran área del escenario y tres ascensores más pequeños cerca de la parte trasera del escenario. En este caso, el elevador de orquesta es lo suficientemente potente como para elevar una orquesta entera, o un elenco completo de artistas (incluidos elefantes vivos) hasta el nivel del escenario desde abajo. Hay un barril en el fondo de la imagen de la izquierda que se puede utilizar como escala para representar el tamaño del mecanismo.
El foso debajo del ascensor de la orquesta en el Radio City Music Hall
Ascensor de orquesta en el Radio City Music Hall visto desde debajo del escenario
Elevadores de vehículos
Los elevadores de vehículos se utilizan dentro de edificios o áreas con espacio limitado (en lugar de rampas), generalmente para trasladar automóviles al estacionamiento o al almacén del fabricante. Cadenas hidráulicas con engranajes (similares a las cadenas de bicicletas) generan elevación para la plataforma y no hay contrapesos. Para adaptarse a los diseños de los edificios y mejorar la accesibilidad, la plataforma puede girar de modo que el conductor solo tenga que avanzar. La mayoría de los elevadores de vehículos tienen una capacidad de peso de 2 toneladas.
En algunos canales más pequeños, los barcos y las embarcaciones pequeñas pueden pasar entre diferentes niveles de un canal con un elevador de barcos en lugar de hacerlo a través de una esclusa de canal .
En los portaaviones , los elevadores transportan aeronaves entre la cubierta de vuelo y la cubierta del hangar para operaciones o reparaciones. Estos elevadores están diseñados para una capacidad mucho mayor que otros elevadores, hasta 91.000 kg (200.000 lb) de aeronaves y equipos. Los elevadores más pequeños elevan municiones a la cubierta de vuelo desde polvorines en el interior del barco.
Dentro de la aeronave
En algunos aviones de pasajeros de dos pisos , como el Boeing 747 u otros aviones de fuselaje ancho , los ascensores transportan a los asistentes de vuelo y los carritos de comida y bebida desde las cocinas de la cubierta inferior hasta las cubiertas superiores de transporte de pasajeros. [80] Franklin Roosevelt hizo instalar un ascensor retráctil en un Douglas C-54 Skymaster para permitirle abordar el avión en su silla de ruedas. [81]
Uso limitado y aplicación limitada
El ascensor de uso y aplicación limitados (LU/LA) es un ascensor de pasajeros de uso especial que se utiliza con poca frecuencia y que está exento de muchas regulaciones y adaptaciones comerciales. Por ejemplo, un LU/LA está destinado principalmente a ser accesible para personas discapacitadas y es posible que solo haya espacio para una sola silla de ruedas y un pasajero de pie.
Ascensor residencial
Un ascensor residencial con construcción de hueco integrado y diseño sin sala de máquinas
A menudo, se permite que un ascensor residencial o un ascensor doméstico tengan un costo y una complejidad menores que los ascensores comerciales completos. Pueden tener características de diseño únicas adecuadas para el mobiliario del hogar, como puertas de acceso al hueco de madera con bisagras en lugar de las típicas puertas corredizas de metal de los ascensores comerciales. La construcción puede ser menos robusta que en los diseños comerciales con períodos de mantenimiento más cortos, pero los sistemas de seguridad, como cerraduras en las puertas de acceso al hueco, dispositivos anticaídas y teléfonos de emergencia, deben seguir estando presentes en caso de avería.
La Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos (ASME) tiene una sección específica del Código de Seguridad (ASME A17.1 Sección 5.3) que aborda los ascensores residenciales. Esta sección permite diferentes parámetros para aliviar la complejidad del diseño en función del uso limitado de un ascensor residencial por parte de un usuario o grupo de usuarios específico. La Sección 5.3 del Código de Seguridad ASME A17.1 es para ascensores residenciales privados, que no incluyen viviendas multifamiliares. [82]
Algunos tipos de ascensores residenciales no utilizan un hueco de ascensor, una sala de máquinas ni un hueco de ascensor tradicionales. Esto permite instalar un ascensor en lugares donde no cabría un ascensor tradicional y simplifica la instalación. La junta de ASME aprobó por primera vez los sistemas sin sala de máquinas en una revisión de la ASME A17.1 en 2007. Los ascensores sin sala de máquinas han estado disponibles comercialmente desde mediados de los años 90, sin embargo, el costo y el tamaño general impidieron su adopción en el mercado de ascensores residenciales hasta alrededor de 2010. [83]
Además, los ascensores residenciales son más pequeños que los ascensores comerciales. El ascensor de pasajeros más pequeño es neumático y solo permite el paso de una persona. [84] El ascensor de tracción más pequeño permite el paso de dos personas. [85]
Montaplatos
Los montaplatos son pequeños ascensores de carga destinados a transportar alimentos, libros u otras cargas pequeñas en lugar de pasajeros. A menudo conectan cocinas con habitaciones de otros pisos. Por lo general, no tienen las mismas características de seguridad que se encuentran en los ascensores de pasajeros, como varias cuerdas para redundancia. Tienen una capacidad menor y pueden tener hasta 1 metro (3 pies) de altura. Los paneles de control en cada parada imitan los que se encuentran en los ascensores de pasajeros, lo que permite llamar, controlar las puertas y seleccionar el piso.
Un tipo especial de ascensor es el paternóster , una cadena de cajas en constante movimiento. Un concepto similar, llamado elevador de personas o elevador humano, mueve solo una pequeña plataforma, a la que el usuario se sube mientras usa un asidero, como el que se ve en las plantas industriales de varios pisos.
Elevador de tijera
Un elevador de tijera móvil, extendido hasta casi su posición más alta.
El elevador de tijera es otro tipo de elevador. Suelen ser plataformas de trabajo móviles que se pueden mover fácilmente a donde se necesiten, pero también se pueden instalar donde el espacio para contrapesos, sala de máquinas, etc. es limitado. El mecanismo que los hace subir y bajar es como el de un gato de tijera .
Ascensor de piñón y cremallera
Los ascensores de piñón y cremallera funcionan con un motor que acciona un engranaje de piñón. Debido a que se pueden instalar en el exterior de un edificio o estructura y no requieren sala de máquinas ni hueco de ascensor, son el tipo de ascensor más utilizado en edificios en construcción (para mover materiales y herramientas hacia arriba y hacia abajo). [86] [87]
Bandas transportadoras de materiales y elevadores de banda
Los elevadores de transporte de materiales generalmente consisten en un plano inclinado sobre el que se desplaza una cinta transportadora. La cinta transportadora a menudo incluye particiones para garantizar que el material avance. Estos elevadores se utilizan a menudo en aplicaciones industriales y agrícolas. Cuando se utilizan dichos mecanismos (o tornillos espirales o transporte neumático) para elevar el grano para su almacenamiento en grandes silos verticales, toda la estructura se denomina elevador de granos . Los elevadores de cinta se utilizan a menudo en muelles para cargar materiales sueltos como carbón, mineral de hierro y grano en las bodegas de los graneleros.
En ocasiones se han utilizado elevadores de cinturón para personas; estos suelen tener escalones cada 2 m aproximadamente a lo largo de la longitud del cinturón, que se mueve verticalmente, de modo que el pasajero puede estar de pie en un escalón y agarrarse al que está encima. Estos cinturones se utilizan a veces, por ejemplo, para transportar a los empleados de los aparcamientos, pero se consideran demasiado peligrosos para el uso público.
Impacto social
Antes de que se generalizara el uso de ascensores, la mayoría de los edificios residenciales se limitaban a unos siete pisos. Los ricos vivían en los pisos inferiores, mientras que los residentes más pobres, que debían subir muchos tramos de escaleras, vivían en los pisos superiores. El ascensor invirtió esta estratificación social, ejemplificada por la moderna suite tipo ático. [88]
Los primeros usuarios de ascensores a veces informaban de náuseas causadas por paradas bruscas al descender, y algunos usuarios usaban las escaleras para bajar. En 1894, un médico de Chicago documentó el "mareo del ascensor". [88]
Los ascensores exigieron nuevos protocolos sociales. Cuando Nicolás II de Rusia visitó el Hotel Adlon en Berlín, sus cortesanos entraron en pánico sobre quién entraría primero al ascensor y quién presionaría los botones. [89] En Lifted: A Cultural History of the Elevator , el autor Andreas Bernard documenta otros impactos sociales causados por el ascensor moderno, incluidas películas de suspenso sobre ascensores atascados, encuentros casuales y tensión sexual en los ascensores, la reducción del espacio personal y la claustrofobia , y preocupaciones sobre la higiene personal. [90]
Características de conveniencia
Indicador de piso del ascensor LCDUn indicador de ascensor típico ubicado en el Waldorf Astoria de Nueva York . Este ascensor fue fabricado por Otis.
