03 transporte vertical

Transporte vertical. Capítulo 3

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1 ASCENSORES Y MONTACARGAS

El problema de elevar cargas pesadas a lugares elevados se remonta a la antigüedad.

Los primeros dispositivos de elevación y transporte fueron las palancas, las poleas, los rodillos

y los planos inclinados. Los egipcios hicieron uso intensivo de rodillos, planos inclinados y

palancas. Hacia el 700 a.c. los griegos desarrollaron la técnica de la descomposición de

fuerzas con ayuda de los llamados polipastos. Tres inventores griegos brillan con luz propia en

la historia de la elevación; Ctesebio (270 a.c.), padre de la hidráulica; Arquímides (287 – 212

a.c.), descubridor del tornillo sin fin y Herón de Alejandría (s.I d.c.), inventor de la polea

compuesta.

El ascensor era ya conocido en la antigua Roma. Se dispone de una descripción

detallada del ascensor instalado en el palacio de Nerón, consistente en una cabina de madera

suspendida de un cable de cáñamo y guiada por cuatro carriles de madera dura. Un cojín de

cuero de un metro de espesor unido al suelo de la cabina servía de dispositivo de seguridad. El

fondo del hueco (foso) estaba construido en forma de cono para que el cojín se enclavase en él

en caso de rotura del cable amortiguando el efecto de la caída.

La caída del Imperio Romano supone un paso atrás en las técnicas de elevación y

durante la Edad Media las instalaciones de elevación no se diferencian mucho de las antiguas.

Leonardo Da Vinci es el responsable del perfeccionamiento e invención de numerosos

elementos para las máquinas como tornillos sinfín, engranajes helicoidales, una cadena

articulada, rodamientos axiales y diversos tipos de cojinetes de rodillos y de bolas.

Durante los siglos XVI, XVII y XVIII existen numerosos ejemplos de máquinas

elevadoras y se conservan diversas publicaciones donde se detallan diversas soluciones a

diferentes problemas de elevación. En el siglo XIV, la introducción de la máquina de vapor

supuso un nuevo impulso a las máquinas de elevación sustituyéndose paulatinamente la

tracción animal o humana por el vapor. En 1845 se diseña el primer ascensor hidráulico. Sin

embargo quedaba todavía un problema importante a resolver, el de la seguridad. Elisha Graves

Otis fue el primero en incorporar elementos de seguridad al ascensor. En 1854 hace una

demostración pública cortando el cable de su ascensor hidráulico una vez había elevado el

mismo a una cierta altura y mostrando así la seguridad del aparato. El sistema de seguridad de

Otis consistía en una cabina dotada de unos trinquetes que unos resortes obligaban a engranar

con unas muscas dispuestas a los lados del foso del ascensor en el momento en que el cable

se rompía.

A partir de este momento y hasta nuestros días se suceden las mejoras técnicas en los

ascensores hasta llegar al alto grado de seguridad y prestaciones de los ascensores utilizados

hoy en día.


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1.1 TIPOLOGÍA

1.1.1 ASCENSORES ELÉCTRICOS

Los grupos tractores de los ascensores eléctricos están normalmente formados por un

grupo motor, acoplado a un reductor de velocidad, en cuyo eje va montada la polea acanalada

que arrastra los cables por adherencia, o bien un tambor en el que se arrollan los cables

(prácticamente en desuso).

Los motores más utilizados son los de corriente alterna, de una o dos velocidades y

con variador de frecuencia. La instalación se compone de un circuito de tracción (compuesto

por motor, freno, reductor y polea de tracción), un circuito de elevación (compuesto por la

cabina, el contrapeso y el cable de tracción), y un circuito limitador de velocidad (compuesto

por el propio limitador, el cable paracaídas y el mecanismo de paracaídas que hace detener la

cabina en caso de exceso de velocidad. También se ha de tener en cuenta la instalación fija

compuesta por cuartos de máquinas, poleas, guías, amortiguadores y puertas de acceso.

1.1.2 ASCENSORES HIDRÁULICOS

Fueron los pioneros en el transporte vertical en edificios de viviendas y oficinas, pero se

han visto desplazados, casi totalmente, en estos últimos años por los ascensores eléctricos.

Sin embargo, adecuadamente modernizados y perfeccionados se utilizan para montacargas,

montacoches y en edificios de viviendas cuando se presentan problemas para instalar los

cuartos de máquinas.

Están compuestos por una central hidráulica, cilindro, pistón, cabina y cuarto de

máquinas. A diferencia del ascensor eléctrico, este tipo de ascensor no incorpora contrapeso.

1.1.3 MONTACARGAS

Mantiene los principios generales del ascensor con la única variante de que la cabina

no se encuentra específicamente preparada para el transporte de personas.

Montacargas pequeños: aparato elevador instalado de forma permanente que

sirve a niveles definidos. Consta de una cabina inaccesible a las personas por

sus dimensiones y/o constitución, que se desplaza a lo largo de guías verticales

o con inclinación inferior a 15º.

Montacargas grandes: No presentan las restricciones de dimensiones del caso

anterior. Cuando se selecciona el tamaño de la cabina y la carga a elevar es muy

importante tener en cuenta no solamente la carga a transportar, sino también el

equipo de carga y el tipo de vehículos de transporte de cargas utilizados.


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1.1.4 MONTACAMAS

Son ascensores típicos para el transporte de personas, camillas y camas y por ello

deben tener una apertura mínima de puertas de 1000 ó 1100 mm.

1.2 NORMATIVA

Norma Internacional ISO4190/1 Ed.1990. Ascensores de personas, montacamillas y

montacargas.

Norma Internacional ISO4190/1 Ed.1982. Montaplatos.

Norma Internacional ISO4190/2 Ed.1982. Montacargas.

Norma Internacional ISO4190/1 Ed.1984. Selección de ascensores de personas y

montacargas para edificios residenciales.

Norma Europea EN81-1 Ed.1985. Normas de seguridad para la construcción e

instalación de ascensores de personas, montacargas y montaplatos. Parte I.

Ascensores Eléctricos.

Norma Europea EN81-1 Ed.1987. Normas de seguridad para la construcción e

instalación de ascensores de personas, montacargas y montaplatos. Parte II.

Ascensores Hidráulicos.

Directiva Europea 95/16/CE Ed. 1995. Aproximación de las legislaciones de los

Estados miembros relativas a ascensores.

1.3 PARTES Y FUNCIONAMIENTO DE UN ASCENSOR

1.3.1 PARTES DE LOS ASCENSORES

Las partes principales de un ascensor eléctrico se exponen a continuación. En el caso

de los ascensores hidráulicos los únicos cambios son los derivados del sistema de tracción de

estos, que como ya se ha indicado no tiene contrapeso.

Hueco del ascensor, compuesto de:

El espacio cerrado para que circulen cabina y contrapeso.

Puertas de acceso.

Guías metálicas de cabina y contrapeso: serán de acero estirado o superficies

mecanizadas. Se instalarán dos para el guiado de la cabina y otras dos para el

guiado del contrapeso y no se utilizarán los mecanismos de paracaídas como

apoyo de guía.


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Amortiguadores: situados en el extremo inferior del recorrido de la cabina y del

contrapeso. Pueden ser de disipación de energía, de acumulación de energía o

bien de acumulación de energía con retorno.

Circuito de tracción, compuesto por:

Motor eléctrico.

Freno electromecánico.

Transmisión tornillo sinfín – corona.

Polea de tracción.

Polea desviadora.

Ejes, soportes y rodamientos.

Carcasa metálica

.

Figura 1. Circuito de tracción.

Circuito de elevación, en el que encontramos:

Elementos de suspensión de la cabina y del contrapeso. Hoy en día un mínimo

de dos cables de acero de diámetro nominal mínimo de 8 mm. Se utilizan

coeficientes de seguridad de 12 en el caso de tres cables y de 16 en el caso de

dos existiendo además un dispositivo automático de igualación de tensiones. La

relación entre el diámetro de la polea y el del cable debe ser superior a 40.


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Cabina: es el habitáculo donde se elevan las cargas y está formado por:

La estructura metálica de la cabina, la plataforma de suelo, la puerta y su

mecanismo de apertura.

Los apoyos para las guías y el sistema paracaídas.

Los anclajes de los cables de suspensión situados en la parte superior que

serán maguitos de material fundido fuertemente prensados y se utilizarán

al menos tres abrazaderas. Deben ser amarres de cuña de apriete

automático.

Contrapeso, que equilibrará el peso de la cabina de vacio más la mitad de la

carga máxima y que está compuesto del propio contrapeso, el bastidor del

mismo y de los anclajes de suspensión y apoyos para las guías.

Figura 2. Circuito de elevación.

Circuito paracaídas, que consta de un limitador de velocidad, una polea tensora,

el cable de accionamiento y el propio mecanismo de paracaídas.

Circuitos auxiliares: control, alumbrado, etc.

1.3.2 PRINCIPIOS BÁSICOS DE FUNCIONAMIENTO

Cada ascensor estará accionado por su propia maquinaria. Están autorizados dos

sistemas de accionamiento:


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Por arrastre; ya sea empleando piñones y cadenas o un tambor de arrollamiento

y cables (sin contrapeso). En cualquier caso la EN81-1 limita el uso de este tipo

de accionamiento a velocidades inferiores a 0,63 m/s.

Por adherencia, utilizando poleas y cables.

Figura 3. Instalación típica de un ascensor.


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1.3.3 VELOCIDADES Y ACELERACIONES EN ASCENSORES

La velocidad de desplazamiento de la cabina, para la que ha sido construido el

ascensor, se denomina velocidad nominal o de régimen del mismo. La velocidad del ascensor,

medida en descenso, a media carga y en la zona media del recorrido (excluidos los períodos

de aceleración y deceleración) no debe diferir, por exceso o por defecto, en más de un 5% de

la velocidad nominal.

En la práctica se utilizan motores de una o dos velocidades o bien motores con variador

de frecuencia. Estos últimos, se han ido imponiendo en los nuevos modelos ya que su facultad

de permitir regular la velocidad del motor permite optimizar la marcha del ascensor

consiguiéndose un menor tiempo de viaje y un más alto confort.

En la figura 4 se ha representado, a la izquierda, la evolución de la velocidad de un

ascensor entre dos paradas consecutivas. Se pueden apreciar tres tramos; una aceleración

desde A hasta B, un tramo de velocidad constante (velocidad nominal) desde B hasta C y un

tramo de deceleración desde C hasta D. A la vista del gráfico de la derecha se hace evidente

que a medida que la velocidad nominal sea más alta los tramos de aceleración y deceleración

serán cada vez más largos en el tiempo si se desea mantener constantes los valores de las

aceleraciones y deceleraciones. La velocidad máxima que se puede alcanzar entre las dos

paradas sucesivas se dará cuando estos tramos de aceleración y deceleración ocupen la

totalidad del tiempo de recorrido, es decir, cada uno la mitad del tiempo.

Figura 4. Velocidad en función del tiempo de un ascensor.

La velocidad máxima que puede alcanzar un ascensor entre dos paradas sucesivas,

siendo a la aceleración del ascensor y h la distancia vertical recorrida, se puede calcular como:

𝑣 = √𝑎 · ℎ

Las aceleraciones utilizadas en los ascensores oscilan entre los 0,5 m/s2 y los 1,5 m/s2

no siendo aconsejables aceleraciones mayores para mantener un adecuado confort de los

usuarios.

Las aceleraciones fuertes presentan mayores exigencias en cuanto a pares de

arranque y potencia de los motores por lo que únicamente se emplean en ascensores muy

rápidos, y siempre acompañadas de dispositivos de variación de velocidad en el arranque.


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El frenado de los ascensores se efectúa aprisionando entre dos zapatas el tambor del

freno. A mayores aprietes mayor brusquedad de frenado y menores espacios recorridos. El

problema se complica con las variaciones de carga de la cabina que se traducen en

variaciones de la nivelación de la parada del ascensor.

Hasta los 0,70 m/s el error de nivel es aceptable para los elevadores comunes ya que

es inferior a los 5 cm. Sin embargo, en el caso de los montacamillas se exige un error de ±2 cm

con lo que la velocidad debería ser de 0,25 m/s.

Para velocidades mayores los errores se hacen absolutamente inadmisibles (10 cm

para velocidades de 1 m/s). En estos casos se recurre a reducir la velocidad a 0,25 m/s cerca

de la parada y se utilizan motores de dos velocidades o con variador de frecuencia.

1.4 DESCRIPCIÓN DE LOS COMPONENTES DE LA INSTALACIÓN

1.4.1 TRACCIÓN

1.4.1.1 TRACCIÓN ELÉCTRICA

Los motores más utilizados en los grupos tractores, son los siguientes:

De corriente alterna, trifásicos, con el rotor en jaula de ardilla, de una o dos

velocidades o con variador de frecuencia.

Grupos tractores con motores de una velocidad: se utilizan velocidades

hasta 0,7 m/s.

Grupos tractores con motores de dos velocidades: es quizás el sistema

más utilizados en la actualidad, ya que por medio de la velocidad de

nivelación se consigue un frenado con el mínimo error. Se emplean hasta

velocidades de 1 m/s.

Grupos tractores con motores con variador de frecuencia: Se utilizan para

velocidades de hasta 2,5 m/s y cargas máximas de 2500 kg.

De corriente continua con convertidor alterna-continua.

Sistemas de doble motor o tipo Ward Leonard (ya desfasados).

Grupos tractores con dos motores: aunque hoy en día apenas se utilizan,

se han estado montando en montacargas industriales.

Sistemas Ward-Leonard: se caracteriza porque las tres máquinas que

forman el convertidor se montan en un único eje formando una sola

máquina.


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1.4.1.2 TRACCIÓN HIDRÁULICA

Son mucho menos utilizados que los de tracción eléctrica. Podemos distinguir los

siguientes elementos:

Grupo tractor, consistente en un motor eléctrico con arranque en corto o

en estrella-triángulo (altas potencias).

Bloque de válvulas de control del sistema hidráulico.

Tuberías.

Presentan el inconveniente de su mayor coste para unas prestaciones similares frente

a la tracción eléctrica, además la potencia a instalar será mayor en este caso ya que no se

dispone de contrapeso. Por último, indicar que las velocidades admitidas son menores.

Entre las ventajas cabe destacar el ahorro que supone la no necesidad de cuarto de

máquinas en la parte superior del edificio, este puede ir en cualquier nivel del mismo y no

necesariamente anexo al hueco del ascensor. La carga de elevación se transmite directamente

a los cimientos del edificio, sin sobrecargar la estructura del mismo.

En caso de avería en el grupo propulsor, fallo de suministro o rotura de alguna tubería

una simple electroválvula a la entrada del cilindro, regula la salida de aceite para que la cabina

descienda hasta el nivel inferior. Esta electroválvula, de poco consumo, se puede alimentar

mediante una batería de carga continua. Este sencillo sistema permite asegurar que ningún

usuario se quedará atrapado en la cabina entre dos pisos.

Los ascensores hidráulicos presentan arranques y paradas muy suaves y se

consiguen nivelaciones muy precisas.

1.4.1.3 POTENCIA NECESARIA EN LOS MOTORES

La potencia necesaria para el funcionamiento de los ascensores depende de los

siguientes factores:

Carga no equilibrada por el contrapeso.

Velocidad de régimen.

Resistencias pasivas que se oponen al movimiento.

Además hay que tener en cuenta la potencia necesaria en el arranque y la aceleración

hasta alcanzar la velocidad de régimen. La potencia teórica del motor se puede obtener de la

expresión:

𝑃 =𝑄 · 𝑣

75 · 𝜂

Donde, v la velocidad en m/s Q la carga no equilibrada

el rendimiento global (0,45-0,60)


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1.4.2 CUARTOS DE MÁQUINAS Y POLEAS

Los locales en que se instalan los grupos tractores y sus cuadros de maniobra se

denominan cuartos de máquinas y los que albergan las poleas de reenvío, cuartos de poleas.

Los cuartos de máquinas y poleas no deben contener más que las instalaciones

relacionadas con los ascensores y el material necesario para su conservación si bien no hay

inconveniente en instalar en un mismo cuarto de máquinas o poleas las instalaciones

correspondientes a más de un ascensor de un mismo edificio.

Los cuartos de máquinas o poleas deben ser accesibles únicamente al personal técnico

encargado de su mantenimiento y reparación y así debe estar indicado con un cartel en la

puerta del recinto.

Las condiciones específicas de situación y accesibilidad se imponen en la Norma

Técnica EN81-1.

1.4.3 FRENO

1.4.3.1 FRENO MECÁNICO

El sistema de frenado del ascensor debe ponerse en funcionamiento de forma

automática en caso de pérdida de energía eléctrica en los circuitos de control. Para cumplir con

este requerimiento se dispone un freno de fricción electromecánico.

Habitualmente el tambor del freno se monta sobre el mismo eje del sinfín del reductor,

pero en cualquier caso el tambor del freno debe estar acoplado mecánicamente a la polea o al

piñón (o al tambor de arrollamiento) que haga la tracción.

Sobre el tambor del freno actúan dos zapatas empujadas por resortes de tensión

regulable. Estas zapatas se separan del tambor del freno por la acción de sendos

electroimanes de manera que cualquier fallo en el suministro produce el accionamiento

inmediato del freno y la parada del ascensor.

Cuando el motor del ascensor sea susceptible de funcionar como generador el

electroimán y el motor del freno no pueden ser alimentados por el motor del ascensor.

El par de frenada debe ser capaz de frenar de forma segura el ascensor con una carga

equivalente al 125% de la carga nominal y de bloquearlo después de la parada. Dicho par de

frenada ha de calcularse en las condiciones más desfavorables, cuando el ascensor se

encuentra en el piso más inferior.

El par de frenada tendrá una componente estática (necesaria para bloquear al sistema

después de la parada) y otra dinámica (para absorber la energía cinética de todas las partes

móviles del sistema).


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El par estático se puede calcular mediante la expresión:

𝑀𝑒𝑠𝑡 =(1,25 · 𝑄𝑢 + 𝑄𝑏 − 𝑄𝑐) · 𝑞𝑛 · 𝐷𝑇 · 𝜂𝑠

2 · 𝑖𝑔

[𝑁𝑚]

Donde, Qu la carga del pasaje. Qb el peso de la cabina. Qc el peso del contrapeso. gn aceleración de la gravedad. DT diámetro de la polea de arrastre.

S eficiencia mecánica del sistema. iG relación de transmisión.

La eficiencia mecánica del sistema, S se obtiene de la siguiente expresión:

𝜂𝑆 = 𝜂𝑝 · 𝜂𝑚

Donde, p eficiencia del sistema de poleas.

m eficiencia entre motor y polea.

El momento dinámico toma la expresión:

𝑀𝑑𝑖𝑛 = (𝐼1 + 𝐼2 + 𝐼3) · 휀

Donde, deceleración angular. I1 momento de inercia del rotor,

tambor del freno y tornillo sinfín. I2 momento de inercia de la rueda

del tornillo sinfín y polea. I3 momento de inercia de las

partes que se mueven linealmente.

𝐼3 =(1,25 · 𝑞𝑢 + 𝑄𝑏 + 𝑄𝑐) · 𝐷𝑇

2

2 · 𝑖𝐺2

La deceleración angular se puede obtener:

휀 =𝜋 · 𝑛

30 · 𝑡𝑓

[𝑟𝑎𝑑

𝑠2]

Donde, n rpm del motor.

tf tiempo de frenada.

El tiempo de frenada tf puede calcularse en base a la relación de deceleración, relación

que ha de especificarse en función de la distancia de frenada en condiciones de operación.

𝑡𝑓 =𝑣

𝑎

El par de frenada total requerido será:

𝑀𝑓 = 𝑀𝑒𝑠𝑡 + 𝑀𝑑𝑖𝑛

1.4.3.2 FRENO ELÉCTRICO

El freno de corrientes parásitas de Foucault sin anillos ni colector forma un solo bloque

con el motor. Consta también de un programador con los valores nominales de frenado y una

dinamo tacométrica colocada en el eje del grupo tractor que genera una señal que en última

instancia sirve para controlar el frenado.


