Antigüedad
Los primeros dispositivos de elevación y
transporte fueron las palancas, las poleas, los rodillos y los
planos inclinados. La realización de grandes trabajos de
construcción con este tipo de equipamiento exigía
enorme cantidad de gente. Un ejemplo lo tenemos en la construcción
de las pirámides de Keops (siglo XXV a. C) de 147 metros
de altura, compuesta de prismas de piedra cada uno de 9 x 2 x
2 metros cúbicos de tamaño y 90 toneladas de peso
aproximadamente. Su construcción duró alrededor
de 20 años y en ella estuvieron ocupadas permanentemente
cerca de cien mil personas.
De la polea de cable
a la rueda de grúa
Hacia 1510 a. C. se aplica en Mesopotamia la rueda
–utilizada hasta entonces sólo en los carros, en
los tornos de alfarero y en las ruecas- a dispositivos mecánicos,
convirtiéndose de este modo en un instrumento para la utilización
de las fuerzas y la simplificación de los trabajos. Gracias
a ello, la resistencia debida a la fricción se reduce a
la reinante entre el eje y el cojinete. La polea de cable resulta
especialmente importante para transformar fuerzas sin que se produzca
una fricción en la cuerda. No es posible demostrar si la
polea de cable se emplea ya en Mesopotamia o si se utiliza en
Egipto hacia esta época a modo de polea sencilla.
Hacia 700 a. C. los mecánicos griegos desarrollan
la técnica de la descomposición de las fuerzas con
ayuda de los llamados polipastos. El polipasto se descompone de
una polea fija y una segunda sujeta al objeto a desplazar. Una
cuerda discurre, partiendo de un punto fijo, primero alrededor
de la polea móvil y después de la fija. Estirando
del extremo libre, la carga se desplaza únicamente la mitad
de la distancia que lo hace el extremo libre.
El período grecorromano (siglo X a. C. a
siglo V d. C. constituye una etapa de gran impulso en la evolución
de la tecnología de la elevación. Un elemento clave
para la elevación es la polea compuesta. Su origen se remonta
a la Grecia clásica. Eurípides (480- 406 a. C.).
Arquímedes (287 – 212 a. C.) además de descubrir
el tornillo sinfín, principio en el que se basan elevadores
y transportadores utilizados hoy en día, desarrolló
un dispositivo elevador que funcionaba con cables de cáñamo
y poleas movidas por el hombre.
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Impulso de la mecánica
En el siglo III a. C., Arquímedes descubrió
las leyes de la palanca. Este griego, que vivía en Sirac,
creó un sistema teórico sobre la multiplicación
de la fuerza que se consigue con la palanca, el efecto de la cuña
y la utilización del plano inclinado y de la polea, fenómenos
que desde hacía milenios venían aprovechándose
como algo evidente. Desarrolló una extensa teoría
acerca de los polipastos con las transmisiones de la fuerza 2:1,
3:1(“tripastos”) y 5:1 (“pentapastos”).
Más tarde, en la época del emperador
Tito, en el año 80 d. C., se utilizaron también
en el Coliseo romano, doce grandes montacargas para elevar a los
gladiadores y a las fieras a la pista. Tras la caída del
Imperio romano, los ascensores desaparecieron durante un largo
período.
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La Edad Media
Leonardo da Vinci parte de problemas agudos, buscando
para ellos soluciones de tipo técnico. De este modo, crea
una grúa móvil para facilitar las labores de construcción
en las que hay que elevar cargas pesadas. Dicha grúa está
montada sobre un vehículo y se gobierna desde arriba mediante
un cable tensado. El ginche de cable puede accionarse con una
manivela dotada de transmisión por ruedas dentadas.
Georg Bauer (1490- 1565) trabajó como médico
en los centros mineros de Sajonia y su obra De re metallica, del
año 1556, constituye una guía exacta de los sistemas
empleados durante la alta Edad Media en una industria altamente
tradicional. En De re metallica, aparece el esquema de un aparato
de elevación en una mina. Menciona el uso de ruedas dentadas
y de cadenas movidas por caballos. No existen diferencias significativas
respecto a períodos primitivos excepto en lo que se refiere
a una vagoneta que debía correr por un surco.
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El primer ascensor
En 1830 se pone en servicio un montacargas accionado
por una máquina en Derby (Inglaterra). En el West Riding
de Yorkshire, en 1840, se dan todavía tornos para elevar
pesos a mano, utilizándose esta técnica para variadísimas
operaciones de elevación y transporte, incluyendo la elevación
de la tierra de las excavaciones de los túneles de ferrocarril.