Los ascensores pueden incluir dispositivos parlantes como ayuda para la accesibilidad de las personas ciegas. Desde principios de los años 1980, algunos ascensores cuentan con sintetizadores de voz para anunciar los rellanos de los pisos, la dirección de la cabina y mensajes especiales a los pasajeros. [91] OTIS es bien conocida por esto en algunos de sus ascensores modelo GEN2.
Además de los botones de llamada, los ascensores suelen tener indicadores de piso (a menudo iluminados por LED ) y linternas de dirección. Los primeros son casi universales en los interiores de las cabinas con más de dos paradas y pueden encontrarse también en el exterior de los ascensores en uno o más de los pisos. Los indicadores de piso pueden consistir en un dial con una aguja giratoria , pero los tipos más comunes son los que tienen indicaciones de piso iluminadas sucesivamente o LCD . Asimismo, un cambio de piso o una llegada a un piso se indica mediante un sonido, dependiendo del ascensor. Algunos edificios utilizan tecnología de proximidad que reconoce a los residentes y lleva el ascensor al nivel del suelo. [92]
Las luces indicadoras de dirección también se encuentran tanto dentro como fuera de las cabinas de ascensor, pero siempre deben ser visibles desde el exterior porque su propósito principal es ayudar a las personas a decidir si subir o no al ascensor. Si alguien que espera el ascensor quiere subir, pero viene primero una cabina que indica que va a bajar, entonces la persona puede decidir no subir al ascensor. Si la persona espera, entonces uno dejará de subir. Los indicadores de dirección a veces están grabados con flechas o tienen forma de flechas y/o utilizan la convención de que el que se ilumina en rojo significa "abajo" y el verde (o blanco) significa "arriba". Dado que la convención de color a menudo se ve socavada o anulada por sistemas que no la invocan, generalmente se utiliza solo en conjunción con otros factores diferenciadores. Un ejemplo de un lugar cuyos ascensores utilizan solo la convención de color para diferenciar entre direcciones es el Museo de Arte Contemporáneo de Chicago, donde se puede hacer que un solo círculo se ilumine en verde para "arriba" y en rojo para "abajo". A veces las direcciones deben inferirse por la posición de los indicadores entre sí.
Además de las linternas, la mayoría de los ascensores tienen un timbre que indica si el ascensor está subiendo o bajando, ya sea antes o después de que se abran las puertas, generalmente junto con el encendido de las linternas. Por ejemplo, un timbre puede indicar "subida", dos "bajada" y ningún timbre indica que el ascensor está "libre". [93] [ cita(s) adicional(es) necesaria(s) ]
Ascensor con ventana virtual que ofrece una vista de la ciudad de Londres
Los ascensores de servicio del observatorio a menudo transmiten otros datos de interés, incluida la velocidad del ascensor, el cronómetro y la posición actual (altitud), como es el caso de los ascensores de servicio del Taipei 101.
Existen varias tecnologías destinadas a proporcionar una mejor experiencia a los pasajeros que sufren de claustrofobia , antropofobia o ansiedad social . La startup israelí DigiGage utiliza sensores de movimiento para desplazar las imágenes pre-renderizadas, el contenido específico del edificio y del piso en una pantalla incrustada en la pared a medida que la cabina se mueve hacia arriba y hacia abajo. [94] La empresa británica LiftEye proporciona una tecnología de ventana virtual para convertir un ascensor común en panorámico. Crea un panorama de video en 3D utilizando la transmisión en vivo de cámaras colocadas verticalmente a lo largo de la fachada y lo sincroniza con el movimiento de la cabina. El video se proyecta en pantallas del tamaño de una pared, lo que hace que parezca que las paredes están hechas de vidrio. [95]
La razón principal para instalar un acondicionador de aire en el ascensor es la comodidad que proporciona durante el viaje en el ascensor. Estabiliza la condición del aire dentro de la cabina del ascensor. Algunos acondicionadores de aire para ascensores se pueden utilizar en países con climas fríos si se utiliza un termostato para invertir el ciclo de refrigeración y calentar la cabina del ascensor.