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Al iniciarse el frenado comienza a actuar el freno eléctrico y se desconecta el motor de

la red. El freno mecánico sólo actúa para inmovilizar la cabina una vez se ha detenido

totalmente.

1.4.3.3 ACCIONAMIENTO DE EMERGENCIA

En el extremo libre del motor se acopla un volante sin manivela ni agujeros para

accionar a mano el ascensor. Para accionar el volante es necesario separar previamente las

zapatas del freno mediante una palanca adecuada, maniobra esta que exigirá el esfuerzo

permanente de la persona que la efectúa.

1.4.4 REDUCTOR

Existen, si bien son minoría y de baja potencia, ascensores que no equipan ningún

reductor en la cadena cinemática, son los llamados gearless. Dicho esto, la inmensa mayoría

de los ascensores implementan un reductor en la cadena cinemática, entre el freno y la polea

tractora. Hoy en día la práctica totalidad de estos reductores son del tipo sinfín-corona.

La eficiencia de las máquinas convencionales ronda el 60%. Se ha estudiado la

implantación de engranajes planetarios, con lo que se podrían alcanzar rendimientos del 90%.

Figura 5. Transmisión sinfín-corona.

Los ascensores gearless se utilizan para velocidades superiores a 2 m/s, a velocidades

inferiores resulta obligatoria la implementación de reductores. Estos están formados por un

sinfín de acero de alta resistencia que engrana con una corona de bronce de bajo coeficiente

de rozamiento y ambos se montan en una carcasa de fundición.


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La transmisión sinfín-corona presenta ventajas que la hacen muy apropiada para su

utilización en aparatos elevadores entre las que se encuentran:

Es muy compacta y de menores dimensiones que otros tipos de transmisión

para unas características dadas.

Minimiza el mantenimiento y recambio de piezas, ya que presenta el menor

número de piezas móviles posible.

Es muy silenciosa.

Presenta una alta resistencia al impacto.

El eje del tornillo sinfín está biapoyado y, normalmente, dispuesto en la parte inferior de

la corona para facilitar el control de la transmisión y una adecuada lubricación. El ángulo que

forman los ejes de tornillo y corona puede ser cualquiera pero normalmente es de 90º.

El paso axial o lineal es el paso del tornillo sinfín (distancia medida paralelamente al eje

entre puntos correspondientes en filetes adyacentes). El paso circular es el paso de la corona

dentada (si los ejes están a 90º es igual al paso lineal). Se define como avance la distancia

axial atravesada por un filete en una vuelta y como ángulo de avance el formado por la

tangente a la hélice de paso y un plano normal al eje de rotación del sinfín.

Figura 6. Sinfín-corona. Definición de variables.

Los dientes de la corona serán de cara cóncava, siguiendo el exterior de la rueda la

curva del sinfín, dando de esta forma una línea de contacto y por lo tanto una configuración

muy robusta.


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La relación de velocidades angulares utilizadas varía desde 10:1 hasta 100:1 e incluso

mayores. El filete del sinfín puede ser simple o doble y la relación de velocidades angulares

será:

𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑎𝑛𝑔𝑢𝑙𝑎𝑟 𝑐𝑜𝑟𝑜𝑛𝑎

𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑎𝑛𝑔𝑢𝑙𝑎𝑟 𝑠𝑖𝑛𝑓í𝑛=

𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑓𝑖𝑙𝑒𝑡𝑒𝑠 𝑠𝑒𝑝𝑎𝑟𝑎𝑑𝑜𝑠 𝑐𝑜𝑛 𝑒𝑙 𝑠𝑖𝑛𝑓í𝑛

𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑜𝑟𝑜𝑛𝑎

El ángulo de hélice, , relaciona el paso axial, px, con el transversal, pt mediante la

expresión:

𝑝𝑥 =𝑝𝑡

tan Ψ

Para determinar el diámetro de paso de la rueda se utiliza la misma fórmula; en función

del número de dientes (Zr) y del diámetro de paso (dr), que para engranajes rectos:

𝑑𝑟 =𝑍𝑟 · 𝑝𝑡

𝜋

El tornillo sinfín puede tener cualquier diámetro de paso ya que es independiente del

número de dientes. Para obtener la capacidad óptima de potencia del mecanismo se suele

elegir un valor para el diámetro de paso, dp, de forma que cumpla la expresión:

𝐶0,875

3≤ 𝑑𝑝 ≤

𝐶0,875

1,7 𝑐𝑜𝑛 𝐶 =

𝑑𝑝 + 𝑑𝑟

2

El ángulo de avance se obtiene teniendo en cuenta las expresiones:

𝐿 = 𝑝𝑥 · 𝑍𝑝 tan 𝜆 =𝐿

𝜋 · 𝑑𝑝

Donde, L avance del tornillo.

Zp nº dientes del tornillo. dp diámetro primitivo del tornillo.

ángulo de avance

El ángulo de presión depende de éste ángulo y debe ser suficiente para evitar el rebaje

por corte de los dientes del engrane en el lado que termina el contacto.

La eficiencia de esta transmisión se puede expresar mediante la ecuación siguiente (no

se incluyen perdidas por rozamiento).

𝜂𝐺 =tan 𝜆

tan(𝜆 + 𝜙) tan 𝜙 =

𝜇

cos 𝛼𝑛

Donde, tan coeficiente de fricción.

n ángulo de presión normal.

coeficiente de rozamiento.

ángulo de avance.

El ángulo de presión normal, n, es diferente del ángulo de presión transversal, t,

relacionándose ambos según la expresión:

cos Ψ =tan 𝛼𝑛

tan 𝛼𝑡


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Cuando la transmisión funciona en sentido inverso, la eficiencia toma la siguiente

expresión:

𝜂𝐺′ =

tan(𝜆 − 𝜙)

tan 𝜆

Para el coeficiente de rozamiento se utilizan normalmente experimentales que incluyen

las pérdidas en la trasmisión y en los ejes del tornillo sinfín y corona. El coeficiente de fricción

depende de la velocidad relativa o deslizamiento, VS.

𝑉𝑆 =𝑉𝑝

cos 𝜆 [𝑚/𝑠]

La velocidad del sinfín, Vp, y la de la rueda, Vr, serán respectivamente:

𝑉𝑝 =𝜋 · 𝑑𝑝 · 𝑛𝑝

60𝑉𝑟 =

𝜋 · 𝑑𝑟 · 𝑛𝑟

60

La componente útil es la carga transmitida, Ft (componente tangencial) ya que la carga

radial, Fr, no es efectiva. El momento de rotación aplicado, Mp, y la carga transmitida están

relacionados según la expresión:

𝑀𝑝 =𝑑𝑝 · 𝐹𝑡

2

Y la potencia se puede calcular entonces la formula siguiente donde dp se expresa en

metros y np en r.p.m.:

𝑃 =𝐹𝑡 · 𝑉𝑝

103=

𝑀𝑝 · 𝑛𝑝

9550 [𝑘𝑊]

El calor disipado por un reductor para una temperatura dada, K, debe ser mayor o igual

que la pérdida de potencia, Pv, que puede calcularse a partir de la siguiente ecuación para una

reducción directa:

𝜂0 =𝑃1 − 𝑃𝑣

𝑃1

=𝑃2

𝑃2 + 𝑃𝑣

En el caso de una reducción inversa la expresión a emplear seria:

𝜂0′ =

𝑃1

𝑃1 + 𝑃𝑣

=𝑃2 − 𝑃𝑣

𝑃2

Siendo 0 la eficiencia total del reductor considerando el rozamiento y las pérdidas

térmicas y 0’ la eficiencia para una transmisión inversa. Se ha utilizado el subíndice 1 para

indicar el eje de velocidad alta y el 2 para referirse al eje de velocidad baja.


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El calor disipado, K puede calcularse:

𝐾 = Δ𝜃 · 𝑆 · 𝑘

Donde, incremento de temperatura. S superficie exterior. k coeficiente de transferencia de

calor.

Δ𝜙 =𝜙𝐿 − 𝜙𝑎

1,03 + 0,01 · √0,1 · 𝑛𝑝

− 1,5 [º𝐾]

Donde, L temperatura máxima admisible del aceite en la transmisión.

a temperatura ambiente (ºC).

𝑆 ≈ 9 · 10−5 · 𝐶1,85 [𝑚2] Donde, C distancia entre centros de la transmisión.

El coeficiente de transmisión de calor, para transmisiones trabajando a ritmo bajo y con

un ventilador montado en el eje del tornillo sinfín, se calcula utilizando la expresión:

𝑘 ≈ 6,6 · 10−3 · [1 + 0,4 · (𝑛𝑝

60)

0,75

] [𝑘𝐽 · 𝑚−2 · º𝐶−1 · 𝑠−1]

Para transmisiones trabajando a ritmo bajo pero sin ventilador se utiliza la ecuación:

𝑘 ≈ 6,6 · 10−3 · [1 + 0,23 · (𝑛𝑝

60)

0,75

] [𝑘𝐽 · 𝑚−2 · º𝐶−1 · 𝑠−1]

En el caso de transmisiones trabajando a un ritmo alto, el coeficiente de transmisión es

un 20% inferior debiendo sumergirse en aceite el tornillo sinfín en un 30% de su diámetro. En

caso de que la carga o la velocidad sean variables el parámetro equivalente Pe resulta decisivo

para el cálculo de la transmisión y se calcula:

𝑃𝑒 =𝑃1 · 𝑡1 + 𝑃2 · 𝑡2 + ⋯ + 𝑃𝑛 · 𝑡𝑛

𝑡1 + 𝑡2 + ⋯ + 𝑡𝑛

Donde Pi es la variable de la transmisión actuando durante el tiempo ti. Las fuerzas

tangenciales, Ft, radial, Fr, y axial, Fx, vienen dadas por las ecuaciones siguientes:

𝐹𝑡 =2 · 𝑀𝑝

𝑑𝑝

𝐹𝑟 =𝐹𝑡 · tan 𝛼𝑛 · cos 𝜑

sin(𝜆 + 𝜙)

𝐹𝑥 =𝐹𝑡

tan(𝜆 + 𝜙)

𝑀𝑝 = 𝑀𝑚 · 𝜂𝐿2 =

9559 · 𝑃 · 𝜂𝐿2

𝑛𝑚

[𝑁𝑚]

𝑀𝑟 = 𝑀𝑝 · 𝑖𝐺 · 𝜂𝐺 [𝑁𝑚]

𝑀𝑇 = 𝑀𝑟 · 𝜂𝐿2 · 𝜂𝑝 =

𝑇1 − 𝑇2

2· 𝐷𝑇 [𝑁𝑚]

Donde, dp diámetro del eje del sinfín.

n ángulo de presión normal.

ángulo de avance del sinfín.

ángulo de fricción. Mp momento en el eje del sinfín. Mr par en el eje de la corona. MT momento en la polea de tracción. P potencia a la salida del motor en kW. nm revoluciones del motor.

L eficiencia de los rodamientos.

p rendimiento de la polea. iG relación de transmisión.

G rendimiento de la transmisión. T1,T2 tracciones del cable a ambos lados de la

polea. DT diámetro principal de la polea de

tracción.


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Si cambia el sentido de la rotación, cambiarán también el sentido de las fuerzas

tangenciales y axiales, cambiando las reacciones en los apoyos. En el caso de que el eje del

sinfín sea tractor, cambiará el rendimiento en su eje y las expresiones de Fx y Fr variarán

pasando a ser sus denominadores tan (-) y sin (-) respectivamente.

1.4.5 POLEAS DE TRACCIÓN

En un ascensor la polea superior, al ser siempre tractora, debe soportar los esfuerzos

que le transmite el cable y además ser capaz de transmitir la tracción a éste por adherencia.

Las poleas que arrastran los cables por adherencia tienen tres características que las

definen:

Diámetro: en parte está determinado por la velocidad de desplazamiento

pudiendo obtenerse, con un mismo grupo tractor, varias velocidades en función

del diámetro que la polea que se instale. La duración del cable es tanto mayor

cuanto mayor sea la relación entre el diámetro de la polea y el diámetro del

cable. Dicha relación a de ser igual o superior a 40.

Material: el material empleado en la fabricación de poleas motrices para

ascensores es fundición de hierro gris, de suficiente resistencia para soportar la

presión específica del cable sobre la garganta sin que se produzca un desgaste

anormal.

Perfil de sus gargantas o canales: tiene influencia en la duración de los cables.

Los perfiles de garganta más utilizados son los trapezoidales y los

semicirculares. Mediante las gargantas trapezoidales o de cuña se consigue una

buena adherencia de las poleas con los cables, pero a costa de una gran presión

que acelera el desgaste de cable y garganta.

Figura 7. Perfiles de gargantas más utilizados. a) Trapezoidal, b) semicircular con entalla y c) semicircular sin entalla.

Con las gargantas semicirculares la adherencia conseguida es menor pero

la duración del cable y de la garganta es mucho mayor. Sin embargo la garganta


- 19 -

más utilizada es la semicircular con ranura o entalla que mejora la adherencia de

la semicircular y evita el rozamiento y la deformación del fondo de la garganta.

La tracción máxima que puede soportar una polea de cables viene dada por la fórmula

de Euler:

𝑇1

𝑇2

≤ 𝑒𝑓·𝛼

𝑇1 = (𝑄𝑢 + 𝑄𝑏

𝑖+ 𝑚𝐿) · 𝑔𝑛

𝑇2 =𝑄𝑐

𝑖· 𝑔𝑛

Donde, T1 mayor tensión en el cable.

T2 menor tensión en el cable. f coeficiente de rozamiento.

arco abrazado por el cable. Qb peso de la cabina. Qc masa del contrapeso. Qu carga útil. mL masa de uno de los cables. gn aceleración de la gravedad. i factor de cable.

En el caso de un sistema de poleas con doble arrollamiento, se cumple la siguiente

expresión:

𝑇1

𝑇2

≤ 𝑒𝑓·(𝛼1+𝛼2)

Esta configuración mejora la tracción pero a consta de una mayor complejidad de

diseño y un menor rendimiento global.

El coeficiente de fricción entre cable y polea se puede determinar mediante las

fórmulas:

𝑓𝑣 =𝜇

sin𝛾2

𝑓𝑆𝑐 =4 · 𝜇 · (1 − sin

𝛿2

)

𝜋 − 𝛿 − sin 𝛿

𝑓𝑆𝑠 =4 · 𝜇 · 𝑠𝑖𝑛

𝛽2

𝛽 + sin 𝛽

Donde, fV coeficiente de fricción para gargantas

trapezoidales. fSc coeficiente de fricción para gargantas

semicirculares con entalla. fSs coeficiente de fricción para gargantas

semicirculares sin entalla.

ángulo de la garganta trapezoidal en radianes.

ángulo de la entalla semicircular en radianes.

ángulo del arco cortado por la entalla de la garganta semicircular en radianes.

coeficiente de rozamiento de los cables en las poleas (para poleas de hierro fundido se estima en 0,09).

La presión específica de los cables sobre las gargantas de las poleas de arrastre no

debe superar ciertos límites para evitar el desgaste prematuro de gargantas y cables. Se puede

calcular con las siguientes fórmulas:


- 20 -

𝑝𝑣 =𝑇

𝑛 · 𝑑 · 𝐷𝑇

·3 · 𝜋

2 · sin𝛾2

[𝑀𝑃𝑎]

𝑝𝑆𝑐 =𝑇


·8 · cos

𝛿2

𝜋 − 𝛿 − sin 𝛿 [𝑀𝑃𝑎]

𝑝𝑆𝑠 =𝑇


·8

𝛽 + sin 𝛽 [𝑀𝑃𝑎]

𝑝𝑚𝑎𝑥 =12,5 + 4 · 𝑣

1 + 𝑣 [𝑀𝑃𝑎]

Donde, pV presión específica gargantas

trapezoidales. pSc presión específica gargantas

semicirculares con entalla. pSs presión específica gargantas

semicirculares sin entalla.

presión estática del cable en N (peso de la cabina, bastidor, carga nominal y peso del cable hasta el piso más bajo).

d diámetro de los cables en mm. DT diámetro de la polea de arrastre en mm. n número de cables. v velocidad de los cables (m/s).

ángulo de la garganta trapezoidal en radianes.

ángulo de la entalla semicircular en radianes.

ángulo del arco cortado por la entalla de la garganta semicircular en radianes.

Hemos de asegurar que la adherencia de los cables sobre la garganta de la polea es

suficiente como para que, al moverse esta arrastre a los cables, tanto en subida como en

bajada y con la carga máxima. Se ha de verificar que:

𝑇1

𝑇2

· 𝐶1 · 𝐶_2 ≤ 𝑒𝑓·𝛼

Donde, T1 mayor tensión en el cable.

T2 menor tensión en el cable. C1 coeficiente función de la deceleración

de frenado de la cabina. C2 coeficiente que tiene en cuenta la

variación del perfil de la polea debido al desgaste.

arco abrazado por el cable.

Como valores del coeficiente C2 se toma 1 para poleas semicirculares y 1,2 para

gargantas trapezoidales. El coeficiente C1 se puede calcular con la fórmula mostrada a

continuación y se deben respetar los valores mínimos que figuran en la tabla adjunta.

𝐶1 =𝑔𝑛 + 𝑎

𝑔𝑛 − 𝑎 𝑔𝑛 𝑦 𝑎 𝑒𝑛 𝑚/𝑠2

Velocidad nominal C1 mínimo

Hasta 0,63 m/s 1,10

De 0,63 m/s a 1,0 m/s 1,15

De 1,0 m/s a 1,6 m/s 1,20

De 1,6 m/s a 2,5 m/s 1,25

Más de 2,5 m/s >1,25

Las dos posiciones más desfavorables para que pueda haber deslizamiento son:

Cabina cargada llegando a la planta baja.

Cabina descargada llegando a la planta más alta.


- 21 -

Analizando ambos casos se tiene que:

Cabina cargada llegando a la planta baja.

𝑇1 = 𝑄𝑏 + 𝑄𝑢 + 𝑄𝐿

𝑇2 = 𝑄𝑐 + 𝑄𝑒

𝑇1

𝑇2

=𝑄𝑏 + 𝑄𝑢 + 𝑄𝐿

𝑄𝑐 + 𝑄𝑒

𝑄𝑏 + 𝑄𝑢 + 𝑄𝐿

𝑄𝑐 + 𝑄𝑒

· 𝐶1 · 𝐶2 ≤ 𝑒𝑓·𝛼

Donde, T1 ramal más cargado. T2 ramal menos cargado. Qb peso de la cabina y del

bastidor. Qu carga útil. Qc peso del contrapeso. QL peso de los cables en la

longitud del recorrido. Qe peso de la cadena o cables

de comunicación, si los lleva.

Cabina descargada llegando a la planta alta.

𝑇1 = 𝑄𝑐 + 𝑄𝐿

𝑇2 = 𝑄𝑏 + 𝑄𝑒

𝑇1

𝑇2

=𝑄𝑐 + 𝑄𝐿

𝑄𝑏 + 𝑄𝑒

𝑄𝑐 + 𝑄𝐿

𝑄𝑏 + 𝑄𝑒

· 𝐶1 · 𝐶2 ≤ 𝑒𝑓·𝛼

Valores de C1 y C2 según la deceleración

Deceleración Trapezoidal Semicircular con entalla

m/s2 C1 C2 C1·C2 C1 C2 C1·C2

0,70 11,536 1,2 13,843 11,536 1 11,536

0,75 11,654 1,2 13,985 11,654 1 11,654

0,80 11,776 1,2 14,131 11,776 1 11,776

0,85 11,900 1,2 14,280 11,900 1 11,900

0,90 12,020 1,2 14,424 12,020 1 12,020

0,95 12,144 1,2 14,573 12,144 1 12,144

1,00 12,270 1,2 14,724 12,270 1 12,270

1,05 12,397 1,2 14,876 12,397 1 12,397

1,10 12,525 1,2 15,030 12,525 1 12,525

1,15 12,656 1,2 15,187 12,656 1 15,187

1,20 12,787 1,2 15,344 12,787 1 12,787

1,25 12,920 1,2 15,500 12,920 1 12,920

1,30 13,055 1,2 15,666 13,055 1 13,055

1,35 13,191 1,2 15,829 13,191 1 13,191

Tabla 1. Valores de C1 y C2 según la aceleración.

