El invento del Ascensor

Ascensor o Elevador, dispositivo para el transporte vertical de pasajeros o mercancías a diferentes plantas o niveles, por ejemplo de un edificio o de una mina. Se suele referir a un dispositivo con mecanismos de seguridad automáticos. A los primeros aparatos de este tipo se los denominó grúas. Los elevadores consisten en una plataforma o una cabina que se desplaza dentro de un hueco o en guías verticales, con mecanismos de subida y bajada y con una fuente de energía. El desarrollo del ascensor moderno ha afectado profundamente a la arquitectura y ha supuesto una mayor evolución de las ciudades, al permitir la construcción de edificios de varias plantas.

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HISTORIA

A pesar de que las grúas y ascensores primitivos, accionados con energía humana y animal o con norias de agua, estaban en uso ya en el siglo III a.C., el ascensor moderno es en gran parte un producto del siglo XIX. La mayoría de los elevadores del siglo XIX eran accionados por una máquina de vapor, ya fuera directamente o a través de algún tipo de tracción hidráulica.

A principios del siglo XIX los ascensores de pistón hidráulico ya se usaban en algunas fábricas europeas. En este modelo la cabina estaba montada sobre un émbolo de acero hueco que caía en una perforación cilíndrica en el suelo. El agua forzada a presión dentro del cilindro subía el émbolo y la cabina, que caían debido a la gravedad cuando el agua se liberaba de dicha presión. En las primeras instalaciones, la válvula principal para controlar la corriente de agua se manejaba de forma manual mediante sistemas de cuerdas que funcionaban verticalmente a través de la cabina. El control de palanca y las válvulas piloto que regulaban la aceleración y la deceleración fueron mejoras posteriores.

En el precursor del ascensor de tracción moderno, las cuerdas de elevación pasaban a través de una polea, para hacer contrapeso en las guías. La fuerza descendente que ejercen los dos pesos mantenía la cuerda estirada contra su polea, creando la suficiente fricción adhesiva o tracción entre las dos como para que la polea siguiera tirando de la cuerda.

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ASCENSORES MECÁNICOS

En 1853 el inventor y fabricante estadounidense Elisha G. Otis exhibió un ascensor equipado con un dispositivo (llamado seguro) para parar la caída de la cabina si la cuerda de izado se rompía. En ese caso, un resorte haría funcionar dos trinquetes sobre la cabina, forzándolos a engancharse a los soportes de los lados del hueco, así como al soporte de la cabina. Esta invención impulsó la construcción de ascensores. El primer ascensor o elevador de pasajeros se instaló en Estados Unidos, en un comercio de Nueva York.

En estos primeros ascensores, una máquina de vapor se conectaba mediante una correa y unos engranajes a un tambor giratorio en el que se enrollaba la cuerda de izado. En la década de 1870 se introdujo el ascensor hidráulico de engranajes de cable. El émbolo se reemplazó en este modelo por un pistón corto que se movía en un cilindro instalado horizontal o verticalmente dentro del edificio. La longitud efectiva de la abertura del pistón se multiplicaba con un sistema de cuerdas y poleas. Debido a su funcionamiento más suave y a su mayor rendimiento, el ascensor hidráulico reemplazó de forma general al modelo de una cuerda enrollada en un tambor giratorio.

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ASCENSORES ELÉCTRICOS

En 1880 el inventor alemán Werner von Siemens introdujo el motor eléctrico en la construcción de elevadores. En su invento, la cabina, que sostenía el motor debajo, subía por el hueco mediante engranajes de piñones giratorios que accionaban los soportes en los lados del hueco. En 1887 se construyó un ascensor eléctrico, que funcionaba con un motor eléctrico que hacía girar un tambor giratorio en el que se enrollaba la cuerda de izado. En los siguientes doce años empezaron a ser de uso general los elevadores eléctricos con engranaje de tornillo sin fin, que conectaba el motor con el tambor, excepto en el caso de edificios altos. En el elevador de tambor, la longitud de la cuerda de izado, y por lo tanto la altura a la que la cabina podía subir, estaba limitada por el tamaño del tambor. Las limitaciones de espacio y las dificultades de fabricación impidieron que se utilizara el mecanismo de tambor en los rascacielos. Sin embargo, las ventajas del ascensor eléctrico (rendimiento, costos de instalación relativamente bajos, y la velocidad casi constante sin reparar en la carga) animó a los inventores a buscar una manera de usar la fuerza motriz eléctrica en estos edificios. Los contrapesos que creaban tracción sobre las poleas dirigidas eléctricamente solucionaron el problema.

Desde la introducción de la fuerza motriz eléctrica en los ascensores se realizaron varias mejoras en los motores y en los métodos de control. Al principio, los motores de una sola velocidad eran los únicos que se utilizaban. Ya que se necesitaba una segunda velocidad más baja para facilitar el nivelado de la cabina respecto a las plataformas, se introdujeron los motores auxiliares de baja velocidad, pero más tarde se inventaron sistemas para modificar la velocidad mediante la variación del voltaje que se suministraba al motor de elevación. En los últimos años se han empleado con frecuencia dispositivos automáticos para nivelar las cabinas con las plataformas.

En un principio, el encendido del motor y los frenos se hacían funcionar de forma mecánica, desde la cabina, mediante cuerdas de mano. Los electroimanes, que se controlaban con los interruptores de funcionamiento de la cabina, se introdujeron para conectar el motor y liberar un freno de resorte. El control por botones fue un descubrimiento temprano, que se complementó más tarde con un sistema elaborado de señales.

Los dispositivos de seguridad se habían desarrollado mucho. En 1878 se presentó un mecanismo que, conectado a un regulador de velocidad, recurría al sistema de seguridad si la cabina se movía a una velocidad peligrosa, se rompiera o no la cuerda. En los sistemas de seguridad posteriores se utilizaban pinzas que se aferraban a las guías y detenían la cabina de forma gradual. Hoy, los llamados reguladores controlan una serie de dispositivos para reducir la velocidad de la cabina si ésta aumenta aunque sea ligeramente, para apagar el motor y emplear un freno electromagnético si la cabina continúa acelerándose, y para recurrir a un dispositivo de seguridad mecánico si la velocidad llega a ser peligrosa. Los conmutadores terminales son independientes de otros mecanismos de control y paran la cabina en los límites superior e inferior del trayecto. En las cabinas de baja velocidad se colocan parachoques de palanca en la parte inferior de la vía de izado. Las cabinas de alta velocidad se amortiguan mediante la colocación de pistones dentro de cilindros aisladores. Los circuitos eléctricos, completados con puntos de contacto en las distintas plantas en las puertas de la vía de izado y en las puertas de la cabina, permiten el funcionamiento sólo cuando las puertas están cerradas.

Los grandes avances en los sistemas electrónicos que se realizaron durante la II Guerra Mundial dieron como resultado muchos cambios en el diseño e instalación de ascensores. En 1948 se instalaron ordenadores o computadoras para analizar automáticamente la información, lo que mejoró en gran medida el rendimiento operativo de los elevadores en los grandes edificios.

El uso de equipamiento de programación automática eliminó por fin la necesidad de motores de arranque en la planta baja de los grandes edificios comerciales, y de este modo, el funcionamiento de los ascensores se hizo completamente automático. Los ascensores eléctricos se usan hoy en todo tipo de edificios. La torre Sears en Chicago, de 110 pisos, tiene 109 ascensores que alcanzan velocidades de hasta 549 m/min. El World Trade Center en Nueva York, con sus dos torres de 110 pisos, tenía 244 ascensores o elevadores con capacidades de hasta 4.536 kg y velocidades de hasta 488 m/min.