El calor generado por el proceso de enfriamiento se disipa en el hueco del ascensor. La cabina del ascensor no suele ser hermética y parte de este calor puede volver a entrar en la cabina y reducir el efecto general de enfriamiento.
El aire del vestíbulo se filtra constantemente hacia el hueco del ascensor debido a los movimientos del ascensor y a las necesidades de ventilación del hueco. El uso de este aire acondicionado en el ascensor no aumenta los costes de energía. Sin embargo, al utilizar un aire acondicionado independiente para el ascensor para lograr un mejor control de la temperatura en el interior de la cabina, se utilizará más energía.
El aire acondicionado supone un problema para los ascensores debido a la condensación que se produce. El agua condensada que se produce debe eliminarse, ya que de lo contrario se producirían inundaciones en la cabina y el hueco del ascensor.
Métodos para eliminar el agua condensada
Existen al menos cuatro formas de eliminar el agua condensada del aire acondicionado. Sin embargo, cada solución tiene sus pros y sus contras.
Atomización
La atomización, también conocida como nebulización del agua condensada, es una forma de eliminar el agua condensada. La pulverización de gotitas de agua ultrafinas sobre las bobinas calientes del aire acondicionado garantiza que el agua condensada se evapore rápidamente.
Aunque este es uno de los mejores métodos para desechar el agua condensada, también es uno de los más costosos porque la boquilla que atomiza el agua se obstruye fácilmente. La mayor parte del costo se destina al mantenimiento de todo el sistema de atomización.
Hirviendo
La eliminación del agua condensada se realiza primero recogiéndola y luego calentándola por encima del punto de ebullición. El agua condensada finalmente se evapora, descartándose así.
Los consumidores se muestran reacios a emplear este sistema debido al elevado consumo de energía que se utiliza sólo para eliminar esta agua.
En cascada
El método en cascada funciona haciendo fluir el agua condensada directamente sobre las bobinas calientes del aire acondicionado, lo que finalmente hace que el agua condensada se evapore.
La desventaja de esta tecnología es que las bobinas deben estar a una temperatura extremadamente alta para que el agua condensada se evapore. Existe la posibilidad de que el agua no se evapore por completo y eso provoque que el agua se desborde hacia el exterior del automóvil.
Sistema de drenaje
El sistema de drenaje funciona creando un sumidero para recoger el agua condensada y utilizando una bomba para eliminarla a través de un sistema de drenaje.
Es un método eficiente, pero tiene un alto precio debido al costo de construcción del sumidero. Además, el mantenimiento de la bomba para asegurarse de que funciona es muy costoso. Además, las tuberías utilizadas para el drenaje lucirían feas en el exterior. Este sistema tampoco se puede implementar en un proyecto construido.
ISO 22559
Un símbolo internacional para el ascensor
El diseño mecánico y eléctrico de los ascensores se rige por diversas normas (también conocidas como códigos de ascensores), que pueden ser internacionales, nacionales, estatales, regionales o municipales. Si bien antes muchas normas eran prescriptivas y especificaban criterios exactos que se debían cumplir, recientemente se ha producido un cambio hacia normas más basadas en el rendimiento, en las que recae la responsabilidad del diseñador de garantizar que el ascensor cumpla o supere la norma.
Normas nacionales de ascensores:
Australia – AS1735
Canadá – CAN/CSA B44
Europa: serie EN 81 (EN 81-20, EN 81-21, EN 81-28, EN 81-70, EN 12015, EN 12016, EN 13015, etc.)
India – Norma india – Instalación y mantenimiento de ascensores domésticos (Código de prácticas 2002) [96]
Estados Unidos – ASME A17
convergieron en la serie ISO 22559, "Requisitos de seguridad para ascensores (elevadores)": [97] [98]
Parte 1: Requisitos esenciales de seguridad globales (GESR).