1.4.6 VOLANTE DE INERCIA

El volante de inercia tiene como objeto asegurar que el ascensor quede bien nivelado

con cada piso cuando el motor utilizado es de una sola velocidad. En la actualidad, una buena

parte de los motores eléctricos utilizados son ya de dos velocidades, y por lo tanto el volante de

inercia no se incorpora.


- 22 -

La tendencia en todos los ascensores de tracción eléctrica es la utilización de motores

de dos velocidades, y por lo tanto el volante de inercia no se incorporará en el transporte

vertical.

1.4.7 ELEMENTOS DE AMORTIGUACIÓN Y AISLAMIENTO DEL RUIDO

Existen tres fuentes de ruido en una instalación de un elevador:

La maquinaria de tracción: la maquinaria (motor, freno, reductor, polea, ejes,

rodamientos y carcasa) suele ir montada sobre unas vigas de apoyo. El

conjunto (maquinaria y vigas de apoyo) va anclado a una estructura de

hormigón mediante una serie de silentblocks.

Armario de control: la solución más simple es montar el armario de control

sobre una placa base que sirva de aislante acústico y de vibraciones.

Fuentes de ruido existentes en el hueco del ascensor: la mejor solución

consiste en la instalación de bloques prefabricados ensamblados, separados

de la estructura del edificio mediante una junta de dilatación, llenando el hueco

con poliestireno.

1.4.8 POLEA DE DESVÍO

La polea de tracción debe ser capaz de accionar la cabina y el contrapeso sin que se

produzcan deslizamientos lo que dependerá de conseguir un ángulo de contacto del cable con

la polea de tracción superior al mínimo necesario. Al estar situado el grupo tractor en la parte

superior del recinto, el ángulo máximo del arco de contacto será 180° si el diámetro de la polea

tractora es igual a la distancia entre el amarre de los cables de la cabina y del contrapeso en el

bastidor. Como esa distancia habitualmente es mayor, es necesario instalar una polea de

desvío para situar los cables de suspensión de cabina y contrapeso a la distancia necesaria.

Si esta polea se coloca al mismo nivel que la de tracción, el ángulo del arco de contacto

de los cables con la polea de tracción se reduciría a 90°, insuficiente para evitar el

deslizamiento. Por eso se colocan poleas de desvío a una altura inferior, con lo cual se

consiguen ángulos muy superiores. Si a pesar de esto no se llegase al ángulo mínimo para

evitar el deslizamiento se deberán adoptar disposiciones especiales, implantando varias poleas

que si bien permiten aumentar el arco de contacto, hacen disminuir la vida del cable.


- 23 -

Figura 8. Geometría de poleas de tracción y desvío.

Teniendo en cuenta la geometría mostrada en la figura 8, el ángulo está dado por la

fórmula siguiente:

sin 𝜙 =𝐼 · √𝐼2 + ℎ2 − (𝑅𝑠 − 𝑅𝑝) − ℎ · (𝑅𝑠 − 𝑅𝑝)

𝐼2 + ℎ2

1.4.9 CENTRAL HIDRÁULICA

Los ascensores hidráulicos se utilizan hoy en día para montacargas y montacoches así

como en edificios de viviendas de baja altura.

El componente principal de un ascensor hidráulico es la llamada, central hidráulica que

hace las funciones del grupo tractor de los ascensores eléctricos. Básicamente, la central

hidráulica está compuesta de un motor eléctrico que acciona una bomba, esta a su vez impulsa

aceite a presión a un cilindro cuyo pistón eleva la cabina.

El aceite utilizado como fluido para transmitir el movimiento, funciona en circuito

cerrado por lo que se ha incorporar en la instalación un depósito de aceite. Así pues se puede

considerar la central hidráulica formada por cuatro componentes:

El motor: se utilizan motores asíncronos que para bajas potencias pueden

arrancar en jaula de ardilla mientras que para potencias más altas requieren, al

menos, de un arranque estrella-triángulo.

La bomba: habitualmente motor eléctrico y bomba se hayan acoplados

directamente, aunque también es posible acoplarlos mediante correas

trapezoidales. Los tipos más utilizados de bombas son las de engranajes, de

pistones rotativos y de husillos múltiples, siendo estas últimas las más utilizadas

por ser las más silenciosas.


- 24 -

El bloque de válvulas: se instala habitualmente sobre el depósito de aceite y está

compuesto por las válvulas de maniobra del circuito hidráulico del ascensor,

estando algunas de ellas comandadas por el sistema eléctrico del ascensor.

Recientemente se están incorporando sistemas electrónicos que aportan

un mayor confort además de otras ventajas. También se han mejorado las

válvulas consiguiéndose niveles de ruido inferiores a los ocho decibelios.

El depósito de aceite: suele construirse en chapa de acero, con un tapón de

llenado y otro de vaciado. Se equipan también con un nivel de cristal o una varilla

que permitan controlar el nivel de llenado.

1.4.10 PISTÓN HIDRÁULICO

El cilindro y su pistón constituyen el accionamiento mecánico del ascensor hidráulico

existiendo dos formas de accionamiento:

Acción directa: la cabina es impulsada directamente por el pistón.

Acción indirecta: la cabina es impulsada por el pistón por medio de cables.

El cilindro se compone de los siguientes elementos:

Una cabeza soldada en su extremo superior a la que se fija el anillo

sellador con sus guarniciones que constituyen la estopada.

Un racor donde acopla la tubería de aceite.

Un anclaje para fija el cilindro en el foso.

Una bandeja para recoger el aceite que arrastra el pistón al elevarse. En

función de la cantidad de aceite recogido se puede evaluar el estado de la

estopada.

El pistón está formado or un tubo de acero estirado en frío, mecanizado, pulido y

bruñido a dos micras. Si el ascensor es de acción directa, la parte superior del émbolo empuja

al bastidor de la cabina a través de un acoplamiento con una rótula esférica para absorber las

variaciones de nivel del suelo de la cabina sin transmitirlas al pistón. También es frecuente

disponer tacos plásticos a fin de evitar la transmisión de vibraciones. Cuando se trata de un

ascensor de acción indirecta el émbolo empuja una polea y la unión de la cabina con el émbolo

se realiza de una manera flexible mediante el cable de suspensión.

De uso más reducido, por su mayor coste de producción, son los pistones telescópicos

formados por dos o más secciones y que presentan la ventaja de duplicar o triplicar el recorrido

del ascensor para la misma longitud de cilindro. Para obtener una velocidad uniforme con este

tipo de émbolos es crítico el sistema de sincronización. Tradicionalmente se empleaba un

sistema de sincronización hidráulica mediante válvulas internas pero en los últimos tiempos se


- 25 -

ha introducido un nuevo sistema denominado de sincronización mecánica, es decir, a partir de

cadenas y piñones que presenta ventajas frente al sistema tradicional.

1.4.11 HUECO

Es el espacio destinado exclusivamente al desplazamiento del ascensor y del

contrapeso. No puede utilizarse para ninguna otra instalación ajena al ascensor. Debe estar

proyectado y ejecutado de manera tal que no sea posible el acceso al mismo excepto para los

trabajos de mantenimiento y en caso de emergencia.

Aunque durante largo tiempo se han venido instalando ascensores en huecos de

escaleras y todavía quedan muchas instalaciones de este tipo en serbio, hoy no está permitida

la instalación de ascensores en huecos de escaleras o en patios.

Las paredes de los recintos deben ser de materiales que no originen polvo,

suficientemente resistentes para soportar las reacciones de las guías y demás elementos de la

instalación (en especial del paracaídas). Además deben ser incombustibles y sin revestimientos

que puedan generar grandes volúmenes de gases y humos.

Los ascensores industriales con cabina sin puerta deberán cumplir una serie de

condiciones de las cuales se enumeran las más significativas a continuación:

La superficie de pared frente a la puerta será de acabado duro y liso.

Los salientes, de existir, serán inferiores a 5 mm.

Si las puertas de acceso a los pisos son manuales la velocidad estará

limitada a 0,3 m/s.

Un recinto puede ser común a varios ascensores debiendo, en ese caso, existir un

elemento de separación en toda la altura del recinto entre los elementos de los aparatos

elevadores contiguos.

Los recintos de ascensores llevan únicamente cinco clases de aberturas:

- Las puertas de acceso de los pisos.

- Las puertas de socorro y las puertas y trampillas de visita.

- Las puertas de emergencia para la evacuación de gases calientes y

humos en caso de incendio.

- Las aperturas de ventilación.

- Las aperturas para el paso de los cables.

Las puertas de socorro, así como las trampillas de visita, deben abrir hacia afuera del

hueco, ser metálicas, estar dotadas de cerraduras con llave que impidan su apertura desde el

exterior al tiempo que podrán abrirse desde el interior sin necesidad de llave y además debe

disponerse algún sistema de enclavamiento eléctrico que impida el funcionamiento del

ascensor cuando alguna está abierta.


- 26 -

1.4.12 FOSO

Es la parte inferior de hueco, por debajo del nivel de la parada más baja. Debe ser liso

y sensiblemente a nivel. En el foso se sitúan los topes o amortiguadores para frenar el

descenso de la cabina en caso de fallo de los mecanismos de parada automática y fines de

carrera.

La profundidad del foso ha de ser suficiente para que cuando la cabina se encuentre

sobre los amortiguadores totalmente comprimidos, aun quede un espacio libre de una altura

igual o superior a 0,5 m.

1.4.13 CABINA

Es el elemento portante del aparato elevador y está formado, generalmente, por dos

elementos, bastidor y caja.

El bastidor de acero es el elemento resistente al que se fijan los cables de

suspensión y el mecanismo del paracaídas. El bastidor ha de calcularse

con un coeficiente de seguridad de, el menos, 5.

La caja fijada sobre el bastidor es el elemento portante propiamente dicho.

Debe estar totalmente cerrada por paredes, piso y techo, salvo la abertura.

Las paredes, piso y techo estarán constituidos por materiales

preferiblemente metálicos o de resistencia equivalente y que además sean

incombustibles y no generen humos en caso de incendio.

El conjunto del bastidor, las paredes, suelo y techo deben tener una resistencia

suficiente para soportar sin deformarse la carga normal y demás fuerzas que se produzcan por

actuación del paracaídas o por el impacto de la cabina sobre los amortiguadores. Las

resistencias mínimas de los diferentes elementos de la cabina así como las dimensiones

mínimas y máximas de esta en función del tipo y magnitud de la carga se especifican en la

norma EN 81.

Actualmente muchos fabricantes de ascensores están implantando nuevos materiales

estructurales más ligeros (por ejemplo, paneles sándwich) en sus cabinas y chasis obteniendo

cabinas más ligeras y rígidas pero de mayor resistencia. Al mismo tiempo, el uso de estos

nuevos materiales redunda en un menor coste de fabricación y mantenimiento.

1.4.14 CONTRAPESO

Tiene como objeto equilibrar el peso de la cabina y de una parte de la carga nominal,

que suele estar en torno al 50%. De esta forma se reduce considerablemente el peso a

arrastrar por el grupo tractor y consecuentemente, la potencia del motor. Este esquema es

válido para edificios de poca altura en los que el peso del cable es despreciable y no se


- 27 -

dispone de cable de compensación. Si el edificio es de gran altura se ha de llevar a cabo el

esquema de la figura 9 donde el equilibrio de fuerzas quedará:

Figura 9. Esquema de cálculo del contrapeso.

(𝑄𝑏 + Ψ · 𝑄𝑛) · 𝑔𝑛 + (𝐻 − 𝑧) · 𝑚𝐿 · 𝑔𝑛 + 𝑧 · 𝑚𝑘 · 𝑔𝑛 + ⋯

… + 𝑦 · 𝑚𝑒 · 𝑔𝑛 = 𝑄𝑐 · 𝑔𝑛 + 𝑧 · 𝑚𝐿 · 𝑔𝑛 + (𝐻 − 𝑧) · 𝑚𝑘 · 𝑔𝑛

Teniendo en cuenta que 2zy queda:

𝑄𝑏 + Ψ · 𝑄𝑢 + 𝐻 · 𝑚𝐿 + 𝑧 · (𝑚𝑘 − 𝑚𝐿 +𝑚𝑒

2) =

= 𝑄𝑐 + 𝐻 · 𝑚𝑘 + 𝑧 · (𝑚𝐿 − 𝑚𝑘)

Dado que esta ecuación ha de cumplirse para

toda posición de la cabina se pueden igualar los

términos que no contienen la variable z por un lado y

los que están multiplicados por z por otro,

obteniéndose la ecuaciones:

𝑄𝑏 + Ψ · 𝑄𝑢 + 𝐻 · 𝑚𝐿 = 𝑄𝑐 + 𝐻 · 𝑚𝑘

𝑚𝑘 − 𝑚𝐿 +𝑚𝑒

2= 𝑚𝐿 − 𝑚𝑘

Despejando mk (peso por unidad de longitud

del cable) de la segunda ecuación y sustituyendo en la

primera queda:

𝑚𝑘 = 𝑚𝐿 −𝑚𝑒

4

𝑞𝑐 = 𝑄𝑏 + Ψ · 𝑄𝑢 + 𝐻 ·𝑚𝑒

4

Los contrapesos están constituidos por bloques de hormigón o de fundición unidos por

un bastidor o, como mínimo, por dos tirantes de acero.

1.4.15 GUÍAS

Conducen la cabina en su trayectoria exacta y le sirven de apoyo en caso de rotura de

los cables, por lo que deben tener una resistencia de acuerdo con el peso total de la cabina

más la carga y estar perfectamente alineadas.

También el contrapeso tiene guías, que en general no tienen más misión que

conducirlo, aunque en algunos casos, como se verá más adelante, deben también soportarlo

en caso de rotura de los cables de la suspensión.


- 28 -

1.4.15.1 GUÍAS DE LA CABINA

El desplazamiento de la cabina se asegura por medio de guías rígidas, preferiblemente

en forma de T, y perfectamente calibradas y enderezadas, en tramos empalmados con placas

adecuadas. Pueden utilizarse también otras secciones como la V invertida.

Figura 10. Perfiles de guía más comunes.

Las principales condiciones que deben cumplir las guías son:

La sección de las guías deberá ser suficiente para soportar, con un

coeficiente de seguridad igual o mayor que 10, el esfuerzo de frenado de

la cabina al ser detenida por el paracaídas.

Deberán, resistir sin deformarse más de 3 mm los empujes horizontales

que les produzcan las excentricidades de la carga de la cabina.

La fijación de las guías al edificio por medio de bridas se hará de manera

que permita la compensación automática o por medio de sencillos ajustes,

del acortamiento de la obra producida por los asientos, y contracción del

hormigón.

Figura 11. Definición de cotas.

Se recomienda la instalación de las guías suspendidas, cuyo propio peso

favorece el mantenimiento de la alineación inicial.


- 29 -

La tolerancia máxima en el paralelismo de las guías será de 5 mm,

cualquiera que sea el recorrido del ascensor.

Normalmente se utilizan para las guías de la cabina secciones 1-70/9 y 1-90/16 cuyas

dimensiones y características se pueden consultar en la figura 11 y en la tabla 2.

Las guías de los ascensores deben tener la suficiente resistencia mecánica para

soportar sin romperse ni sufrir deformaciones permanentes dos clases de esfuerzos:

a b c d f g h Sección

mm mm±0,1 mm±0,005 mm mm mm mm cm2

1-70/9 70 65 9 6 8 6 34 9,37

1-90/16 90 75 16 8 10 8 42 16,9

Momentos inercia Mód. resistencia Radio de giro

Peso e Ix Iy Wx Wy ix iy

kg/m cm cm4 cm4 cm3 cm3 cm cm

1-70/9 7,3 1,95 41,1 19,1 9,2 5,41 2,8 1,42

1-90/16 13,25 2,65 12 57,7 21,2 12,8 2,45 1,83

Tabla 2. Cotas y características de las guías de cabina.

El empuje horizontal, debido a posibles excentricidades de la carga. Para el cálculo se

supone que la mitad de la carga máxima de la cabina (Q„ / 2), se sitúa a una distancia

desde la proyección vertical del centro de inercia de la carga al plano de simetría de la

cabina igual a 1/4 de la anchura de ésta (a/4).

Figura 12. Empuje horizontal sobres las guías.

El momento de vuelco debe ser contrarrestado por la reacción, Rh, de las guías

sobre una rozadera por la distancia a la otra rozadera, d, con lo que se obtiene:

𝑅ℎ =𝑄𝑢

8·

𝑎

𝑑

Si E es el módulo de elasticidad e I es el momento transversal del perfil en T, la

flecha producida por Rh sobre las guías en el tramo Ik limitado por dos apoyos de las

mismas vendrá dado por:


- 30 -

𝑓 =𝑅ℎ · 𝐼𝑘

48 · 𝐸 · 𝐼

La reglamentación española limita esta flecha a un máximo de 3 mm.

El esfuerzo de frenado. El esfuerzo que tiene que soportar cada guía cuando la cabina

es detenida por el paracaídas se compone de las siguientes cargas parciales:

Figura 13. Esfuerzo de frenado sobre las guías.

Peso del tramo de guía entre dos

apoyos:

𝑚𝑔 · 𝐼𝑘

Mitad del peso total de la cabina,

cables y carga:

1

2· (𝑄𝑢 + 𝑄𝑏𝑒)

Mitad de la fuerza de inercia:

12

· (𝑄𝑢 + 𝑄𝑏𝑒)

𝑔𝑛

· 𝑎

Si mg es el peso por metro de la guía, lk es la longitud de guía entre apoyos, Qu

es la carga útil y Qbe es el peso de la cabina y cables de maniobra y compensación; el

esfuerzo total, Rv, será:

𝑅𝑣 = 𝑚𝑔 · 𝐼𝑘 +𝑄𝑢 + 𝑄𝑏𝑒

2· [

𝑎

𝑔𝑛

+ 1]

Si suponemos una deceleración media uniforme de frenado de la cabina

podemos calcularla en función del tiempo de frenado, tf, y de la velocidad en que se

inicia la acción del paracaídas, vp.

𝑎 =𝑣𝑝

𝑡𝑓

En cuanto al tiempo de frenado, la normativa fija la deceleración máxima que no

podrá exceder 2,5·gn (para velocidades superiores a 0,8 m/s, sin límite para

velocidades inferiores). Se puede entonces calcular tf como:

𝑡𝑓 =𝑣𝑝

2,5 · 𝑔𝑛

y sustituyendo

𝑅𝑣 = 𝑚𝑔 · 𝐼𝑘 + 1,75 · (𝑄𝑢 + 𝑄𝑏𝑒)


- 31 -

En el caso de guías suspendidas, si H es la longitud global de cada guía la

fórmula anterior queda:

𝑅𝑣 = 𝑚𝑔 · 𝐻 + 1,75 · (𝑄𝑢 + 𝑄𝑏𝑒)

La norma EN 81 fija directamente la fuerza en newtons sobre cada guía según el

tipo de paracaídas dando lugar a las siguientes expresiones de Rv:

kg. en QQlmRsprogresivo de oinstantáne Paracaídas

kg. en )QQ(5,1lmRrodillos de oinstantáne Paracaídas

kg. en )QQ(5,2lmRcuñas de oinstantáne Paracaídas

APOYADASVIGAS

beukgv

beukgv

beukgv

kg. en )QQ(HmRsprogresivo de oinstantáne Paracaídas

kg. en )QQ(5,1HmRrodillos de oinstantáne Paracaídas

kg. en )QQ(5,2HmRcuñas de oinstantáne Paracaídas

SSUSPENDIDA VIGAS

beugv

beugv

beugv

En estas fórmulas es el coeficiente de aumento de las cargas a pandeo en

función de . Se incluyen tablas para obtener para dos tipos de acero.