El tambor de cable horizontal de 3.5 a 5 metros de diámetro,
alrededor del cual daban vueltas los caballos fue sustituido sólo
gradualmente por un torno movido, por lo general, por una máquina
de vapor vertical, de baja presión y un solo cilindro.
Merece la pena mencionar el ascensor “Teagle”
desarrollado en Inglaterra en 1845. Este elevador accionado hidráulico
contemplaba ya el concepto de la polea de tracción con
contrapeso, aspecto que se aplica hoy en nuestros días
a la gran mayoría de los ascensores. El accionamiento era
llevado a cabo por los propios usuarios que desplazaban el cable
manualmente desde la cabina.
En el año 1854 Elisha Graves Otis hizo una
demostración pública en el Palacio de Cristal de
Nueva York, elevando su ascensor a una cierta altura y cortando
el cable de sustentación, mostrando la seguridad de su
aparato.
Su ascensor hidráulico disponía de un sistema de
seguridad consistente en una cabina con trinquetes que unos resortes
obligaban a engranar con muescas dispuestas a los lados del foso
del ascensor en el momento que rompía el cable.
El 23 de marzo de 1857 instaló el primer
ascensor para personas en los grandes almacenes E. V. Haughwout
& Co. en la ciudad de Nueva York. Era movido por una máquina
de vapor, el edificio tenía cinco plantas e iba dotado
con un equipo de elevación apto para 450 Kg a 0,20 metros/
segundo.
En 1867 el francés Leon Edoux presentó
en la Exposición Universal de París un aparato elevador
que utilizaba la presión del agua para elevar una cabina
montada en el extremo de un pistón hidráulico.
El ascensor Edoux tuvo una gran difusión
por todo el mundo, sobre todo cuando se multiplicaron sus posibilidades
de velocidad y recorrido, con un perfeccionamiento del sistema
que se denominó de acción indirecta, en el que el
émbolo no impulsaba la cabina directamente, sino un juego
de poleas o una cremallera y un tambor que enrollaba y desenrollaba
uno o varios cables de los que se suspendía la cabina.
Simultáneamente, Europa inicia su andadura
en la industria de la elevación vertical fundándose
en 1874 la empresa Schindler, construyéndose el primer
ascensor en 1876 para la Oficina de Correos de Londres.
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El ascensor hidráulico
El ascensor hidráulico se utiliza por primera
vez en 1878, utilizándose agua en lugar de vapor, para
simplificar las instalaciones y conseguir mayores velocidades
y recorridos.
Los ascensores hidráulicos se perfeccionan
hasta lograr con ellos alturas y velocidades muy elevadas. En
1908, se instaló un ascensor en el City Investing Building
de Nueva York de 1360 Kg de carga, 3 m/s de velocidad y un recorrido
de 108 m.
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La tracción
eléctrica
El primer ascensor eléctrico hizo su aparición
en 1889 en el Demarest Building en Nueva York. Fue una modificación
directa del primitivo ascensor de tambor accionado a vapor pero
sustituyendo esta fuente de energía por la eléctrica
mediante un motor de corriente continua. Este ascensor continuó
en servicio hasta 1920, año en que se demolió el
edificio. El primer ascensor con pulsador automático de
llamada se instaló en 1894.
El ascensor eléctrico, tuvo desde sus comienzos un gran
éxito, por su menor coste de instalación y funcionamiento,
pero tenía el inconveniente de la poca precisión
de sus paradas. Este fue corregido totalmente con la instalación
de los grupos de regulación de velocidad Ward Leonard,
que todavía se utilizan en la actualidad, como veremos
más adelante.
En el año 1900, las maniobras accionadas
por cable son sustituidas por maniobras accionadas por pulsadores.
El sistema Ward Leonard se introduce en el período entre
1910 y 1930, con siguiéndose velocidades que alcanzaban
los 2 m/s y dando paso a los ascensores modernos.
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Sistemas operativos
En los ascensores primitivos, los accionados por
máquinas de vapor o los hidráulicos, el dispositivo
de operación era un cable que recorría todo el hueco
del ascensor y que hacía actuar una válvula dispuesta
en el fondo del hueco. Para subir, se tiraba del cable hacia abajo
para introducir vapor o agua en el circuito y hacer elevar la
plataforma. Para bajar, se tiraba del cable hacia arriba para
expulsar vapor o agua en el circuito y hacer bajar la plataforma.
Este sistema, consistente en tirar del cable en
sentido contrario al del movimiento, tenía una ventaja
adicional: que en las posiciones más inferior y más
superior se disponía en el propio cable de una “bola
de parada” de manera que al estar en la posición
más inferior e intentar seguir bajando, se tiraba del cable
hacia arriba haciendo aprisionar esta bola parada en los agujeros
dispuestos en la cabina a tal efecto, deteniendo inmediatamente
la cabina.