Parte 2: Parámetros de seguridad que cumplen los requisitos esenciales de seguridad globales (GESR).
Parte 3: Procedimientos de evaluación de la conformidad global (GCAP) – Requisitos previos para la certificación de la conformidad de sistemas de ascensores, componentes de ascensores y funciones de ascensores
Parte 4: Procedimientos de evaluación de la conformidad global (GCAP) – Requisitos de certificación y acreditación
El Grupo Nacional Estadounidense de Normas de Ascensores (ANESG) establece un estándar de peso para ascensores de 1000 kg (2200 lb).
Es posible que las leyes o reglamentos, como la Ley de Estadounidenses con Discapacidades , exijan requisitos adicionales relacionados con el acceso de personas discapacitadas . Los ascensores marcados con una Estrella de la Vida son lo suficientemente grandes para una camilla . [101]
Especificaciones de las normas de EE. UU. y Canadá
En la mayoría de las jurisdicciones de EE. UU. y Canadá, los ascensores de pasajeros deben cumplir con la Norma A17.1 de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos , Código de seguridad para ascensores y escaleras mecánicas. A partir de 2006, todos los estados excepto Kansas, Mississippi, Dakota del Norte y Dakota del Sur han adoptado alguna versión de los códigos ASME, aunque no necesariamente la más reciente. [102] En Canadá, el documento es la Norma de seguridad CAN/CSA B44, que se armonizó con la versión estadounidense en la edición de 2000. [ cita requerida ] Además, es posible que se requiera que los ascensores de pasajeros cumplan con los requisitos de A17.3 para ascensores existentes cuando la jurisdicción local lo haga referencia. Los ascensores de pasajeros se prueban utilizando la Norma ASME A17.2. La frecuencia de estas pruebas la establece la jurisdicción local, que puede ser una norma de pueblo, ciudad, estado o provincia.
Los ascensores de pasajeros también deben cumplir con muchos códigos de construcción auxiliares, incluidos el código de construcción local o estatal, las normas de la Asociación Nacional de Protección contra Incendios para electricidad, rociadores contra incendios y alarmas contra incendios, códigos de plomería y códigos de HVAC . Además, los ascensores de pasajeros deben cumplir con la Ley de Estadounidenses con Discapacidades y otras leyes estatales y federales de derechos civiles en materia de accesibilidad.
Los ascensores residenciales deben cumplir con la norma ASME A17.1. Los ascensores de plataforma y de sillas de ruedas deben cumplir con la norma ASME A18.1 en la mayoría de las jurisdicciones de EE. UU.
La mayoría de los ascensores tienen un lugar en el que se exhibe el permiso que otorga el propietario del edificio para operar el ascensor. Si bien algunas jurisdicciones exigen que el permiso se exhiba en la cabina del ascensor, otras jurisdicciones permiten que el permiso de operación se guarde en un archivo en otro lugar (como la oficina de mantenimiento) y que esté disponible para su inspección cuando se lo solicite. En tales casos, en lugar de exhibir el permiso en la cabina del ascensor, a menudo se coloca un aviso en su lugar para informar a los usuarios dónde se guardan los permisos reales.
Instalaciones únicas
Estadísticas mundiales
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A enero de 2008, España es la nación con más ascensores instalados per cápita [104] en el mundo, con 950.000 ascensores instalados [105] que hacen funcionar más de cien millones de ascensores cada día, seguida de Estados Unidos con 700.000 ascensores instalados y China con 610.000 ascensores instalados desde 1949. [106] En Brasil , se estima que hay aproximadamente 300.000 ascensores actualmente en funcionamiento. [107] [108] El mayor mercado mundial de ascensores es Italia, con más de 1.629 millones de euros de ventas y 1.224 millones de euros de mercado interno.[update]
En España, los ascensores en mantenimiento facturan 4 millones de euros al año, y 250 millones en reparaciones. En 2012, España exportó 300 millones de euros en ascensores. [ cita requerida ]
En Corea del Sur hay 530.000 ascensores en funcionamiento, de los cuales 36.000 se añadieron en 2015. Los ascensores Hyundai tienen una cuota de mercado del 48%, frente al 17% de ThyssenKrupp Elevator Korea (anteriormente Dongyang Elevator Co.) y el 16% de Otis Elevator Korea (anteriormente la división de ascensores de LG Industrial Systems ), a fecha de 2015. Corea del Sur registró unas ventas de 50.000 ascensores en 2018, con 700.000 ascensores en funcionamiento acumulados a junio de 2019. El mercado anual de mantenimiento de ascensores de Corea ronda los 1.000 millones de dólares. [ cita requerida ]
La Torre Eiffel tiene ascensores Otis de dos pisos integrados en las patas de la torre, que llevan desde el nivel del suelo hasta el primer y segundo nivel. Aunque el hueco corre en diagonal hacia arriba siguiendo el contorno de la torre, tanto los vagones superiores como los inferiores permanecen nivelados horizontalmente. La distancia de desfase entre los dos vagones cambia a lo largo del trayecto.