La norma EN 81 fija que el coeficiente de trabajo máximo que puede admitirse

para las guías no debe rebasar:

140 N/mm2 para guías de acero de 370 N/mm2

210 N/mm2 para guías de acero de 520 N/mm2

El coeficiente de trabajo real vendrá dado por las fórmulas:

𝑇𝑔 =25 · (𝑄𝑢 + 𝑄𝑏𝑒)

𝑆· 𝜔 𝑒𝑛 𝑀𝑃𝑎

𝑇𝑔 =15 · (𝑄𝑢 + 𝑄𝑏𝑒)


𝑇𝑔 =10 · (𝑄𝑢 + 𝑄𝑏𝑒)


Cuando las guías son apoyadas, su resistencia de calcula a compresión de tal

forma que:

𝑅𝑣′ =

𝜋 · 𝐸 · 𝐼𝑚𝑖𝑛

𝐼𝑘2

Resultado válido solo si se cumple que la esbeltez, , es inferior a 250, es decir:

𝜆 =𝐼𝑘

𝑖< 250


- 32 -

El módulo de elasticidad, E, vale 210000 MPa, i es el radio de giro mínimo del

perfil y Imin es el momento de inercia mínimo del mismo.

acero de 370 MPa (: decenas en vertical, unidades en horizontal)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l

20 1,04 1,04 1,04 1,05 1,06 1,06 1,07 1,07 1,07 1,08 20

30 1,08 1,09 1,09 1,10 1,10 1,11 1,11 1,12 1,13 1,13 30

40 1,14 1,14 1,15 1,16 1,16 1,17 1,18 1,19 1,19 1,20 40

50 1,21 1,22 1,23 1,23 1,24 1,25 1,26 1,27 1,28 1,29 50

60 1,30 1,31 1,32 1,33 1,34 1,35 1,36 1,37 1,39 1,40 60

70 1,41 1,42 1,44 1,45 1,46 1,48 1,49 1,50 1,52 1,53 70

80 1,55 1,56 1,58 1,59 1,61 1,62 1,64 1,66 1,68 1,69 80

90 1,71 1,73 1,74 1,76 1,78 1,80 1,82 1,84 1,86 1,88 90

100 1,90 1,92 1,94 1,96 1,98 2,00 2,02 2,05 2,07 2,09 100

110 2,11 2,14 2,16 2,18 2,21 2,23 2,27 2,31 2,35 2,39 110

120 2,43 2,47 2,51 2,55 2,60 2,64 2,68 2,72 2,77 2,81 120

130 2,85 2,90 2,94 2,99 3,03 3,08 3,12 3,17 3,22 3,26 130

140 3,31 3,36 3,41 3,45 3,50 3,55 3,60 3,65 3,70 3,75 140

150 3,80 3,85 3,90 3,95 4,00 4,06 4,11 4,16 4,22 4,27 150

160 4,32 4,38 4,43 4,49 4,54 4,60 4,65 4,71 4,77 4,82 160

170 4,88 4,94 5,00 5,05 5,11 5,17 5,23 5,29 5,35 5,41 170

180 5,47 5,53 5,59 5,66 5,72 5,78 5,84 5,91 5,97 6,03 180

190 6,10 6,16 6,23 6,29 6,36 6,42 6,49 6,55 6,62 6,69 190

200 6,75 6,82 6,89 6,96 7,03 7,10 7,17 7,24 7,31 7,38 200

210 7,45 7,52 7,59 7,66 7,73 7,81 7,88 7,95 8,03 8,10 210

220 8,17 8,25 8,32 8,40 8,47 8,55 8,63 8,70 8,78 8,86 220

230 8,93 9,01 9,09 9,17 9,25 9,33 9,41 9,49 9,57 9,65 230

240 9,73 9,81 9,89 9,97 10,05 10,14 10,22 10,30 10,39 10,47 240

250 10,55 Tabla 3. acero de 370 MPa.

acero de 520 MPa (: decenas en vertical, unidades en horizontal)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l

20 1,05 1,06 1,07 1,07 1,08 1,08 1,09 1,09 1,10 1,I1 20

30 1,11 1,12 1,12 1,13 1,14 1,15 1,15 1,16 1,17 1,18 30

40 1,19 1,19 1,20 1,21 1,22 1,23 1,24 1,25 1,26 1,27 40

50 1,28 1,30 1,31 1,32 1,33 1,35 1,36 1,37 1,39 1,40 50

60 1,41 1,43 1,44 1,46 1,48 1,49 1,51 1,53 1,54 1,56 60

70 1,58 1,60 1,62 1,64 1,66 1,68 1,70 1,72 1,74 1,77 70

80 1,79 1,81 1,83 1,86 1,88 1,91 1,93 1,95 1,98 2,01 80

90 2,05 2,10 2,14 2,19 2,24 2,29 2,33 2,38 2,43 2,48 90

100 2,53 2,58 2,64 2,69 2,74 2,79 2,85 2,90 2,95 3,01 100

110 3,06 3,12 3,18 3,23 3,29 3,35 3,41 3,47 3,53 3,59 110

120 3,65 3,71 3,77 3,83 3,89 3,96 4,02 4,09 4,15 4,22 120

130 4,28 4,35 4,41 4,48 4,55 4,62 4,69 4,75 4,82 4,89 130

140 4,96 5,04 5,11 5,18 5,25 5,33 5,40 5,47 5,55 5,62 140

150 5,70 5,78 5,85 5,93 6,01 6,09 6,16 6,24 6,32 6,40 150

160 6,48 6,57 6,65 6,73 6,81 6,90 6,98 7,06 7,15 7,23 160

170 7,32 7,41 7,49 7,58 7,67 7,76 7,85 7,94 8,03 8,12 170

180 8,21 8,30 8,39 8,48 8,58 8,67 8,76 8,86 8,95 9,05 180

190 9,14 9,24 9,34 9,44 9,53 9,63 9,73 9,83 9,93 10,03 190

- 200 10,13 10,23 10,34 10,44 10,54 10,65 10,75 10,85 10,96 11,06 200

210 11,17 11,28 11,38 11,49 11,60 11,71 11,82 11,93 12,04 12,15 210

220 12,26 12,37 12,48 12,60 12,71 12,82 12,94 13,05 13,17 13,28 220

230 13,40 13,52 13,63 13,75 13,87 13,99 14,11 14,23 14,35 14,47 230

240 14,59 14,71 14,83 14,96 15,08 15,20 15,33 15,45 15,58 15,71 240

250 15,83 Tabla 4. acero de 520 MPa.


- 33 -

Cuando las guías son suspendidas de consideran trabajando a tracción y su

resistencia será a su sección por la carga de rotura (45kg/mm2 para el acero dulce):

𝑅𝑣′ = 45 · 𝑆

El coeficiente de seguridad a aplicar es 10, por tanto se cumplirá que:

𝑅𝑣′ > 10 · 𝑅𝑣

1.4.15.2 GUÍAS DEL CONTRAPESO

Se construyen también en perfiles T, similares a los utilizados para las guías de las

cabinas. Si se instala paracaídas en el contrapeso deberá aplicarse un coeficiente de seguridad

igual a 10 como en el caso de las guías de la cabina. En este caso se suelen instalar guías

iguales a las calculadas para la cabina.

A veces, cuando las guías del contrapeso no tienen más misión que conducirlo, se

utilizan cables tensados para actuar como guías pero la norma EN 81 no lo admite.

El análisis tensional llevado a cabo por Janovsky reveló que la fuerza de frenada

cuando se acciona el limitador de velocidad en un eje longitudinalmente paralelo a guía pero en

una posición excéntrica crea un momento flector adicional a la fuerza de compresión, siendo

esta solicitación combinada, la crítica en montacargas y ascensores de media y alta capacidad

de carga.

Las fuerzas representadas en la Figura 14 pueden calcularse según las expresiones

siguientes:

𝐹𝑦 =𝑄𝑢 · 𝑔𝑛 · 𝑒𝑦

𝑑

𝐹𝑧1 =𝑄𝑢 · 𝑔𝑛 · 𝑒𝑧 · (𝑎 + 2 · 𝑒𝑦)

2 · 𝑑 · 𝑎

𝐹𝑧2 =𝑄𝑢 · 𝑔𝑛 · 𝑒𝑧 · (𝑎 − 2 · 𝑒𝑦)

2 · 𝑑 · 𝑎

a b c d f g h Sección

mm mm±0,1 mm±0,005 mm mm mm mm cm2

1-45/59 45 45 5 6 6 5,5 25 4,7

Momentos inercia Mód. resistencia Radio de giro

Peso e Ix Iy Wx Wy ix iy

kg/m cm cm4 cm4 cm3 cm3 cm cm

1-45/5 3,5 1,24 8,27 4,42 2,54 1,96 1,33 0,97

Tabla 5. Cotas y características de las guías de contrapeso.


- 34 -

Figura 14. Fuerzas sobre las guías.

1.4.15.3 APOYOS SOBRE LAS GUÍAS

Tanto la cabina como el contrapeso deben ir equipados en su parte superior e inferior

de unos apoyos que tienen como misión servir de enlace entre el elemento móvil, cabina o

contrapeso y la guía. Se distinguen dos tipos de apoyos:

Apoyos deslizantes. Se utilizan en elevadores de velocidad inferior a 2 m/s. Los

apoyos son de acero, disponiendo en la superficie de contacto con el carril de un

material de bajo coeficiente de rozamiento para disminuir la oposición al

movimiento de cabina y contrapeso. En estos casos se utiliza neopreno o nylon.

Los carriles deben ser lubricados para disminuir las fuerzas de rozamiento entre

guía y apoyo.

Este tipo de apoyo presenta problemas en su lubricación ya que resulta

extremadamente difícil mantener unas condiciones de trabajo constantes en las

superficies de contacto guía-apoyo.

Apoyos mediante rodillos. Estos apoyos se utilizan en ascensores de alta

velocidad y también cada vez más en los de velocidades bajas ya que su marcha

silenciosa y la mayor eficiencia de la rodadura frente al deslizamiento en

términos de rozamiento justifica su uso.


- 35 -

Se componen de tres rodillos que están en contacto permanente con las

guías ya que otros tantos resortes o bases de caucho los mantienen

presionados.

1.4.16 CABLES

Las cabinas y contrapesos están suspendidos, en la práctica, por cables de acero. La

Directiva 95/16/CE señala que el número de cables independientes será por lo menos dos, con

sus respectivos sistemas de enganche.

En ascensores, la totalidad de los cables utilizados son preformados (los alambres y los

cordones reciben antes de cablearlos la forma helicoidal que adoptarán más tarde). Estos

cables presentan innumerables ventajas en cuanto a seguridad, resistencia a fatiga y duración.

En un ascensor se utilizan cables para tres aplicaciones distintas:

Cables de tracción.

Cables de compensación.

Cables de limitador de velocidad.

Es ascensores se utilizan cables similares a los utilizados en grúas, si bien se pueden

encontrar algunas particularidades. Los diámetros empleados van desde los 6 a los 22 mm

aunque la tendencia es a reducir al máximo el diámetro y en consecuencia el tamaño de las

poleas a instalar. En cuanto a construcción, no se utilizan nunca cordones de diámetros

iguales, siendo la configuración seale la más habitual. En particular el más utilizado en la

industria del ascensor es el seale de ocho cordones y alma textil. Para ascensores de altas

prestaciones el seale de ocho cordones con alma mixta (metal + textil) es el más adecuado.

Cables de tracción

Ascensor Denominación Diámetros Altura Garganta

Estándar 8x19 Seale +1 8 - 20 ≤200 Cualquiera

Altas prestaciones 8x19 Seale + mixta 8 - 22 cualquiera No en V, endurecida

Hidráulico 8x19 Seale + mixta 8 - 22 cualquiera No en V, endurecida

Bajas prestaciones 6x19 Seale + 1 6 - 16 ≤50 No entalla ancha

Bajas prestaciones 6x19 W + 1 8 - 16 ≤50 No entalla ancha

Bajas prestaciones 6x19 F + 1 13 - 16 ≤50 No entalla ancha

Cables de compensación


Estándar 6x19 Seale + 1 8 - 20 ≤200 Cualquiera

Altas prestaciones 6x36 W S +1 20 - 36 cualquiera Cualquiera

Hidráulico 6x36 W S +1 20 - 36 cualquiera Cualquiera

Bajas prestaciones 6x25 F + 1 13 - 16 ≤50 No entalla ancha

Cables de limitador de velocidad o paracaídas


Estándar 8x19 Seale + 1 8 - 20 ≤200 Cualquiera

Bajas prestaciones 6x19 Seale + 1 6 - 16 ≤50 No entalla ancha

Bajas prestaciones 6x19 W + 1 6 - 8 ≤50 No entalla ancha Tabla 6. Selección de cables para ascensores.


- 36 -

1.4.17 PUERTAS DE EMBARQUE

La Directiva 95/16/CE señala que la cabina de los ascensores deberá estar

completamente cerrada por paredes macizas con excepción de los orificios e ventilación y

equipadas de puertas macizas. Esto supone un cambio relevante respecto a la normativa

anterior ya que obliga a los constructores de ascensores a introducir la doble puerta, es decir,

la puerta del rellano y la propia puerta del ascensor.

La resistencia de las puertas ha de ser adecuada a las condiciones de utilización

previstas.

1.4.18 LIMITADOR DE VELOCIDAD

El limitador de velocidad es un aparato instalado generalmente en el cuarto de

máquinas provisto de una polea acanalada entre la cual y otra igual, que actúa de tensora, se

mueve un cable de acero unido por uno de sus ramales al paracaídas de la cabina.

Mientras la cabina se desplaza a velocidad normal, el cable del limitador se desplaza

con ella pero cuando la velocidad de la cabina adquiere un cierto valor predeterminado, la

polea del limitador se bloquea y con ella el cable, accionando la palanca del paracaídas y

poniendo en funcionamiento el mecanismo que apretará las zapatas contra las guías y

detendrá la cabina.

Existen dos tipos de limitador de velocidad:

Limitador de velocidad oscilante. Según se ve en la figura 15 al desplazarse el

cable (1), la polea (2) gira arrastrando a la rueda cuadrada (4) unida a ella y

produciendo una oscilación del gatillo (5). Mientras la cabina se desplaza a

velocidad normal el gatillo va siguiendo el perfil de la rueda (4) pero en cuanto se

acelera ya no puede seguir esa oscilación y su pico (5) se queda enganchado en

el resalte (3) de la rueda cuadrada bloqueando el movimiento de todo el conjunto

y accionando, en consecuencia, la palanca del paracaídas.

Figura 15. Limitador de velocidad oscilante.


- 37 -

Limitador de velocidad centrífugo. Su funcionamiento se puede observar en

la¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.figura 16. Al girar con

excesiva velocidad la polea (2) arrastrada por el cable (1) unido a la cabina, se

produce la separación por la fuerza centrífuga de los contrapesos (3) hasta llegar

a engatillarse con el resalte (5) del bastidor del limitador venciendo la resistencia

de los muelles (4) y produciendo el inmediato bloqueo de la polea y del cable lo

que accionará el paracaídas.

Figura 16. Limitador de velocidad centrífugo.

El tiempo de respuesta debe ser suficientemente corto para evitar que la cabina

alcance una velocidad peligrosa en su caída. La norma EN 81-1 fija el esfuerzo mínimo sobre

el paracaídas que debe hacer el limitador de velocidad y que debe ser el mayor de los dos

siguientes:

- 300 N.

- El doble del esfuerzo para que actúe eficazmente el paracaídas.

Velocidad nominal Velocidad de frenado Distancia de parada máxima (cm)

m/s m/s mínima Máxima

0-0,63 0,89 0,15 0,33 0,76 1,06 0,15 0,40 0,88 1,27 0 20 0,48 1,01 1,42 0,22 0,55 1,14 1,56 0,25 0,60 1,52 2,00 0,33 0,83 1,77 2,29 0,38 1,01 2,03 2,59 0,45 1,21 2,28 2,88 0,53 1,47 2,54 3,17 0,63 1,72 3,04 3,75 0,83 2,31 3,55 4,34 1,09 2,99 4,06 4,92 1,37 3,81 4,57 5,51 1,65 4,64 5,08 6,09 2,03 5,58 5,58 6,70 2,41 6,80 6,09 7,31 2,84 8,02 6,60 7,92 3,35 9,42 7,11 8,53 3,83 10,84 7,62 9,14 4,39 12,44

Tabla 7. Velocidades máximas para las que debe actuar el limitador (normas americanas).


- 38 -

Velocidad nominal (m/s)

% incremento para que deba actuar el limitador

Velocidad para que deba actuar el limitador (m/s)

0-0,50 50% 0,75 0,60 50% 0,90 0,65 50% 0,97 0,70 50% 1,05 0,80 40% 1,12 1,00 40% 1,40 1,20 40% 1,68 1,25 40% 1,75 1,50 40% 2,10 1,60 35% 2,16 1,75 35% 2,35 2,00 35% 2,70 2,50 30% 3,75 3,00 30% 3,90 3,50 30% 4,55 4,00 30% 5,20 4,50 30% 5,85 5,00 30% 6,50 5,50 30% 7,15 6,00 30% 7,80

Tabla 8. Velocidades máximas para las que debe actuar el limitador (norma española).

Sobre el bastidor del limitador debe colocarse una placa indicando su velocidad de

disparo y el tipo y diámetro del cable. Además, todos los limitadores de velocidad deben ir

equipados con un interruptor que corte el circuito del motor o del freno ligeramente antes, o

como máximo en el mismo momento del bloqueo.

1.4.19 PARACAÍDAS

Los paracaídas de aceleración actúan cuando la cabina adquiere una velocidad

superior a la normal, cualquiera que sea la causa. Se construyen dos tipos de paracaídas de

aceleración:

Paracaídas de acción instantánea. En ellos el cable limitador de velocidad no

hace más que tirar de la timonería que acciona las zapatas. Estas al deslizarse

sobre el plano inclinado en que están instaladas, se acercan, presionan y se

agarran cada vez con más fuerza sobre las guías hasta llegar a producir el

acuñamiento del bastidor de la cabina o el contrapeso.

Figura 17. Paracaídas de acción instantánea con zapatas de cuña (izquierda) y con zapatas de rodillo (derecha).


- 39 -

Las zapatas más utilizadas son las de cuña y en menor proporción las de

rodillo. Los paracaídas instantáneos, sobre todo los de cuña, detienen la cabina

como si chocasen con un obstáculo ligeramente elástico. De esta forma los

efectos del choque los sufre, no solo el material, sino también el pasajero. Es por

ello que su uso está limitado a ascensores de velocidad reducida.

Sólo se permite emplear este tipo de paracaídas para ascensores de

velocidades hasta 0,80 m/s y montacargas de velocidades hasta de 1,50 m/s. No

obstante, se pueden utilizar los paracaídas instantáneos, en ascensores de

velocidades hasta de 1 m/s siempre que se dote a la cabina de algún dispositivo

amortiguador, que evite el golpe seco del frenado, admitiéndose una

deceleración máxima de 2,5g.

Este dispositivo amortiguador está generalmente formado por tacos de

caucho colocados entre el suelo de la cabina y el bastidor.

Paracaídas de acción progresiva. Los paracaídas de acción progresiva frenan la

cabina aplicando con una fuerza de magnitud controlada, las zapatas de freno

del paracaídas sobre las guías. Los paracaídas de este tipo más utilizados son:

- Paracaídas de acción progresiva de husillo.

- Paracaídas de acción progresiva de resorte.

El esfuerzo de frenado en los paracaídas de acción progresiva crecen

hasta un valor máximo, permaneciendo desde ese momento constante hasta la

total detención de la cabina.

Los paracaídas de la cabina deben llevar un dispositivo eléctrico de seguridad que al

actuar, corte la serie general de la maniobra, produciendo la parada del grupo tractor, antes, o

a más tardar, al mismo tiempo que se produce el frenado de la cabina sobre las guías.

