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Noventa Aniversario


historia del ascensor
:: Antigüedad ::.
:: De la polea de cable a la rueda de grúa ::.
:: Impulso de la mecánica ::.
:: La Edad Media ::.
:: El primer ascensor ::.
:: El ascensor hidráulico ::.
:: La tracción eléctrica ::.
:: Sistemas operativos ::.
:: El sistema Operativo Automático ::.
:: El control de señal ::.
:: Sistemas Operativos Automáticos de Grupo ::.

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:

  • Mayores velocidades de marcha (hasta 15 m/s)
  • Mejor confort de funcionamiento; es decir, viajes suaves y sin sacudidas
  • Nivelaciones más exactas e independientes de la carga
  • Disminución de los tiempos de espera en planta, con el desarrollo de maniobra flexibles que optimicen el tráfico
  • Máxima seguridad de uso y funcionamiento
  • Máxima fiabilidad de respuesta en las demandas de servicio

    A lo largo del siglo XX, los tres continentes han representado un papel fundamental en la evolución del ascensor, contribuyendo con sustanciales avances:

  • Ascensores sin reductor
  • Sistema de control con “memoria” para grupos de ascensores
  • Sistema de control con microprocesadores integrado para grupos de ascensores
  • Sistema de control de frecuencia variable y tensión variabl
  • Tecnología de “motor lineal”, sin cuarto de máquinas
  • Sistema de control modular
  • El motor magneto- permanente
  • Etc.

 

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