Hay cuatro cabinas de ascensor de diseño tradicional que van desde el segundo nivel hasta el tercer nivel. Las cabinas están conectadas a sus pares opuestos (opuestos en el rellano/hall del ascensor) y se utilizan entre sí como contrapeso . Cuando una cabina asciende desde el nivel 2, la otra desciende desde el nivel 3. El funcionamiento de estos ascensores está sincronizado por una señal luminosa en la cabina.
Estatua de la Unidad
La Estatua de la Unidad , la estatua más alta del mundo con 182 metros (597 pies) de altura, tiene 10 ascensores de alta velocidad (4 metros por segundo (13 pies/s)) que conducen a una galería de observación a 153 metros (502 pies) de altura. [109]
Taipei 101
El indicador del piso del ascensor de la plataforma de observación en el Taipei 101
En la torre de oficinas Taipei 101 se utilizan ascensores de dos pisos, instalados por Toshiba con maquinaria Kone EcoDisc [ cita requerida ] . Los inquilinos de los pisos pares primero toman una escalera mecánica (o un ascensor desde el estacionamiento) hasta el segundo nivel, donde ingresarán al piso superior y llegarán a sus pisos. El piso inferior se apaga durante las horas de bajo volumen, y el piso superior puede actuar como un ascensor de un solo nivel que se detiene en todos los pisos adyacentes. Por ejemplo, se puede acceder a los restaurantes del piso 85 desde el vestíbulo superior del piso 60. Los clientes del restaurante deben realizar sus reservas en el mostrador de recepción en el segundo piso. Un banco de ascensores exprés se detiene solo en los niveles del vestíbulo superior (36 y 60, cabina del piso superior), donde los inquilinos pueden transferirse a ascensores "locales".
Los ascensores de alta velocidad de la plataforma de observación aceleran hasta una velocidad certificada de récord mundial de 1.010 metros por minuto (61 km/h) en 16 segundos, y luego reducen la velocidad para llegar con sutiles sensaciones de presión de aire. La puerta se abre después de 37 segundos desde el quinto piso. Las características especiales incluyen cabina y contrapesos aerodinámicos, y control de presión de cabina para ayudar a los pasajeros a adaptarse suavemente a los cambios de presión. El viaje hacia abajo se completa a una velocidad reducida de 600 metros por minuto, y las puertas se abren en el segundo 52. Muchos ascensores de alta velocidad también tienen exteriores de cabina aerodinámicos. [110]
Arco de la entrada
El interior de uno de los vagones del tranvía Gateway Arch
El Gateway Arch de St. Louis utiliza un sistema de tranvía único para transportar a los visitantes a la plataforma de observación. Los pasajeros entran en compartimentos horizontales que forman un tren, inclinándose para mantener la orientación nivelada a medida que ascienden por las vías curvas dentro del Arco. Dos tranvías funcionan en cada extremo, ofreciendo vistas de la estructura interior del Arco a través de puertas con ventanas. Los vagones pasan de estar colgados debajo de los cables a descansar sobre ellos durante el viaje.