El paracaídas de rotura o desequilibrio de cables es un mecanismo que se instala

en el bastidor del contrapeso, capaz de detenerlo en plena carga, en su descenso, acuñado

sobre guías en caso de rotura, aflojamiento o desequilibrio de los cables de suspensión.

Únicamente se permiten estos paracaídas cuando el recinto del contrapeso está sobre pasos o

lugares frecuentados por personas y la velocidad del ascensor es inferior a 1,5 m/s (2,5 m/s

para montacargas).

La Norma EN 81-1 dice que los paracaídas, tanto de cabina como de contrapeso,

después de haber actuado deben desbloquearse solamente desplazando la cabina o el

contrapeso respectivamente hacia arriba. Además, la puesta en marcha del ascensor tras la

actuación de un paracaídas debe requerir la intervención de un técnico cualificado.


- 40 -

1.4.20 AMORTIGUADORES

Los ascensores deben estar provistos de amortiguadores, para detener la cabina o el

contrapeso en caso necesario. Los amortiguadores se sitúan generalmente en el foso al final

del recorrido de la cabina o del contrapeso. Pero también pueden montarse en la parte inferior

del bastidor de la cabina o del contrapeso. Pueden ser de tres tipos:

Elásticos. Para velocidades inferiores o iguales a 0,6 m/s. Están formados por un

cilindro de caucho.

De resorte. Para velocidades menores o iguales a 1,75 m/s. Formados por un

alambre o barra de acero de sección circular, arrollada en forma helicoidal son

los más utilizados. También se conocen como amortiguadores de acumulación

de energía.

Hidráulicos. Utilizables en cualquier caso. Están formados por un émbolo hueco

ajustado a un cilindro que forma el cuerpo del amortiguador. El cilindro contiene

un aceite especial, que al bajar el émbolo presionado por una carga exterior, va

entrando en su interior a través de unos orificios, de sección regulable.

La carrera de los amortiguadores, cualquiera que sea su tipo, ha de ser como mínimo

igual a la distancia de parada por gravedad a 115% de la velocidad nominal. Si expresamos la

velocidad en m/s tendríamos:

𝐶 = 0,07 · 𝑉2

La norma EN 81-1 distingue tres clases de amortiguadores:

Amortiguadores de acumulación de energía. Solo pueden emplearse para

ascensores de velocidad nominal no superior a 1 m/s.

Amortiguadores de acumulación de energía, con amortiguación del movimiento

de retorno. Para ascensores de velocidad no superior a 1,6 m/s.

Amortiguadores de disipación de energía. Pueden ser empleados en ascensores

de cualquier velocidad.

Según la norma EN 81-1 la carrera posible de los amortiguadores de acumulación de

será por lo menos igual a dos veces la distancia de parada por gravedad con velocidad de 115

% de la velocidad nominal. Expresando la carrera en metros y la velocidad en m/s:

𝐶 = 0,0135 · 𝑉2

Según la norma EN 81-1 la carrera posible de los amortiguadores a disipación de

energía debe ser al menos igual a la distancia de parada por gravedad a 115 % de la velocidad

nominal. Expresando la carrera en metros y la velocidad en m/s:

𝐶 = 0,067 · 𝑉2


- 41 -

Los amortiguadores se situarán de manera que cuando la cabina o el contrapeso estén

en su parada inferior, la distancia entre las placas topes del fondo de la cabina o contrapeso y

la parte superior de los amortiguadores en su posición normal (extendidos), sea como mínimo 8

cm para los ascensores de adherencia y 16 cm para los ascensores de arrollamiento.

En los ascensores de adherencia, se deben cumplir las siguientes condiciones:

Cuando la cabina o el contrapeso se encuentren sobre sus topes o

amortiguadores totalmente comprimidos, el recorrido aún posible en sentido

ascendente del contrapeso o de la cabina ha de ser por lo menos R = 0,035·V2

metros (expresando la velocidad en m/s) y como mínimo 0,2 m.

Cuando el contrapeso se encuentre sobre sus amortiguadores totalmente

comprimidos, la distancia mínima entre la parte saliente del techo de la cabina y

la parte más baja del techo del recinto será superior d = 1 + 0,035·V2 m

(expresando la velocidad en m/s).

En los aparatos elevadores de tambor de arrollamiento se deben cumplir las siguientes

condiciones:

Cuando la cabina se encuentre en sus paradas extremas, superior o inferior, el

recorrido aún posible de la cabina hacia arriba en el primer caso, y del

contrapeso en el segundo, deberá ser por lo menos R = 0,16 + 0,65·V2 metros,

expresando la velocidad en m/s.

Cuando el contrapeso se encuentre en contacto con los topes, la distancia entre

el techo de la cabina y la parte más baja del techo del recinto deberá ser como

mínimo d = 1 + 0,65·V2.

1.4.20.1 CÁLCULO DE UN AMORTIGUADOR DE ACUMULACIÓN DE ENERGÍA.

El proceso de cálculo es el siguiente:

Se estima la relación Ds/d (normalmente se toma entre 6 y 15) y se obtiene el

coeficiente de Wahl, , según la expresión:

Ψ =

𝐷𝑆

𝑑− 0,25

𝐷𝑠

𝑑− 1

+0,615

𝐷𝑠

𝑑

Se determina la tensión admisible a torsión del material. Suele obtenerse de

tablas o también se puede estimar en 0,28 veces la resistencia a tracción del

mismo.

𝜏𝑇 = 0,28 · 𝜎𝑡


- 42 -

Teniendo en cuenta que Fmax es la fuerza en Newtons con el resorte

totalmente comprimido se puede determinar el diámetro, d, de la espira con las

fórmulas siguientes:

𝐹𝑚𝑎𝑥 = 4 · (𝑄𝑢 + 𝑄𝑏) · 𝑔𝑛

𝑑 ≥ √8 · 𝐹𝑚𝑎𝑥 · Ψ

𝜋 · 𝜏𝑇

·𝐷𝑠

𝑑 [𝑚𝑚]

Conocido el diámetro de la espira, d, y estimada la relación Ds/d se puede

calcular el diámetro del resorte, Ds.

Determinamos a continuación la rigidez del resorte, k. Si la carrera del

amortiguador es, fmax, entonces:

𝑓𝑚𝑎𝑥 = max{65 𝑚𝑚 , 0,135 · 𝑉2}

𝑘 =𝐹𝑚𝑎𝑥

𝑓𝑚𝑎𝑥

Calculamos el número de espiras. Si G es el módulo de cortadura del material, el

número de espiras, n, se puede calcular con la expresión:

𝑛 =𝐺 · 𝑑4

8 · 𝐷𝑠3 · 𝑘

Donde d y Ds se expresan en metros y G en Pascales.

1.4.20.2 CÁLCULO DE UN AMORTIGUADOR DE DISIPACIÓN DE ENERGÍA.

La fuerza de retardo, F, se puede obtener de la fórmula siguiente:

𝐹 =𝛾 · 𝑔𝑛

𝜇2· 𝑆𝑝

3 ·𝑦

𝑞𝑦2

qy: área total de los agujeros de escape (m2). Sp: área del pistón (m2).

: coeficiente de descarga.

: densidad del aceite (kg/m3).

La fuerza de retardo también se puede calcular aplicando las expresiones siguientes.

En particular, calcularemos la fuerza de retardo para el caso en que el amortiguador se

comprima totalmente (y=0).

𝐹 =(𝐶2 · 𝐹0 − 𝐶1 · 𝑔𝑛) · (

𝑦ℎ

)𝐶2

+ 𝐶1 · 𝑔𝑛

𝐶2

𝐶1 =2 · ℎ · 𝐹0

𝑉02

𝐶2 =𝐶1

𝑀− 1

𝐹0 = 2 · (𝑄𝑢 + 𝑄𝑏) · 𝑔𝑛

𝑀 = 𝑄𝑢 + 𝑄𝑏

h: carrera del amortiguador (m). V0: velocidad nominal de la cabina (m/s). M: carga total sobre el amortiguador.


- 43 -

Si todos los agujeros de escape del aceite son iguales, podemos expresar el área total

de los mismos, qy, como el producto del área de uno de los agujeros, q, por el número total de

agujeros, n. Sustituyendo en la primera fórmula que dábamos para el cálculo de la fuerza de

retardo y despajando, obtenemos:

𝑛 = √𝛾 · 𝑔𝑛

𝜇2· 𝑆𝑝

3 ·𝑦

𝑞2 · 𝐹

La aceleración de retardo, a, se puede calcular con la expresión:

𝑎 =(𝐶2 · 𝐹0 − 𝐶1 · 𝑔𝑛) · (

𝑦ℎ

)𝐶2

+ 𝐶1 · 𝑔𝑛 − 𝐶2 · 𝑀 · 𝑔𝑛

𝐶2 · 𝑀

1.4.21 PROTECCIONES DE LAS MÁQUINAS

Se recomienda colocar protecciones adecuadas en las piezas giratorias que puedan

golpear a las personas o arrastrar, enganchada, la ropa. En especial deben protegerse

chavetas, tornillos en los ejes, engranajes y piñones, ejes salientes y limitadores de velocidad

de bolas.

1.4.22 PARTES ELÉCTRICAS

Podemos dividir el sistema eléctrico de los ascensores en tres áreas claramente

diferenciadas.

Circuito de tracción. Donde encontraremos los siguientes elementos:

Contactores: son interruptores de maniobra a distancia que se accionan

poniendo en tensión su bobina de mando.

Inversores: sirven para invertir el sentido de giro de los motores.

Guardamotores: o contactores protectores, son aparatos que además de servir

como contactores, para maniobrar los motores a distancia, protegen a estos

contra sobrecargas.

Interruptor general: el circuito de tracción lleva siempre un interruptor general

para poner en marcha o desconectar todo el circuito eléctrico.

Circuito de maniobra. El circuito de maniobra de los ascensores ha evolucionado

mucho en los últimos años y todavía permanece en constante evolución. Estos circuitos

combinan la electrónica y la mecánica (eléctromecánica). Entre los elementos

presentes en estos circuitos se pueden mencionar:

- Pulsadores.

- Interruptores y conmutadores.

- Relés.


- 44 -

- Transformadores.

- Rectificadores.

- Diodos.

- Transistores.

- Tiristores.

Alumbrado. Tiene como función garantizar la adecuada iluminación, tanto de la cabina,

como de las zonas de servicio de la instalación.

Dentro de los sistemas eléctricos hemos de dedicar atención también, al sistema de

control que será el encargado de garantizar que la instalación funcione de forma correcta. Sus

funciones típicas son:

Control del movimiento. Se encarga de todo lo referente a como se aplica la potencia al

elevador para controlar su puesta en marcha, aceleración, velocidad de crucero,

deceleración y frenada.

Control de puertas. Su función es controlar la apertura y cierre de las puertas.

Control de la nivelación. El ascensor debe pararse en un piso con cierto grado de

precisión (±7mm para una instalación de altas prestaciones) cualquiera que sea la

carga que transporta en ese instante.

1.5 SISTEMAS DE GESTIÓN DEL TRÁFICO.

La maniobra de un ascensor es el proceso automático que permite que un pasajero,

una vez embarcado en la cabina de un ascensor, con sólo presionar un instante el pulsador del

piso al que desea subir, consigue que se cierren las puertas automáticamente, se ponga en

marcha suavemente la cabina, se detenga al nivel exacto del piso de su destino y se abran las

puertas el tiempo prudencial para que pueda salir cómodamente y sin peligro de que, mientras

sale, se ponga la cabina en marcha por cualquier otra llamada de otro pasajero. Los circuitos

de maniobra deben poder ser utilizados por cualquier persona, sin la menor preparación

técnica, y con total seguridad. Es necesario proteger al pasajero de sí mismo.

La elección de un tipo de maniobra optimizada para las necesidades de cada caso es

clave para conseguir un serbio de mayor calidad y confort al tiempo que más económico.

Entre los tipos de maniobra empleados habitualmente podemos destacar:

Universal por pulsadores. De aplicación en edificios de viviendas con poco tráfico.

Cuando el ascensor está desocupado, el primer pulsador que se accione desde alguna

planta o desde el interior de la cabina, pondrá en marcha el ascensor hasta el piso

correspondiente. Hasta que se complete esta orden el ascensor no obedecerá ninguna

otra. Sólo se puede dar una orden de marcha. Aunque se pulsen dos o más pisos, el

ascensor viaja directamente a la planta de la llamada que se registró primeramente.


- 45 -

Universal dúplex. De aplicación en edificios de viviendas de tráfico reducido con dos

ascensores por planta. Se pretende racionalizar el uso.

La llamada es atendida por el ascensor que esté libre.

Si están libres los dos ascensores, acudirá a la llamada el que esté más

próximo a esa planta.

Si los dos ascensores están en una misma planta y libres ambos, acude

solamente uno de ellos.

Colectiva-selectiva en descenso con memoria. De aplicación en edificios de viviendas

residenciales o con servicio mixto (oficinas, despachos), hoteles y hospitales con

plantas de servicio colectiva en los pisos bajos.

Esta maniobra registra las llamadas exteriores y las órdenes desde la botonera

de ascensor. El ascensor en subida atiende colectivamente tan sólo las órdenes

registradas en su tablero de mandos por orden ascendente, sin tener en cuenta las

llamadas exteriores. El sentido de la marcha se invierte solamente después de

cumplimentar la orden de la cabina o llamada exterior más alta.

Por el contrario, en el descenso, se atienden y seleccionan colectivamente las

llamadas exteriores y órdenes interiores.

Un control de carga impide que el ascensor, estando totalmente ocupado, pare

en un piso para recoger pasajeros por lo que esa llamada no es atendida (aunque sí

retenida) hasta el próximo trayecto por ese piso.

Colectiva-selectiva en las dos direcciones con memoria. De aplicación en edificios en

que se prevé un tráfico medio/alto entre sus plantas (oficinas, hospitales, hoteles o

comercios). La capacidad de los ascensores suele estar en torno a ocho personas.

Los tableros de mando de esta maniobra tienen un pulsador para "subir" y otro

para "bajar" a fin de utilizar el correspondiente a la dirección de marcha deseada. Las

órdenes de llamadas interiores y exteriores quedan registradas en cualquier momento.

En subida o en bajada el ascensor atiende por orden correlativo todas las llamadas

interiores y las exteriores registradas en el sentido en que viaje, y no cambia la orden

de marcha hasta que no ha sido cumplimentada la orden más extrema.

Un medidor de carga evita que la cabina con carga completa, pare

innecesariamente para atender llamadas exteriores, quedando éstas no obstante,

registradas hasta su total cumplimentación.

Con esta maniobra se evitan muchos viajes en vacío y se obtiene una

racionalización en el servicio del transporte.


- 46 -

En los grandes edificios, donde el tráfico previsible es sumamente importante y es

necesario aprovechar al máximo los desplazamientos de cabinas en determinadas horas del

día donde las puntas de tráfico son elevadas, es necesario recurrir a maniobras programadas

algorítmicamente con conmutaciones especiales.

2 ESCALERAS MECÁNICAS Y ANDENES MÓVILES.

Las escaleras mecánicas, también conocidas como escaleras móviles, son escaleras

cuyos escalones se desplazan subiendo o bajando sobre la estructura metálica que los

soporta. Los usuarios no tienen necesidad de subir o descender las escaleras, aunque pueden

hacerlo, en cuyo caso su velocidad de desplazamiento se suma a la de la escalera.

Históricamente, los primeros antecedentes de la escalera mecánica serian las

escaleras manuales y las movidas por tracción animal durante la antigüedad o más

recientemente movidas por mecanismos accionados por máquinas de vapor. La primera rampa

inclinada móvil data de finales del siglo XIX.

Desde entonces, la instalación de escaleras mecánicas se ha ido generalizando como

un medio de transporte vertical seguro y gran rendimiento, muy adecuado para transportar gran

número de usuarios, entre alturas medias.

2.1 NORMATIVA

EN 115/95 – Normas de seguridad para la construcción de escaleras mecánicas

y andenes móviles.

EN 292 - Seguridad de maquinaria - Conceptos básicos, principios generales

de diseño.

EN 294 - Seguridad de maquinaria - Distancias de seguridad para evitar que

los miembros superiores alcancen zonas de peligro.

prEN 1037 - Seguridad de maquinaria - Prevención del arranque inesperado.

prEN 60068-2-6 - Procedimientos de pruebas ambientales - Parte 2.

EN 60068-2-27 - Procedimientos de pruebas ambientales - Parte 2.

EN 60269-1 - Fusibles de baja tensión - Parte 1: requisitos generales.

EN 60439-1 - Conjuntos de aparatos eléctricos de baja tensión.

EN 60529 - Grados de protección ofrecidos por los cerramientos (código IP).

EN 60742 - Especificaciones para transformadores aislantes de seguridad.

EN 60947-4-1 - Aparatos eléctricos de baja tensión.

EN 249 - Materiales base con chapado metálico para circuitos.


- 47 -

IEC 326-1 - Circuitos impresos.

IEC 664-1 - Coordinación de aislantes para equipos en sistemas de baja tensión.

IEC 665 - Ventiladores eléctricos de corriente alterna y normas para uso

doméstico y similares.

IEC 747-5 - Dispositivos semiconductores - aparatos discretos y circuitos

integrados.

CENELEC

HD 21 - Cables aislados con PVC, hasta e incluyendo 450/750V de tensión

nominal.

Parte 1: requisitos generales.

Parte 3: cables monofilares no armados para cableado fijo.

Parte 4: cables para cableado fijo.

Parte 5: cables flexibles.

HD 22.4 - Cables aislados con caucho haste e incluyendo 450/750V de tensión

nominal. - Parte 4: cables flexibles y cordones eléctricos

HD 323.2.39 - Procedimientos básicos de pruebas ambientales - Parte 2:

pruebas; prueba Z/AMD: prueba secuencial combinada de frío, baja presión del

aire y calor húmedo.

HD 384 - Instalaciones eléctricas de edificios.

Parte 4: protección de seguridad - Capítulo 41: protección contra choques

eléctricos.

Parte 5: selección y montaje de equipos eléctricos - Capítulo 54:

conductores protectores y equipos de puesta a tierra.

2.2 COMPOSICIÓN Y FUNCIONAMIENTO

Funcionalmente, una escalera mecánica se compone de cuatro elementos:

El grupo tractor, compuesto por un motor eléctrico trifásico y un reductor de tipo

sinfín-corona en la parte superior de la escalera y que arrastra las cadenas de

los escalones y hace girar también las poleas que mueven los pasamanos.

La escalera propiamente dicha formada por los escalones montados sobre

cadenas de rodillo, que se desplazan sobre carriles.

Un bastidor o estructura metálica, que soporta los elementos activos de la

escalera.


- 48 -

Las balaustradas, una a cada lado de la escalera, con pasamanos que se

mueven a la misma velocidad que la escalera.

Figura 18. Componentes de una escalera mecánica.

Las características más importantes que definen las escaleras mecánicas o andenes

móviles son las siguientes:

Su inclinación. El ángulo de inclinación de la escalera mecánica no superará los

30°, pero para alturas no superiores a 6 m y a una velocidad nominal no superior

a 0,50 m/s se permite incrementar el ángulo de inclinación hasta 35°. El ángulo

de inclinación de los andenes móviles no sobrepasará los 12°.

Su longitud. La longitud de las escaleras mecánicas varía en función de su

inclinación y de la distancia vertical entre los extremos, que por lo general suele

ser de 3 a 6 m entre dos plantas consecutivas.

Su anchura. La anchura según EN 115, tanto para escaleras mecánicas como

para andenes móviles, debe ser superior a 0,58 metros e inferior a 1,10 metros.

Las anchuras de las escaleras mecánicas, entre las balaustradas, suelen

tomarse alrededor de 600 mm, 800 mm y 1000 mm. Para andenes móviles, las

anchuras usuales son 800 mm, 1000 mm y 1400 mm.


- 49 -

Figura 19. Longitud y cargas sobre los apoyos en escaleras mecánicas.