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El sistema Operativo
Automático
El accionamiento mediante interruptor en cabina
se utilizó en edificios de oficinas desde principios de
1880 a principios de 1920. En paralelo con el desarrollo de este
tipo de accionamientos en edificios de oficinas, se ponía
en marcha en edificios residenciales en Estados Unidos, en el
período 1880 a 1920, el sistema operativo denominado “Sistema
Automático Simple”. Dado que el tráfico era
muy bajo, no se justificaba la presencia de un operador a tiempo
completo y por lo tanto se requería un sistema automático.
Este consistía en un sistema similar al que tenemos hoy
día, es decir, una serie de botones en cabina y en cada
piso, de forma que el ascensor es gobernado con prioridad desde
cabina, y cuando la maniobra accionada desde cabina ha finalizado,
desde cualquiera de los pisos a los que el ascensor tiene acceso.
Este sistema es empleado hoy en día en ascensores poco
utilizados donde los usuarios prefieren esperar y tener uso exclusivo
cuando están en la cabina.
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El control de señal
Conforme aumentaba la altura de los edificios y
la velocidad de los ascensores se incrementaba (hasta 3.5 m/s),
se hizo necesario un sistema eficiente de operación para
detener la cabina con precisión, introduciéndose
a principio de 1920 el denominado control de señal. Este
sistema requiere de un operador que, mediante pulsación
de un botón, el sistema del ascensor registra la orden
y el sistema determina automáticamente aceleraciones, respuestas
a llamadas desde otros pisos, deceleraciones y ajustes exactos
al nivel del piso. El operador no sabe a qué llamadas va
a acudir el ascensor hasta que éste no comienza el proceso
de frenada.
Los Sistemas Operativo Colectivos permiten guardar
en memoria llamadas de forma colectiva tanto en la dirección
del ascensor como en sentido contrario, de manera que cuando el
ascensor ha terminado un recorrido, inicia automáticamente
el movimiento en sentido contrario para atender las llamadas realizadas
previamente. Este sistema no requiere de operador.
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Sistemas Operativos
Automáticos de Grupo
A finales de la década de los cuarenta se
concibe por primera vez un sistema basado en dispositivos electrónicos
que mide la cantidad de llamadas, suma el tiempo en que se hacen
y, automáticamente, combina estos datos con otros para
programar y hacer funcionar grupos de ascensores conjuntamente.
Este sistema fue instalado en el edificio de las Naciones Unidas
de Nueva York en 1949. Meses más tarde se inventa el primer
sistema electrónico, aplicado en las puertas, para la protección
de los pasajeros.
Analizando la historia de la elevación vertical
se observa que se desarrollan en paralelo dos tecnologías.
Por un lado la de Control de Señal que requiere de un operador
y está indicada para edificios grandes y con gran tráfico
y la de Sistemas Operativos Colectivos, que no requiere operador
pero que se utilizaba en edificios residenciales y en general
de bajo tráfico. Su responsable técnico fue el Ingeniero
Jefe de Desarrollos de la Otis Elevator Company, William Bruns.
Mediante circuitos electrónicos y automáticos era
posible programar maniobras eficientes desde el punto de vista
de tráfico vertical.
Desde principios de los 50 hasta nuestros días,
todas las compañías de ascensores han desarrollado
maniobras programadas. La Otis Elevator Company introdujo los
programas Autotronic (4 y 6), el Basic Autotronic con Múltiple
Zoning, VIP 260 y los programas Elevonic. Schindler desarrollo
las familias Auto Signamatic, 1090, 1092IC, Aconic, Supermatic,
Transitronic y Miconic. Westinghouse implantó las familias
Selectomatic (4 y 6 Pattern y Mark IV y V). Los sistemas Dopver
se denominaron Traflomatic y finalmente para los de Montgomery,
se utilizó el nombre de Miprom.
En el año 1986 se introduce el sistema de
frecuencia variable para el control de ascensores de alta velocidad,
con una avanzada tecnología que permite un importante ahorro
energético. Dos años más tarde se implanta
el motor lineal para ascensores que, al estar acoplado al contrapeso,
elimina la necesidad del cuarto de máquinas, con el consiguiente
ahorro económico y de espacio.
Hoy, a finales del siglo XX, se han conseguido
grandes logros en la tecnología del ascensor. No obstante,
aun quedan una serie de prestaciones que exigir en una instalación
moderna, tales como:
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