Nuevo Ayuntamiento, Hannover, Alemania
El ascensor del nuevo ayuntamiento de Hannover , Alemania
El ascensor del nuevo ayuntamiento de Hannover ( Alemania ) es una rareza técnica y único en Europa, ya que el ascensor comienza a subir en línea recta pero luego cambia su ángulo en 15 grados para seguir el contorno de la cúpula del edificio. Por lo tanto, la cabina se inclina 15 grados durante el viaje. El ascensor recorre una altura de 43 metros. El nuevo ayuntamiento se construyó en 1913. El ascensor fue destruido en 1943 y reconstruido en 1954.
En el hotel Radisson Blu de Berlín, Alemania, el ascensor principal estaba rodeado por un acuario de 25 metros de altura que contenía más de mil peces diferentes hasta que se hizo añicos en diciembre de 2022. El diseño ofrecía vistas de los peces a las personas que utilizaban el ascensor. El ascensor especial fue construido por la empresa alemana GBH-Design GmbH [111]
La Torre del Terror de la Dimensión Desconocida
La Torre del Terror de la Dimensión Desconocida es una atracción que se encuentra en tres parques de Disney y que presenta una simulación de caída libre mediante un sistema de ascensor de alta velocidad. Los pasajeros están sentados y asegurados por seguridad. El diseño único del ascensor permite un rápido ascenso y descenso, superando la gravedad normal. Las cabinas de pasajeros están separadas del mecanismo de elevación, lo que permite un funcionamiento y movimiento continuos a través de las escenas del espectáculo. Los vehículos guiados automáticamente transportan a los pasajeros al hueco del ascensor. Las puertas abiertas en la parte superior brindan vistas desde la estructura .
Ascensores "Top of the Rock"
Los visitantes que suben a las plataformas de observación de los niveles 67, 69 y 70 (denominadas " Top of the Rock ") en la cima del edificio GE en el Rockefeller Center de la ciudad de Nueva York viajan en un ascensor de alta velocidad con techo de cristal. Al ingresar a la cabina, parece un viaje en ascensor normal. Sin embargo, una vez que la cabina comienza a moverse, las luces interiores se apagan y se enciende una luz azul especial sobre la cabina. Esta ilumina todo el hueco, de modo que los pasajeros pueden ver la cabina en movimiento a través de su techo de cristal mientras sube y baja por el hueco. Suena música y también se muestran varias animaciones en el techo. El viaje completo dura unos 60 segundos.
La mansión embrujada
Parte de la atracción Haunted Mansion en Disneyland en Anaheim, California , y Disneyland en París, Francia , se desarrolla en un ascensor. [112] La "sala de estiramiento" de la atracción es en realidad un ascensor que desciende mientras da la ilusión de estirarse hacia arriba. Este efecto se logra al tener un techo abierto y un hueco decorado, lo que permite a los pasajeros ver cómo se mueven las paredes a medida que descienden. [113] [114]
Para el transporte urbano
En algunas ciudades donde el terreno es difícil de transitar, se utilizan ascensores como parte de los sistemas de transporte urbano.
Lynchburg, Virginia , EE. UU. - El ascensor público de Lynchburg conecta a los peatones desde Church Street en el nivel inferior hasta Court Street en el nivel superior.
Ascensores IoT
La aplicación de la tecnología de Internet de las cosas (IoT) se está utilizando en ascensores para mejorar el rendimiento, las operaciones, la supervisión y el mantenimiento con la ayuda de diagnósticos remotos, notificaciones en tiempo real y conocimientos predictivos del comportamiento. [116]
Los ascensores más rápidos del mundo
El Centro Financiero CTF de Guangzhou ostenta el récord actual de ascensores más rápidos del mundo, con sus cabinas viajando a 75,6 km/h (47,0 mph). El ascensor, que se probó a esa velocidad en junio de 2017, fue fabricado por Hitachi y se confirmó como récord mundial Guinness en septiembre de 2019. [117]
Sin embargo, en el camino hacia abajo, los ascensores de la Yokohama Landmark Tower , fabricados por Mitsubishi Electric , descienden a 45 km/h (28 mph), y aún mantienen el récord del ascensor que desciende más rápido del mundo. [118]
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Enlaces externos
Wikimedia Commons tiene medios relacionados con Ascensores .
Oportunidades de ACE3 para mejorar la eficiencia energética de los ascensores
¿Por qué nos comportamos de forma tan extraña en los ascensores? BBC News Online (8 de octubre de 2012)
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