A B

32 UB 44 + 48 UB 32 UB 44 + 48 UB

30º 0,63 H + 3000 0,85 H + 3200 30º 0,70 H + 3500 0,89 H + 3800

35º 0,50 H + 3100 0,70 H + 3300 35º 0,60 H + 3400 0,76 H + 3800

O P R S T

30º 1,732 H + 4540 1785 1,732 H 2755 3870

35º 1,428 H + 4600 1878 1,428 H 2822 3740

Tabla 9. Longitudes y cargas sobre los apoyos en escaleras mecánicas.

Su velocidad. La velocidad nominal de la escalera mecánica no superará:

0,75 m/s para una escalera mecánica con un ángulo de inclinación de

hasta 30°;

0,50 m/s para una escalera mecánica con un ángulo de inclinación entre

30° y 35°.

La velocidad nominal en el caso de los andenes móviles no superará los

0,75 m/s. Se permite que los andenes móviles tengan una velocidad nominal

máxima de 0,90 m/s, siempre que el ancho de las placas o la banda no supere

1,10 m.

Su disposición. Las escaleras mecánicas para subir y bajar pueden instalarse:

- En una dirección continuada, en tijera.

- En una dirección interrumpida, en paralelo.

- En dos direcciones cruzadas.

- En dos direcciones paralelas.


- 50 -

Figura 20. En tijera.

Figura 21. En paralelo.

Figura 22. En dos direcciones cruzadas.

Figura 23. En dos direcciones paralelas.

Su capacidad de transporte. La capacidad de transporte depende de la anchura

de la escalera y de su velocidad.

Se ha de advertir que las escaleras mecánicas, normalmente deben

marchar siempre en el mismo sentido. No se debe ponerlas en subida unas

veces y en bajada otras. La puesta en marcha y la parada normales debe

hacerlo solamente el encargado de su servicio, y eso sin pasajeros en ellas.

2.3 DESCRIPCIÓN DE COMPONENTES DE LA INSTALACIÓN

2.3.1 CUARTOS DE MÁQUINAS

Los espacios destinados a la maquinaria de accionamiento y retorno, espacios para

maquinaria dentro de la estructura portante, así como espacios separados para maquinaria, no

serán accesibles para personas no autorizadas. Estos recintos se utilizarán solamente para

colocar el equipo necesario para el funcionamiento de la escalera mecánica o andén móvil.

Se admite la instalación en estos espacios de sistemas de detección de incendios,

equipos de protección directa contra incendios y cabezales aspersores de extinción, siempre

que estén suficientemente protegidos contra daños incidentales. También se permite instalar

máquinas de tracción de ascensores en estos recintos.

Tipo Ancho

balaustrada (mm)

Capacidad en 5 minutos (pasajeros)

Nominal en 1 hora

(pasajeros)

escalera 600 337 4050

escalera 800 506 6075

escalera 1000 675 8100

andén 600 506 6075

andén 800 675 8100

andén 1000 1125 13500

Tabla 10. Capacidad de transporte de escaleras mecánicas (30º) y andenes.


- 51 -

2.3.2 GRUPO TRACTOR

El grupo tractor está formado por un motor eléctrico, generalmente trifásico, acoplado a

un grupo reductor de velocidad, por medio de correas trapezoidales o acoplado directamente.

El grupo reductor se compone de un engranaje sinfín de acero y una corona de bronce, que

trabajan en baño de aceite contenido en un cárter cerrado.

El eje de la corona transmite el movimiento a través de la cadena principal, al eje de las

ruedas dentadas que arrastran las cadenas de los escalones. Y a través de otra transmisión,

mueve también las poleas que arrastran los pasamanos.

Cada escalera mecánica y cada andén móvil deberán estar accionados por al menos

una máquina propia. Actualmente se están usando también reductores basados en engranajes

planetarios, de rendimiento muy superior al sinfín-corona.

2.3.3 FRENO

Las escaleras mecánicas y los andenes móviles estarán equipados con un sistema de

frenado capaz de detener el aparato con una deceleración lo más constante posible y

mantenerlo parado.

Inmediatamente después del motor se dispone el tambor del freno, usualmente de

doble zapata, accionado eléctricamente por corriente continua. En posición normal, el freno

bloquea el sinfín del grupo reductor y, por tanto, el movimiento de la escalera.

Cuando la escalera se pone en marcha, el freno recibe corriente y desbloquea el

movimiento de escalera. En caso de fallo del suministro de energía eléctrica, bloquea

automáticamente el movimiento de la escalera. El freno de servicio puede aplicarse por medio

de un freno electromecánico o por otros medios. Si no se usa freno de servicio

electromecánico, se dispondrá un freno auxiliar.

𝑥1 ≤ 0,24 𝑚𝑦1 ≥ 0,38 𝑚

0,58 ≤ 𝑍1 ≤ 1,10 𝑚

Figura 24. Dimensiones de los escalones.


- 52 -

Para determinar la carga de frenado en el caso de escaleras mecánicas se calculará el

número de escalones a tomar en consideración dividiendo la altura entre niveles de entrada y

salida por la máxima altura visible de la contrahuella. A efectos de ensayo, se permite distribuir

la carga total de frenado sobre dos tercios del número de escalones así obtenido. Las cargas a

aplicar por escalón se muestran en la tabla 11 y las distancias de frenado en función de la

velocidad nominal pueden consultarse en la tabla 12.

Ancho nominal escalón (Z1) Carga aplicada

hasta 0,6 60 kg

de 0,6 hasta 0,8 90 kg

más de 0,8 120 kg

Tabla 11. Carga de frenado en escaleras mecánicas.

Velocidad Nominal

Distancia de frenado mínima

Distancia de frenado máxima 0,50 m/s 0,20 m 1,00 m

0,65 m/s 0,30 m 1,30 m

0,75 m/s 0,35 m 1,50 m

Tabla 12. Distancias de frenado de escaleras mecánicas.

Para el caso de andenes móviles las cargas a aplicar por cada 0,4 metros de longitud

son las consignadas en la tabla 13, mientras que las distancias de parada son las que figuran

en la tabla 14.

Ancho nominal placas Carga aplicada

hasta 0,6 50 kg

de 0,6 hasta 0,8 75 kg

más de 0,8 100 kg

Tabla 13. Carga de frenado para andenes.

Velocidad nominal

Distancia de frenado mínima

Distancia de frenado máxima

0,50 m/s 0,20 m 1,00 m

0,65 m/s 0,30 m 1,30 m

0,75 m/s 0,35 m 1,50 m

Tabla 14. Distancias de frenado para andenes.

Las escaleras mecánicas y los andenes móviles estarán equipados de tal forma que se

detengan automáticamente antes de que la velocidad supere un valor de 1,2 veces la velocidad

nominal. Las escaleras mecánicas no necesitan ningún accionamiento de emergencia. Si se

produce una avería, o un fallo en el suministro de energía eléctrica, los pasajeros que las

estuviesen utilizando pueden continuar subiendo o bajando, con la escalera inmóvil.


- 53 -

A Faldillas. b6 ≤ 8 mm. b4 30 mm.

B Perfil interior. h10 80 mm. b3 < 0,12 m. (si <45º).

C Paredes interiores de la balaustrada. b2 de 70 a 100 mm. b9 0,50 m.

E Parte superior de la balaustrada. b5 ≤ 50 mm. h3 de 0,10 a 0,25 m.

D Paredes exteriores de la balaustrada. b1 ≤ z2 + 0,45 m. h1 de 0,90 a 1,10 m.

h2 25 mm. z2 = z1 + 7 mm. z2 Ancho nominal

25º. distancia entre faldillas

Figura 25. Principales dimensiones de una escalera mecánica.

2.3.4 ESTRUCTURA PORTANTE

La estructura portante se diseñará de manera que pueda soportar el peso muerto de la

escalera mecánica o andén móvil, más un peso de pasajeros de 5000 N/m2. No se sumará

factor de impacto a la carga de pasajeros.

La flecha máxima, calculada o medida, debida a la carga total de explotación, no

deberá superar 1/750 de la distancia entre soportes.

Para escaleras mecánicas y andenes móviles destinados a servicio público la flecha

máxima, calculada o medida, debida a la carga total de explotación, no deberá superar 1/1000

de distancia entre soportes.

2.3.5 ESCALONES

Los escalones están formados por un chasis, generalmente de aluminio fundido a

presión, sobre el que se atornilla la pisa ranurada, también de aluminio fundido, pero

mecanizada. El montaje de la pisa se realiza de forma que los peines encajen perfectamente

con las ranuras de los escalones, para que el embarque de los pasajeros se haga suavemente,

sin molestias, ni peligro. Los frentes o contrahuella de los escalones son de chapa de acero

esmaltado, aunque también pueden ser ranurados. Los escalones van por su extremo superior

fijados sobre los ejes que unen las dos cadenas que los arrastran, mientras que su extremo


- 54 -

inferior va sobre ruedas que ruedan sobre los carriles que lleva el bastidor de la escalera para

este objeto.

Las dimensiones de los escalos se muestran en la figura 24. Cuando se puedan usar

las escaleras mecánicas (paradas) como salidas de socorro la altura del escalón no superará

los 21 centímetros.

Los escalones, placas y la banda se ajustarán a las condiciones de servicio. Podrán

soportar continuamente una carga uniformemente distribuida correspondiente a 6000 N/m2, sin

presentar deformación que pueda dificultar el conecto funcionamiento de la escalera mecánica

o andén móvil. Los escalones y placas pasarán las siguientes pruebas:

Ensayo de carga estática. El escalón se somete a un ensayo de flexión con una

fuerza de 3000 N aplicada perpendicularmente a la superficie pisable. La flecha

será inferior a 4 mm. En el caso de las placas de un andén móvil, la fuerza a

aplicar será de 7500 N.

Ensayo dinámico. El escalón, con la máxima inclinación para la que se vaya a

usar, será sometido a una carga pulsátil de entre 500 y 3000 N a una frecuencia

de entre 5 y 20 Hz. Tras el ensayo el escalón no debe mostrar roturas o

deformaciones permanentes mayores de 4 mm. Las placas se ensayarán

siempre en posición horizontal.

La superficie pisable de escalones y placas tendrá ranuras en la dirección de marcha,

con las cuales encajarán los dientes de los peines. Los escalones de la escalera mecánica

estarán en posición sensiblemente horizontal en toda el área de utilización de la escalera. El

borde entre la huella y la contrahuella del escalón no tendrá aristas vivas.

Las bandas tendrán ranuras en la dirección de marcha, con las cuales encajarán los

dientes de los peines. La banda no terminará con una ranura en el borde lateral de la banda.

Los empalmes de la banda pisable se efectuarán de modo que se obtenga una superficie

pisable continua e ininterrumpida.

Las contrahuellas de los escalones serán suficientemente rígidas y resistentes a la

rotura y estarán ranuradas de manera apropiada. Los extremos de la huella del escalón

encajarán con el ranurado de la siguiente contrahuella.

Los peines se montarán en ambos rellanos para facilitar la transición de los pasajeros.

Sus dientes encajarán con las ranuras de los escalones, placas o banda y el ancho de los

mismos no será inferior a 2,5 mm, medidos en la superficie pisable. Los extremos de los peines

serán redondeados y conformados de manera que se minimice el riesgo de quedar

enganchado entre los peines y los escalones, placas o banda.

Los escalones de las escaleras mecánicas serán accionados por al menos dos

cadenas de eslabones de acero, de las cuales al menos una estará situada a cada lado del


- 55 -

escalón. Las placas de los andenes móviles pueden ser accionadas por una sola cadena de

eslabones de acero, si se garantiza el movimiento paralelo de las placas en el área utilizable,

por otros medios mecánicos. El coeficiente de seguridad de cada cadena será al menos 5. Las

cadenas se tensarán continua y automáticamente. No se permiten muelles como dispositivos

tensores.

La banda se acciona mediante tambores y se tensará continua y automáticamente. El

coeficiente de seguridad de la banda, incluyendo empalmes, será al menos 5. No se permiten

muelles como dispositivos tensores.

2.3.6 CADENAS DE ARRASTRE

El mecanismo de transmisión que utilizan las escaleras mecánicas y los andenes

móviles, suele estar formado por cadenas de transmisión de potencia. Las ruedas sobre las

que pasan las cadenas se denominan catalinas, y su forma exterior depende del tipo de

cadena empleado. La clasificación de los diferentes tipos de cadenas se realiza en función de

la aplicación, distinguiéndose tres grupos:

Cadenas para elevación. Hay dos variedades principalmente: comunes y de

travesaños presentando esta última una resistencia al aplastamiento mucho

mayor gracias al travesaño central.

Cadenas para transporte. Las más utilizadas son las desmontables (de unión por

ganchos) y las articuladas (de extremos cerrados). En ambos tipos es bastante

importante el diseño de la catalina. Suelen transmitir potencia a bajas

velocidades.

Cadenas de transmisión. Los tres tipos más usuales son las articuladas (de

clavijas), las de rodillos y las de eslabones dentados o silenciosas. Suelen

diseñarse y fabricarse con mayor precisión y con mejores materiales que las de

transporte.

Figura 26. Eslabones en cadena de rodillos.


- 56 -

Las cadenas más utilizadas para transmitir potencia son las de rodillos por lo que han

sido normalizadas por ANSI.

Hay varios tipos de cadenas en función del número de cordones de cada una de ellas,

los más usuales son los de uno, dos, tres y cuatro cordones. Existen valores de tamaños

estándar que están tabulados.

Las variables que definen una cadena de rodillos pueden verse en la figura 27 en la

que aparece la rueda dentada y la cadena correspondiente. De la figura y mediante

consideraciones trigonométricas se puede deducir que el diámetro de paso de la catalina, D

será el dado por la expresión:

𝐷 =𝑝

sin (𝛾2

)=

𝑝

sin (180𝑍𝑟

)

Donde: p: paso de la cadena. D: diámetro de paso de la rueda.

: ángulo de paso. Zr: número de dientes de la

rueda dentada.

El ángulo /2 se denomina ángulo de articulación y es el ángulo que mide la entrada en

contacto del eslabón con la rueda y su magnitud es función del número de dientes. Esta

entrada del eslabón en la rueda provoca un impacto entre los rodillos y los dientes de la rueda,

produciéndose un desgaste en ambos y en las juntas de unión de la cadena. La vida de la

transmisión es función de este desgaste y de la resistencia a la fatiga de los rodillos, por ello

para aumentar la vida de ésta, es conveniente reducir el ángulo de articulación al mínimo.

Figura 27. Variables de una cadena de rodillos.


- 57 -

Para operaciones a velocidades moderadas y altas se suelen utilizar ruedas con 17

dientes. Para operaciones a bajas velocidades y donde las restricciones del espacio son

importantes se utilizan ruedas con un número menor de dientes disminuyendo en este caso la

vida estimada de la transmisión.

En lo referente a las ruedas de la cadena que son accionadas, no suelen sobrepasar

los 120 dientes. Las transmisiones de cadenas de rodillos no suelen fallar debido a la tensión

sino a la fatiga ocasionada por el elevado número de horas de servicio.

La expresión de la velocidad de la cadena será:

𝑣 =𝜋 · 𝐷 · 𝑛

60=

𝑍𝑟 · 𝑝 · 𝑛

60

Donde:

p: paso de la cadena. n: velocidad de la rueda (rpm). D: diámetro primitivo de la rueda

en metros. Zr: número de dientes de la

rueda dentada.

Las cadenas se deben sobredimensionar siempre que aparezcan las siguientes

condiciones:

- en caso de fuertes cargas de choque.

- en caso de fuertes variaciones de la carga.

- si la lubricación no es suficiente.

- ambiente de trabajo duro (polvo, suciedad, etc.).

- si se tienen más de tres ruedas en la transmisión.

- si para velocidades bajas, la rueda menor tiene menos de 9 dientes ó

si para velocidades altas, la rueda menor tiene menos de 16 dientes.

- si las ruedas dentadas son muy grandes.

La longitud de la cadena necesaria para que un determinado par de catalinas

colocadas a una cierta distancia entre centros trabajen en conjunto se puede determinar en

función del número de pasos ó en metros con las dimensiones generales establecidas en los

datos de partida. Se suele utilizar un número par de pasos, ya que si no, se necesita un

eslabón de compensación o candado. La ecuación que determina esta longitud:

2pr

pr

pC

kp

2

ZZC2Lc

:metros en-

pC

k

2

ZZ

p

C2

p

Lc

:pasos de número del función en-

Donde:

p: paso de la cadena (m). C: distancia entre ejes (m). k: constante de engrane. Zr: número de dientes de la

rueda dentada. Zp: número de dientes del

piñón. Lc: longitud de la cadena (m). Lc/p: longitud de la cadena en

pasos.


- 58 -

Normalmente se utilizan piñones con un número de dientes no inferior a 17, de los

cuales como mínimo tres estarán en continuo contacto con la cadena para evitar de esta

manera las posibles vibraciones en la transmisión. La relación de velocidad de las ruedas

unidas por cadenas depende del número de dientes en las catalinas:

𝑍𝑟

𝑍𝑝

=𝑛𝑝

𝑛𝑟

Donde: np: velocidad de la catalina

conductora (rpm). nr: velocidad de la catalina

conducida (rpm). Zr: número de dientes de la

rueda dentada. Zp: número de dientes del

piñón.

Para el cálculo de la constante k (tabla 15), se utiliza la fórmula:

𝑘 = (𝑍𝑟 + 𝑍𝑝

2 · 𝜋)

2

Zr + Zp k Zr + Zp k Zr + Zp k Zr + Zp k Zr + Zp k

0 0,000 20 10,132 40 40,528 60 91,189 80 162,114

1 0,025 21 11,171 41 42,580 61 94,254 81 166,192

2 0,101 22 12,260 42 44,683 62 97,370 82 170,321

3 0,228 23 13,400 43 46,836 63 100,536 83 174,500

4 0,405 24 14,590 44 49,039 64 103,753 84 178,731

5 0,633 25 15,831 45 51,294 65 107,021 85 183,011

6 0,912 26 17,123 46 53,599 66 110,339 86 187,343

7 1,241 27 18,466 47 55,955 67 113,708 87 191,725

8 1,621 28 19,859 48 58,361 68 117,127 88 196,158

9 2,052 29 21,303 49 60,818 69 120,598 89 200,641

10 2,533 30 22,797 50 63,326 70 124,118 90 205,175

11 3,065 31 24,342 51 65,884 71 127,690 91 209,760

12 3,648 32 25,938 52 68,493 72 131,312 92 214,396

13 4,281 33 27,585 53 71,153 73 134,985 93 219,082

14 4,965 34 29,282 54 73,863 74 138,709 94 223,818

15 5,699 35 31,030 55 76,624 75 142,483 95 228,606

16 6,485 36 32,828 56 79,436 76 146,308 96 233,444

17 7,320 37 34,677 57 82,298 77 150,183 97 238,333

18 8,207 38 36,577 58 85,211 78 154,110 98 243,272

19 9,144 39 38,527 59 88,175 79 158,086 99 248,262

Tabla 15. Determinación del coeficiente k.

Para aumentar la vida de la cadena de rodillos es necesario lubricarla mediante un

proceso de goteo o de bailo poco profundo con un aceite mineral ligero o mediano sin aditivos.

El desgaste máximo admitido en una cadena viene dado en función del número de dientes de

la rueda:

- 1 % para ruedas de más de 80 dientes.


- 59 -

- 2% para ruedas de 33 a 80 dientes.

3% para ruedas de 17 a 32 dientes.La cadena debe estar tensada de manera que se

optimice el rendimiento de la transmisión existiendo varios métodos de tensado. Sin embargo,

una tensión exagerada puede producir los siguientes efectos:

- Menor rendimiento en la transmisión.

- Funcionamiento ruidoso de la transmisión.

- Desgaste rápido.

- Sobrecarga sobre los palieres.

- Fatiga adicional.

Cuando la transmisión por cadena se realiza sin tensor la máxima deflexión admitida es

un 2% de la distancia entre ejes.

En las transmisiones por cadena se selecciona la potencia nominal en función de la

velocidad de la rueda. Pero esta potencia ha de ser corregida con unos factores de mayoración

relativos al servicio de la misma y al tipo de lubricación.

El primer factor de corrección es el denominado factor de corrección del número de

dientes c1 (tabla 16), debido a que la rueda dentada impulsora puede tener más o menos de 17

dientes. El segundo factor de corrección c2 (tabla 17), denominado factor de corrección de

cordones múltiples, es necesario puesto que el número de cordones no está relacionado con la

potencia de forma lineal.

Número dientes rueda impulsora

C1 Número dientes rueda impulsora

C1

11 0,53 22 1,29

12 0,62 23 1,35

13 0,7 24 1,41

14 0,78 25 1,46

15 0,85 30 1,73

16 0,92 35 1,95

17 1 40 2,15

18 1,05 45 2,37

19 1,11 50 2,51

20 1,18 55 2,66

21 1,26 60 2,8

Tabla 16. Factor de corrección para los dientes.

Número cordones

c2

1 1

2 1,7

3 2,5

4 3,3

Tabla 17. Factor de corrección para cadenas de cordones múltiples.


- 60 -

La potencia corregida se obtiene multiplicando el valor de la potencia nominal (tabla 18)

por los factores de corrección c1 y c2:

𝑃𝑐′ = 𝑐1 · 𝑐2 · 𝑃′

Donde: 'cP : potencia nominal corregida (CV).

'P : potencia nominal (CV).

Para obtener la potencia final de diseño se debe multiplicar la potencia nominal

corregida por otro factor denominado factor de servicio c3 (tabla 19), que considera las

variaciones de las máquinas impulsora e impulsada.

𝑃 = 𝑐3 · 𝑃𝑐′

V (rpm)

25 35 40 41 50 60 80 100 120 140 160 180 200 240

50 0,05 0,16 0,37 0,20 0,72 1,24 2,88 5,52 9,33 14,4 20,9 28,9 38,4 61,8

100 0,09 0,29 0,69 0,38 1,34 2,31 5,38 10,3 17,4 26,9 39,1 54,0 71,6 115

150 0,13 0,41 0,99 0,55 1,92 3,32 7,75 14,8 25,1 38,8 56,3 77,7 103 166

200 0,16 0,54 1,29 0,71 2,50 4,30 10,0 19,2 32,5 50,3 72,9 101 134 215

300 0,23 0,78 1,85 1,02 3,61 6,20 14,5 27,7 46,8 72,4 105 145 193 310

400 0,30 1,01 2,40 1,32 4,67 8,03 18,7 35,9 60,6 93,8 136 188 249 359

500 0,37 1,24 2,93 1,61 5,71 9,81 22,9 43,9 74,1 115 166 204 222 0

600 0,44 1,46 3,45 1,90 6,72 11,6 27,0 51,7 87,3 127 141 155 169

700 0,50 1,68 3,97 2,18 7,73 13,3 31,0 59,4 89,0 101 112 123 0

800 0,56 1,89 4,48 2,46 8,71 15,0 35,0 63,0 72,8 82,4 91,7 101

900 0,62 2,10 4,98 2,74 9,69 16,7 39,9 52,8 61,0 69,1 76,8 84,4

1000 0,68 2,31 5,48 3,01 10,7 18,3 37,7 45,0 52,1 59,0 65,6 72,1

1200 0,81 2,73 6,45 3,29 12,6 21,6 28,7 34,3 39,6 44,9 49,9 0

1400 0,93 3,13 7,41 2,61 14,4 18,1 22,7 27,2 31,5 35,6 0

1600 1,05 3,53 8,36 2,14 12,8 14,8 18,6 22,3 25,8 0

1800 1,16 3,93 8,96 1,79 10,7 12,4 15,6 18,7 21,6

2000 1,27 4,32 7,72 1,52 9,23 10,6 13,3 15,9 0

2500 1,56 5,28 5,51 1,10 6,58 7,57 9,56 0,40

3000 1,84 5,64 4,17 0,83 4,98 5,76 7,25 0

Tipo 1 Tipo 2 Tipo 3 Tipo 4

Tabla 18. Potencia nominal (CV) de cadenas de rodillos de paso simple y un solo cordón con rueda dentada de

17 dientes.

En la tabla 18 los diferentes tipos de cadenas corresponden a:

El tipo 1 corresponde a cadenas con lubricación manual o por goteo.

El tipo 2 corresponde a cadenas con lubricación por baño o de disco.

El tipo 3 corresponde a cadenas con lubricación por flujo de aceite.

El tipo 4 corresponde a cadenas con lubricación por flujo de aceite intensa.


- 61 -

Máquina impulsora

MCI con transmisión hidráulica

Motor eléctrico o turbina

MCI con transmisión mecánica

Maquina impulsada

Sin choques 1,0 1,0 1,2

Choques moderados 1,2 1,3 1,4

Choques fuertes 1,4 1,5 1,7

Tabla 19. Factores de corrección para servicio de cargas, c3.

El esfuerzo total en la cadena se calcula como la suma de dos esfuerzos; el esfuerzo

útil en la cadena (Fu) más el esfuerzo de la fuerza centrífuga (Fc).

𝐹 = 𝐹𝑢 + 𝐹𝑐

𝐹𝑢 =75 · 𝑃

𝑣=

2000 · 𝑘

𝑑𝑝

𝐹𝑐 =𝐺 · 𝑣2

𝑔

Donde: G: peso de la cadena por metro (kg/m). g: aceleración de la gravedad (m/s2). dp: diámetro primitivo del piñón (mm). v: velocidad (m/s). Fu, Fc: expresadas en daN.

Si FR es el esfuerzo necesario para la rotura, el coeficiente de seguridad, C, se puede

obtener como:

𝐶 =𝐹𝑅

𝐹

Número ANSI de la

cadena

Paso (mm)

Anchura (mm)

Resistencia mínima a

tracción (N)

Peso medio (N/m)

Diámetro del rodillo

(mm)

Distancia entre cordones

múltiples (mm)

25 6,35 3,18 3470 1,31 3,30 6,40

35 9,52 4,76 7830 3,06 5,08 10,13

41 12,70 6,35 6670 3,65 7,77 -

40 12,70 7,94 13920 6,13 7,92 14,38

50 15,88 9,52 21700 10,1 10,16 18,11

60 19,05 12,70 31300 14,6 11,91 22,78

80 25,40 15,88 55600 25,0 15,87 29,29

100 31,75 19,05 86700 37,7 19,05 35,76

120 38,10 25,40 124500 56,5 22,22 45,44

140 44,45 25,40 169000 72,2 25,40 48,87

160 50,80 31,75 222000 96,5 28,57 58,55

180 57,15 35,71 280000 132,2 35,71 65,84

200 63,50 38,10 347000 159,9 39,67 71,55

240 76,70 47,63 498000 239 47,62 87,83

Tabla 20. Dimensiones de cadenas de rodillos (ANSI).

2.3.7 BALAUSTRADAS

Las balaustradas, una a cada lado de la escalera, tienen la misión de proteger a los

pasajeros y ayudarles a mantenerse seguros en los escalones, en su ascenso o descenso. Se

componen de un zócalo o rodapié, lo más liso posible que levanta unos 20 cm de los

escalones, que se mueven, junto a él, pero sin rozarlo. En este rodapié se disponen los


- 62 -

dispositivos de seguridad contra atasco lateral. Las balaustradas pueden ser rectas, o bien

inclinadas hacia afuera, a partir de la terminación del rodapié.

Su longitud debe ser suficiente para proteger la escalera y los dos andenes de

embarque. Por lo menos uno o dos escalones deben moverse, lo mismo que el pasamanos,

horizontalmente, antes de comenzar la subida o bajada. La altura de la balaustrada debe ser

como mínimo 0,95 m sobre los escalones.

2.3.8 PASAMANOS

Sobre las balaustradas, y deslizándose por guías adecuadas, van los pasamanos de

caucho reforzado con un trenzado de algodón, soportado por un fleje de acero. Cada

pasamanos forma una cinta sinfín que se mueve entre las poleas de arrastre, accionada por el

grupo tractor, y la polea de retorno situada en la parte baja de la escalera. Entre las dos poleas

hay otra tensora que compensa el inevitable alargamiento que experimentan los pasamanos

con el tiempo.

La velocidad de desplazamiento de los pasamanos es igual a la de los escalones, lo

que permite a los pasajeros viajar asidos a él, sin soltarlo en ningún momento.

2.3.9 COMPONENTES DE SEGURIDAD

2.3.9.1 LIMITADOR DE VELOCIDAD

Es un mecanismo formado por péndulos que giran con el eje del sinfín del grupo

tractor, y que impulsados por la fuerza centrífuga, abren el circuito de maniobra y detienen el

motor y bloquean el freno principal, en el caso de que la velocidad de desplazamiento de los

escalones, por cualquier causa, supere en un 20% la velocidad nominal.

2.3.9.2 MEDIDAS DE PROTECCIÓN EN LOS RECINTOS DE MAQUINARIA.

De acuerdo con la norma EN 292-2: 1991, se dispondrán medios de protección

efectivos para piezas giratorias que sean accesibles y peligrosas, en particular para:

Chavetas y tornillos en ejes.

Cintas, cadenas, correas.

Engranajes, ruedas dentadas, piñones.

Ejes salientes de motores.

Limitadores de velocidad sin coraza.

Inversión de escalones y placas en los recintos de accionamiento y/o retorno a

los que se deba acceder a efectos de mantenimiento.

Excepciones: volantes de maniobra, tambores de freno y piezas redondas y lisas

similares. Estas piezas se pintarán de amarillo, al menos en parte.


- 63 -

2.4 PARTES ELÉCTRICAS

La instalación eléctrica de las escaleras mecánicas o andenes móviles se diseñara y

ejecutará de manera que asegure la protección contra peligros derivados de los equipos

eléctricos.

2.5 CARTELES Y SEÑALES

Los carteles, inscripciones e instrucciones de uso se fabricarán en materiales

duraderos, se colocarán en una posición visible y se escribirán en caracteres legibles en el

idioma del país en el que estén funcionando, y/o se utilizarán pictogramas como los mostrados

en

Figura 28 – Pictogramas a colocar en escaleras mecánicas y andenes.

Los dispositivos de parada de emergencia serán de color rojo y estarán marcados con

la inscripción “STOP” en el propio dispositivo o en sus proximidades inmediatas.

Durante los trabajos de mantenimiento, reparación, inspección o similares se impedirá

el acceso del usuario a la escalera mecánica o andén móvil mediante la utilización de

dispositivos adecuados que llevarán el aviso, “Paso prohibido” u otro equivalente.

3 INTRODUCCIÓN AL TRÁFICO VERTICAL

Los elementos de transporte vertical de un edificio deben responder perfectamente a

las necesidades de movilidad vertical dentro de éste, sobre todo en las horas denominadas

punta.

El conjunto de las exigencias de los usuarios del edificio, viene en mayor o menor

grado definido como "calidad de servicio". Uno de los niveles de calidad más percibido por el

usuario es el tiempo de espera que una persona debe realizar frente al ascensor para poder

viajar en él.

Para realizar un estudio de tráfico, deben tenerse en cuenta parámetros muy distintos,

algunos de los cuales son:

- destino del edificio

- número de plantas

- superficie por planta

- distancia entre pisos

- población de la planta


- 64 -

- situación de la parada principal

El análisis de tráfico resulta laborioso y complicado, por los múltiples parámetros que

deben manejarse, pero imprescindible para definir una de las instalaciones fundamentales en

un edificio.

3.1 DIAGRAMAS DE TRÁFICO POR SECTORES

Uno de los aspectos más importantes cuando se diseña una instalación de elevación

vertical, es sin duda, el destino del edificio. Evidentemente un ascensor de un edificio de

oficinas, otro de un colegio y finalmente otro de un hospital van a funcionar de forma totalmente

diferente desde el punto de vista de tráfico, aunque su velocidad y su carga nominales

coincidan.

La forma más gráfica de estudiar el tráfico por sectores es la representación de flujo de

usuarios a lo largo de una jornada.

A continuación se muestran los diagramas de flujo de usuarios a lo largo de una

jornada en los siguientes casos:

Figura 29. Tráfico bidireccional en un hospital (personas en%).

Figura 30. Tráfico bidireccional en un hospital (monta camillas y montacargas en %).

Figura 31. Tráfico bidireccional en un hospital en un edifico de profesionales libres (% personas).


- 65 -

Figura 32. Tráfico bidireccional en un centro comercial (personas %).

Figura 33. Tráfico de personas en un edifico de apartamentos.

Figura 34. Tráfico de personas en un colegio mayor.

Figura 35. Tráfico bidireccional en un colegio mayor (personas %).

De los gráficos anteriores podemos obtener la conclusión de que existe una gran

dispersión de resultados dependiendo del destino del edificio. En general, se puede afirmar que

a lo largo del día aparecen bandas horarias con flujo de usuarios constante, lo cual favorece el

aprovechamiento óptimo de una instalación de elevación. Por contra, suelen aparecer horas

punta que congestionan el tráfico vertical de forma drástica. Será en esas zonas donde habrá

que poner a punto la instalación para que los tiempos de espera entren dentro de los márgenes

admisibles.

En principio, en aquellos edificios donde la gráfica de flujo en función del tiempo es

monótona sin picos agudos (es decir, sin horas punta acentuadas), la instalación de transporte

vertical se diseñará con facilidad, y el ascensor funcionará de forma regular a lo largo de la

jornada (Ej: hospitales, centros comerciales y edificios de apartamentos).


- 66 -

En aquellos casos en los que se registren picos de flujo de usuarios y las gráficas

reflejen bruscas variaciones del número de usuario en espacios cortos de tiempo, el diseño de

la instalación vertical se complicará (Ej: colegios, edificios de oficinas y hoteles).

3.2 ASCENSORES Y MONTACARGAS

En los siguientes diagramas se sugieren unas guías generales para orientar en la

elección del número y características de los ascensores a considerar en un edificio.

Edificio de viviendas tipo básico

Este ábaco cumple con las necesidades básicas requeridas para el transporte

interno en un edificio de viviendas. La cantidad, capacidad y velocidad, según

diagrama, puede ser aumentada por el proyectista para mejorar la comodidad del

transporte.

Como observación queremos hacer notar que aunque para las áreas de

utilización 1 y 2 serían admisibles ascensores de 320 kg, las actuales reglamentaciones

de eliminación de barreras arquitectónicas piden ascensores de un mínimo de 450 kg.

Figura 36. Gráfico de selección de ascensores en viviendas de tipo básico.

Edificio de viviendas tipo medio y alto

Este diagrama cumple con las necesidades básicas requeridas para el transporte

interno en un edificio de viviendas con requerimientos medio y alto. La cantidad,

capacidad y velocidad, según diagrama, puede ser aumentada por el proyectista para

mejorar la comodidad del transporte.

Como observación queremos hacer notar que aunque para el área de utilización

2 del gráfico adjunto, serían admisibles ascensores de 320 kg, las actuales


- 67 -

reglamentaciones de eliminación de barreras arquitectónicas piden ascensores de un

mínimo de 450 kg.

Figura 37. Gráfico de selección de ascensores en viviendas de tipo medio y alto.

Oficinas tipo medio

Este diagrama cumple con las necesidades básicas requeridas para el transporte

interno en un edificio de oficinas.

Figura 38. Gráfico de selección de ascensores en viviendas tipo básico.

En edificios sin tráfico de punta se aplican básicamente 10% y 12.5%, según

comodidad deseada. Siendo este tanto por ciento el número de personas del edificio

que se desalojan en 5 minutos. En edificios con tráfico de punta se aplica básicamente

el 16%.


- 68 -

La cantidad, capacidad y velocidad, según diagrama, puede ser aumentada por

el proyectista para mejorar la comodidad del transporte.

Emplazamiento de los ascensores en un edificio

Tanto los ascensores como las escaleras mecánicas, en general, deben estar

agrupados; a este agrupamiento lo denominaremos columna de elevación. Pues bien,

esta columna de elevación debe estar lo más cerca posible de las entradas de tráfico

intenso (por ejemplo más cerca de la entrada que dé a una parada de metro, de la que

no dé a ninguna, ya que podemos esperar más usuarios por esta entrada que por la

otra).

En general la recomendación a seguir es la de situar la columna de elevación a

no más de 45 metros de la entrada o destino más alejado, entendiendo como destino

más alejado la oficina, vivienda o habitación más alejada del ascensor. Si las

dimensiones del edificio lo requieren será conveniente colocar más de una columna de

elevación.

Disposiciones recomendables para ascensores en grupo

Los ascensores que trabajan en grupo deben instalarse siempre juntos para

tener una adecuada racionalización de uso. Las disposiciones más usuales de

ascensores en grupo destinados a estos grandes edificios son:

- Grupo dúplex para pequeños edificios

- Grupo tríplex

- Grupo cuádruplex en una sola fila

- Grupo cuádruplex en bloques opuestos.

- Grupo quíntuplex

- Grupo séxtuplex

- Dos grupos séxtuples por pisos diferentes.

Figura 39. Disposiciones recomendables para ascensores en grupo.


- 69 -

De gran importancia para realizar cálculos de tráfico vertical es la determinación del

parámetro denominado número de paradas probables. Su evaluación se lleva a cabo mediante

la siguiente fórmula:

𝑁º 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑑𝑎𝑠 𝑝𝑟𝑜𝑏𝑎𝑏𝑙𝑒𝑠 = 𝑆 − 𝑆 · (𝑆 − 1

𝑆)

𝑝

Donde S es el número de pisos superiores y p es el número de pasajeros en cada

viaje. Para hacer más sencilla su evaluación se utiliza la tabla 21.

N° de pasajeros

Piso 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

2 1.5 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

4 2 2.7 3.1 3.3 3.4 3.5 3.6 3.6 3.7 3.7 3.7 3.8 3.8 3.9 4

6 3.1 4.0 4.6 5.0 5.3 5.5 5.7 5.8 5.8 5.8 5.9 5.9 6 6 6

8 2 3.3 4.4 5.3 5.9 6.4 6.8 7.0 7.3 7.5 7.6 7.7 7.8 7.8 8

10 2 3.4 4.7 5.8 6.5 7.2 7.7 8.2 8.5 8.8 9.0 9.2 9.4 9.5 9.5

12 2 3.5 4.9 6.0 7.0 7.8 8.5 9.0 9.5 9.9 10.2 10.5 10.8 11.0 11.3

14 2 3.6 5.0, 6.3 7.3 8.3 9.0 9.7 10.3 10.8 11.3 11.6 12.0 12.2 12.5

16 2 3.6 5.1 6.5 7.6 8.6 9.5 10.3 11.0 11.6 12.1 12.6 13.0 13.4 13.9

18 2 3.7 5.2 6.6 7.8 8.9 9.9 10.8 11.6 12.3 12.9 13.4 13.9 14.4 15.0

20 2 3.7 5.3 6.7 8.0 9.2 10.3 11.2 12.1 12.8 13.5 14.2 14.7 15.3 16.0

22 2 3.7 5.4 6.8 8.2 9.4 10.5 11.6 12.5 13.3 14.1 14.8 15.4 16.0 17.0

24 2 3.8 5.4 6.9 8.3 9.6 10.8 11.9 12.8 13.8 14.6 15.4 16.1 16.7 17.3

26 2 3.8 5.5 7.0 8.5 9.8 11.2 12.2 13.1 14.1 15.1 16.0 16.8 17.4 17.7

28 2 3.9 5.5 7.2 9.0 10.1 11.6 12.5 13.5 14.6 15.6 16.6 17.6 18.1 18.4

30 2 4 5.7 7.6 9.5 10.5 11.7 12.8 13.8 14.8 16.0 17.2 18.0 19.0 19.5

Tabla 21. Determinación del número de paradas probables.

n° de pisos Distancia (m) v = 1m/s v = 1.6 m/s v = 2 m/s v = 2.5 nt/s

1 3 6.1 5.4 5 4

2 6 9.1 7.4 6.5 5.2

3 9 12.1 9.4 8 6.4

4 12 15.1 11.4 9.5 7.6

5 15 18.1 13.4 11 8.8

6 18 21.1 15.4 12.5 10

7 21 24.1 17.4 14 11.2

8 24 27.1 19.4 15.5 12.4

9 27 30.1 21.4 17 13.6

10 30 33.1 23.4 18.5 14.8

11 33 36.1 25.4 20 16

12 36 39.1 27.4 21.5 17.2

13 39 42.1 29.4 23 18.4

14 42 45.1 31.4 24.5 19.6

15 45 48.1 33.4 26 20.8

16 48 51.1 35.4 27.5 22

17 51 54.1 37.4 29 23.2

18 54 57.1 39.4 30.5 24.4

19 57 60.1 41.4 32 25.6

20 60 63.1 43.4 33.5 26.8

Tabla 22. Determinación del tiempo de recorrido de un ascensor.


- 70 -

También es importante determinar el tiempo que tarde el ascensor en recorrer una

cierta distancia. Se establece mediante la tabla 22 en función de la velocidad nominal del

ascensor y del recorrido.

3.2.1 TRÁFICO DE ENTRADA

Para evaluar la situación del tráfico de entrada se determinarán los siguientes

parámetros:

Capacidad horaria, HC: número de personas que pueden entrar en un

determinado edificio en una hora.

5C: número de personas que pueden entrar en un determinado edificio en

cinco minutos.

Intervalo, i: tiempo de espera

En general, HC y 5C son parámetros que marcan la capacidad de la instalación de

elevación y están acotados según el tipo de edificio. Por ejemplo en un edificio de oficinas, se

calcula que deben entrar el 10% de la población en cinco minutos. El intervalo también está

acotado. Normalmente se estima que debe estar comprendido entre 30 y 35 segundos.

El procedimiento de cálculo es el siguiente:

Primeramente se establece el tiempo que el ascensor permanece parado en un

determinado ciclo y que se compone de:

Tiempo de entrada de pasajeros en la planta baja (t0). El tiempo se estima

en 8 segundos como tiempo mínimo suponiendo que el número de

pasajeros es 8, o menor que 8, por cada pasajero que exceda de 8, se

añade la cantidad de 0,8 segundos por pasajero.

Tiempo de transfer o salida de los pasajeros de la cabina (te). Se estima

en 2 segundos por cada parada. Se calcula multiplicando el número de

paradas probables por 2 segundos.

Tiempo de apertura y cierre puertas (tp). Se calcula multiplicando el

número de paradas probables más una por el tiempo unitario de apertura y

cierre. Este se calcula en función de la anchura de puerta y del tipo de

apertura según la tabla 23.

El tiempo de parada se calcula, introduciendo una ineficiencia de un 10%, mediante la

expresión:

𝑡1 = 1,1 · (𝑡0 + 𝑡𝑡 + 𝑡𝑝)


- 71 -

Anchura (mm) Apertura telescópica (s) Apertura central (s)

900 6.6 4.1

1100 7 4.6

1200 7.7 5.3

1400 8.8 6.0

1600 9.9 6.5 Tabla 23. Tiempos de apertura y cierre de puertas.

El tiempo de subida (ts) o tiempo que el ascensor tarda en subir hasta el piso más alto

se calcula multiplicando el número de paradas probables por el tiempo de subida entre dos

paradas probables consecutivas.

El tiempo de bajada (tb) o tiempo que tarda el ascensor en bajar se calcula entrando

directamente en la tabla 22. El tiempo de marcha se calcula mediante la expresión:

𝑡2 = 𝑡𝑠 + 𝑡𝑏

El tiempo total se determina por:

𝑡 = 𝑡1 + 𝑡2

La capacidad horaria, HC, viene dada por:

𝐻𝐶 =𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑠𝑐𝑒𝑛𝑠𝑜𝑟𝑒𝑠 · 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑠𝑎𝑗𝑒𝑟𝑜𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑣𝑖𝑎𝑗𝑒 · 3600

𝑡

La capacidad en cinco minutos, 5C viene dada por:

5𝐶 =𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑠𝑐𝑒𝑛𝑠𝑜𝑟𝑒𝑠 · 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑠𝑎𝑗𝑒𝑟𝑜𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑣𝑖𝑎𝑗𝑒 · 300

𝑡

Finalmente el intervalo i se obtiene:

𝑖 =𝑡

𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑠𝑐𝑒𝑛𝑠𝑜𝑟𝑒𝑠

Un aspecto es muy importante desde el punto de vista de mejora de tráfico vertical es

la flexibilización de horarios, ya que se puede aumentar el rendimiento de la instalación si se

aprovecha el viaje de bajada, para bajar pasajeros que disponen de otro horario. En todos los

casos el rendimiento aumenta.

Una técnica utilizada ocasionalmente es la utilización de ascensores que suben a

zonas parciales. No se registran ventajas sustanciales, ya que aunque el (5C) aumenta,

también aumenta el intervalo de espera, i.

Otra solución adoptada consiste en dividir el edificio en pisos pares e impares, pero es

una opción ineficiente ya que 5C apenas aumenta y si lo hace el intervalo de espera.


- 72 -

3.2.2 TRÁFICO DE SALIDA

Para evaluar la situación del tráfico de salida se determinarán, tal como se hizo para

tráfico de entrada, los siguientes parámetros:

HC: o capacidad horaria, número de personas que pueden salir de un

determinado edificio en una hora.

5C: o número de personas que pueden salir de un determinado edificio en

cinco minutos

Intervalo i: tiempo de espera

El intervalo está acotado y normalmente se estima que debe estar comprendido entre

40 y 50 segundos. Dado que en la operación de bajada, una proporción importante de

pasajeros, se dirige a la planta baja, en este caso, el número de paradas probables se corrige,

multiplicando el valor obtenido de la tabla 21 por 0,75. Es decir se toma un 75% de las paradas

probables que se tomaban para el tráfico de entrada.

En primer lugar se establece el tiempo que el ascensor permanece parado en un

determinado ciclo. Este tiempo se compone de:

Tiempo de transfer o salida de los pasajeros de la cabina (tt). Se estima en

4 segundos por cada parada. Se calcula multiplicando el número de

paradas probables por 4 segundos. Se añade 0,6 segundos por cada

pasajero que exceda de los 6 pasajeros por parada.

Tiempo de salida de pasajeros en la planta baja (t0). El tiempo se estima


pasajeros es 6, o menor que 6, por cada pasajero que exceda de 6, se

añade la cantidad de 0,6 segundos por pasajero.

Tiempo de apertura y cierre puertas (tp). Se calcula multiplicando el

número de paradas probables en bajada más una por el tiempo unitario de

apertura y cierre. Éste se calcula en función de la anchura de puerta y del

tipo de apertura según la tabla 23.

El tiempo de parada se calcula, introduciendo una ineficiencia de un 10%, mediante la

expresión:

𝑡1 = 1,1 · (𝑡0 + 𝑡𝑡 + 𝑡𝑝)

El tiempo de subida (ts) o tiempo que el ascensor tarda en subir hasta el piso más alto

se calcula entrando directamente en la tabla 22.


- 73 -

El tiempo de bajada (tb) o tiempo que tarda el ascensor en bajar se calcula

multiplicando el número de paradas probables en bajada (75%) por el tiempo de bajada entre

dos paradas probables consecutivas. El tiempo de marcha se calcula mediante la expresión:



𝑡 = 𝑡1 + 𝑡2



𝑡



𝑡


𝑖 =𝑡


3.2.3 TRÁFICO BIDIRECCIONAL

Para evaluar la situación del tráfico en los dos sentidos se determinarán los siguien-tes

parámetros:

HC o capacidad horaria, número de personas que pueden entrar y salir de

un determinado edificio en una hora.

5C o número de personas que pueden entrar y salir de un determinado

edificio en cinco minutos

Intervalo i: tiempo de espera

Mientras que en la operación de subida, el número de paradas probables se toma

directamente de la tabla 21, en la operación de bajada, dado que una proporción importante de

pasajeros, se dirige a la planta baja, el número de paradas probables se corrige, multiplicando

el valor obtenido de la tabla 21 por 0,75. Es decir se toma un 75% de las paradas probables

que se toman para el tráfico de entrada.

Primeramente se establece el tiempo que el ascensor permanece parado en un

determinado ciclo. Este tiempo se compone de:

Tiempo de entrada de pasajeros en la planta baja (t0). El tiempo se estima


pasajeros que entra es 8, o menor que 8, por cada pasajero que entra que

exceda de 8, se añade la cantidad de 0,8 segundos. Por otra parte a este


- 74 -

tiempo se le suma el correspondiente a los pasajeros que salen que se

estima en 8 segundos como tiempo mínimo suponiendo que el número de

pasajeros que sale es 8, o menor que 8, por cada pasajero que sale que

exceda de 8, se añade la cantidad de 0,8 segundos.

Tiempo de transfer de subida de los pasajeros de la cabina (tts). Se estima


paradas probables por 2 segundos.

Tiempo de transfer de bajada de los pasajeros de la cabina (ttb). Se estima


paradas probables en bajada (75%) por 4 segundos. Se añade 0,6

segundos por cada pasajero que exceda de los 6 pasajeros por parada.

Tiempo de apertura y cierre puertas en subida (tps). Se calcula

multiplicando el número de paradas probables más una por el tiempo

unitario de apertura y cierre. Este se calcula en función de la anchura de

puerta y del tipo de apertura (tabla 23).

Tiempo de apertura y cierre puertas en bajada (tpb). Se calcula

multiplicando el número de paradas probables en bajada (75%) por el

tiempo unitario de apertura y cierre. Este se calcula en función de la

anchura de puerta y del tipo de apertura (tabla 23).

El tiempo de parada se calcula, introduciendo una ineficiencia del 10%, mediante la

expresión:

𝑡1 = 1,1 · (𝑡0 + 𝑡𝑡𝑠 + 𝑡𝑡𝑏 + 𝑡𝑝𝑠 + 𝑡𝑝𝑏)

Tiempo de subida (te) o tiempo que el ascensor tarda en subir hasta el piso más

superior. Se calcula multiplicando el número de paradas probables por el tiempo de subida

entre dos paradas probables consecutivas.

Tiempo de bajada (tb) o tiempo que tarda el ascensor en bajar. Se calcula multiplicando

el número de paradas probables en bajada (75%) por el tiempo de bajada entre dos paradas

probables consecutivas. El tiempo de marcha se calcula mediante la expresión:



𝑡 = 𝑡1 + 𝑡2



𝑡


- 75 -



𝑡


𝑖 =𝑡


3.3 ESCALERAS MECÁNICAS Y RAMPAS MÓVILES

Las escaleras mecánicas constituyen sin duda el medio de transporte entre plantas

más eficiente en términos de tráfico. Por este motivo, están presentes en prácticamente todos

los edificios modernos donde este tipo de tráfico es importante. Normalmente, no aparece solo,

sino que se combina con el ascensor y la escalera tradicional, con objeto de distribuir el flujo y

dar al usuario diversas alternativas.

En la tabla 24 se establece la relación entre el ancho de la escalera mecánica y el HC,

o número de pasajeros que es capaz de transportar por hora.

Ancho (mm) HC, N° pasajeros/hora

600 4050

800 6075

1000 8100

Tabla 24. Capacidad de una escalera mecánica estándar.

Igualmente, en una larga lista de edificios de flujo elevado de pasajeros y de forma

creciente, se está instaurando la utilización de andenes móviles. En la Tabla 4.5 se establece la

relación entre el ancho de un andén móvil y el HC, o número de pasajeros que es capaz de

transportar por hora.

Ancho (mm) HC, N° pasajeros/hora

800 6075

1000 8100

1400 13500

Tabla 25. Capacidad de un andén móvil estándar.

3.3.1 TRÁFICO DE SUBIDA

Después de realizar el esquema del edificio, se determina la capacidad que debe tener

la escalera, y según la tabla 24, se determina su ancho.

3.3.2 TRÁFICO DE BAJADA

Se determina el tiempo de bajada según la capacidad horaria de la escalera.


- 76 -

3.3.3 TRÁFICO BIDIRECCIONAL

Se aplican las técnicas vistas anteriormente de forma combinada.

3.3.4 COMBINACIÓN ESCALERA MECÁNICA – ASCENSOR

Ambas instalaciones suelen estar presentes en la gran mayoría de edificios con tráfico

importante entre pisos. La tendencia a utilizar por el usuario uno u otro medio depende

evidentemente del número de pisos superiores. Dicha tendencia puede verse en la tabla 26.

Número de pisos superiores

% usuarios escalera mecánica

% usuarios ascensor

1 90 10

2 75 25

3 50 50

4 25 75

5 10 90

Tabla 26. Utilización de escalera mecánica y ascensor.

3.4 LOS SISTEMAS DE INTELIGENCIA ARTIFICIAL APLICADOS AL TRÁFICO

VERTICAL

El estudio del tráfico vertical en sistemas de ascensores puede verse favorecido por las

ventajas que aportan los sistemas de inteligencia artificial. Cada vez es mayor el número de

aplicaciones que combinan las técnicas tradicionales con éstas de desarrollo más reciente. Las

herramientas basadas en sistemas de inteligencia artificial, al aplicarlas a problemas de

optimización, proporcionan soluciones muy próximas a la óptima y en un periodo breve

comparado con otros métodos de optimización.

Las técnicas basadas en inteligencia artificial que se han aplicado con éxito a

problemas de tráfico vertical son las redes neuronales artificiales, la lógica borrosa y los

algoritmos genéticos. Cada una de ellas es independiente de las otras, aunque pueden

combinarse entre sí y las tres se caracterizan por estar inspiradas en el modo de proceder de la

naturaleza y de los seres vivos.

Los sistemas de control de grupos de ascensores pretenden gestionar la operación

conjunta de varias cabinas para transportar eficientemente a los pasajeros. Habitualmente, el

algoritmo de control se ocupa de la asignación de un determinado ascensor a una llamada de

pasillo que se acaba de producir. Para realizar la asignación se consideran diversas variables

como el tiempo medio de respuesta del sistema de ascensores, el tiempo medio de espera de

los pasajeros y de viaje, el tiempo máximo de espera y de viaje, el número de pasajeros

esperando en cada planta, etc. Además, la eficiencia de la estrategia de control empleada

depende fuertemente del tipo de tráfico existente en cada momento en el edificio


- 77 -

(predominante hacia arriba o hacia abajo, predominante entre plantas), pudiendo darse

diversos patrones de tráfico a distintas horas del día.

La complejidad de los algoritmos que satisfagan éstas y otras necesidades ha

desembocado en la búsqueda de otras herramientas que permitan realizar esta tarea de una

manera más sencilla. Estas herramientas están inspiradas en soluciones que la naturaleza ha

encontrado para resolver complejos problemas.

3.4.1 MODELO DE REDES NEURONALES

Los modelos de redes neuronales artificiales o RNA son sistemas que emulan el

comportamiento del cerebro, pretendiendo reproducir su capacidad en tareas del mundo real a

partir de imitar su estructura. Este tipo de tareas resultan muy complicadas de resolver con una

computadora convencional, donde un único y potente procesador opera en serie. Sin embargo,

nuestro cerebro realiza estas tareas frecuentemente estando constituido por neuronas que

realizan una tarea mucho más simple pero operando millones de ellas en paralelo.

La idea es copiar la estructura del cerebro, creando un sistema que conste de múltiples

procesadores simples (neuronas artificiales) densamente interconectados. Esta arquitectura

dota al sistema de unas propiedades como son: autoorganización, distribución del

conocimiento, capacidad de aprendizaje, procesamiento en paralelo, tolerancia a fallos,

operación en tiempo real, etc.

Los múltiples procesadores elementales se disponen en una o varias capas y se

determina un patrón de conexiones entre las neuronas. Una diferencia al resolver un problema

empleando una RNA en lugar de un ordenador es que una RNA no debe programarse sino que

debe entrenarse. Esto significa que la red aprende a resolver el problema a partir de ejemplos,

asociando unos patrones de entrada con unos de salida que resultarán ser los adecuados si el

entrenamiento ha sido bueno.

Una vez que la red neuronal ha sido debidamente entrenada, lo que suele ser el

proceso más costoso, ya está lista para resolver el problema. Es en este punto donde se

obtiene la característica más atrayente de la red, la capacidad de generalización. Esto quiere

decir que nuestro sistema será capaz de responder adecuadamente ante un conjunto de

entradas que jamás hubiera visto en su etapa de entrenamiento, como si realmente hubiera

aprendido a abstraer las características más importantes entre los datos de entrada.

Debido a que el conocimiento se halla distribuido en toda la red y al procesa-miento en

paralelo, se dota al sistema de otra capacidad impensable en los ordena-dores como es la

tolerancia a fallos en los datos de entrada y en el propio sistema.


- 78 -

3.4.2 MODELO DE LÓGICA BORROSA

Los sistemas basados en lógica borrosa emulan el modo de operar del cerebro cuando

la información es vaga e imprecisa. El mayor campo de aplicación de la lógica borrosa es el

desarrollo de sistemas de control conocidos como FLC (fuzzy logic controller).

La teoría de conjuntos borrosos es una ampliación de la teoría de conjuntos clásica. En

la teoría clásica, la función pertenencia a un conjunto tiene dos posibles valores: verdadero o

falso (1 ó 0). Sin embargo, la pertenencia a un conjunto borroso puede tomar cualquier valor

entre 0 y 1, indicando distintos grados de pertenencia.

Las operaciones entre conjuntos posibilitan la inferencia y la aplicación de reglas

borrosas, del tipo IF... THEN..., pudiendo tomar las proposiciones valores intermedios entre

verdadero y falso.

Un controlador basado en lógica borrosa consta de tres etapas: borrosificación de las

entradas, aplicación de las reglas borrosas y desborrosificación de la salida.

3.4.3 ALGORITMOS GENÉTICOS

Los algoritmos genéticos son métodos adaptativos que se utilizan para resolver

problemas de búsqueda y optimización. Están basados en los procesos genéticos que se dan

en los organismos biológicos.

En la naturaleza, los individuos de una población compiten con los demás por comida,

agua y refugio. Los mejores individuos tienen más posibilidades de supervivencia y de

reproducción, mientras que los más débiles producirán poca o ninguna descendencia. Esto

significa que los genes de los individuos que se adaptaron mejor se extenderán por las

siguientes generaciones. La combinación de estas buenas características de diferentes

progenitores puede hacer que los hijos tengan mejor adaptación que los padres, haciendo que

la especie evolucione adaptándose mejor a su entorno.

Los algoritmos genéticos trabajan con una población de individuos en la que cada uno

representa una posible solución a un problema dado. A cada individuo se le asigna una

puntuación de idoneidad, según lo buena solución que represente. Los individuos con mayor

puntuación reciben mayores oportunidades para reproducirse al cruzarse con otros individuos.

Una nueva población de posibles soluciones se origina a partir de la selección de los mejores

individuos y su emparejamiento. La nueva generación contiene una mayor proporción de las

características que poseían los mejores miembros de la generación anterior. Siguiendo este

proceso, tras muchas generaciones las mejores características se han extendido a toda la

población, mezclándose e intercambiándose con otras buenas características. De este modo

se exploran las zonas más pro-metedoras del espacio de búsqueda.


- 79 -

Los algoritmos genéticos no garantizan que se encuentre la solución óptima global,

pero sí que resultan una buena técnica encontrando soluciones aceptables en un tiempo

también aceptable.

El objetivo de aplicar algoritmos genéticos en tráfico vertical es optimizar algunos de los

parámetros que emplea un controlador de un grupo de ascensores para minimizar el tiempo

medio de espera de los pasajeros.

Se ha comprobado que con el uso de algoritmos genéticos para la optimización de un

controlador se reduce entre un 10 y un 15% el tiempo medio de espera de los usuarios en

situaciones de tráfico intenso, comparado con el mismo controlador sin optimización.

03 transporte vertical

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