Rodo

La aparición del ascensor:

 En 1780 Oliver Evans inventa en los EE.UU. el elevador, un ascensor para el transporte continuo de cargas en molinos y minas, para descargas en buques o para llenar silos. El principio fundamental de dicho invento lo constituye una cadena sin fin, de la penden a intervalos regulares cangilones .

En la parte inferior del dispositivo estos últimos pasan por la mercancía que hay que elevar, cargándola. En el punto superior, donde se modifica el sentido de la marcha, los cangilones se vacían a consecuencia de la acción de la gravedad. A pesar de haber transcurrido un largo lapso desde la antigüedad no se registra ninguna novedad importante.

En el aspecto del material, la tecnología del hierro y del acero anunciaban un futuro con estructuras rígidas y resistentes que iban a desplazar a la clásica viga de madera.

En 1830 se pone en servicio un montacargas accionado por una máquina en Derby (Inglaterra). En el West Riding de Yorkshire, en 1840, se dan todavía tornos para elevar pesos a mano, utilizándose esta técnica para variadísimas operaciones de elevación y transporte, incluyendo la elevación de la tierra de las excavaciones de los túneles de ferrocarril. El tambor de cable horizontal de 3.5 a 5 metros de diámetro, alrededor del cual daban vueltas los caballos fue sustituido sólo gradualmente por un torno movido, por lo general, por una máquina de vapor vertical, de baja presión y un solo cilindro.

Merece la pena mencionar el ascensor “Teagle” desarrollado en Inglaterra en 1845. Este elevador accionado hidráulico contemplaba ya el concepto de la polea de tracción con contrapeso, aspecto que se aplica hoy en nuestros días a la gran mayoría de los ascensores. El accionamiento era llevado a cabo por los propios usuarios que desplazaban el cable manualmente desde la cabina.

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

En el año 1854 Elisha Graves Otis hizo una demostración pública en el Palacio de Cristal de Nueva York, elevando su ascensor a una cierta altura y cortando el cable de sustentación, mostrando la seguridad de su aparato.
Su ascensor hidráulico disponía de un sistema de seguridad consistente en una cabina con trinquetes que unos resortes obligaban a engranar con muescas dispuestas a los lados del foso del ascensor en el momento que rompía el cable.

El 23 de marzo de 1857 el americano Elisha Otis instaló el primer ascensor para personas en los grandes almacenes E. V. Haughwout & Co. en la ciudad de Nueva York. Era movido por una máquina de vapor, el edificio tenía cinco plantas e iba dotado con un equipo de elevación apto para 450 Kg a 0,20 metros/ segundo.

En 1867 el francés Leon Edoux presentó en la Exposición Universal de París un aparato elevador que utilizaba la presión del agua para elevar una cabina montada en el extremo de un pistón hidráulico.

El ascensor Edoux tuvo una gran difusión por todo el mundo, sobre todo cuando se multiplicaron sus posibilidades de velocidad y recorrido, con un perfeccionamiento del sistema que se denominó de acción indirecta, en el que el émbolo no impulsaba la cabina directamente, sino un juego de poleas o una cremallera y un tambor que enrollaba y desenrollaba uno o varios cables de los que se suspendía la cabina.

Simultáneamente, Europa inicia su andadura en la industria de la elevación vertical fundándose en 1874 la empresa Schindler, construyéndose el primer ascensor en 1876 para la Oficina de Correos de Londres.

El primer ascensor o elevador de pasajeros se instaló en Estados Unidos, en un comercio de Nueva York. En la década de 1870, se introdujo el ascensor hidráulico de engranajes de cable.

En 1878 se utilizo por primera vez el ascensor hidráulico, utilizando agua en lugar de vapor, para simplificar las instalaciones y conseguir mayores velocidades y reecorridos.

En 1880 el inventor alemán Werner von Siemens introdujo el motor eléctrico en la construcción de elevadores. En su invento, la cabina, que sostenía el motor debajo, subía por el hueco mediante engranajes de piñones giratorios que accionaban los soportes en los lados del hueco. En 1887 se construyó un ascensor eléctrico, que funcionaba con un motor eléctrico que hacía girar un tambor giratorio en el que se enrollaba la cuerda de izado. En los siguientes doce años empezaron a ser de uso general los elevadores eléctricos con engranaje de tornillo sin fin, que conectaba el motor con el tambor, excepto en el caso de edificios altos. Los ascensores eléctricos se usan hoy en todo tipo de edificios.

El primer ascensor eléctrico, que funcionó normalmente en un edificio de viviendas, fue instalado en 1889, por los hermanos Otis en el Baurest Building de Nueva York, movido por un motor de corriente continua.

En 1903, Otis introdujo lo que se convertiría en la columna vertebral de la industria del ascensor: el ascensor eléctrico a tracción sin engranajes, cuya realización demostró sobrevivir al propio edificio. Esto impulsó la era de la edificación de gran altura, con edificios tan representativos como el Empire State Building.

El ascensor eléctrico, tuvo desde sus comienzos un gran éxito, por su menor coste de instalación y funcionamiento, pero tenía el inconveniente de la poca precisión de sus paradas. Este defecto fue corregido totalmente con la instalación de los grupos de regulación de velocidad Ward Leonard, que todavía se utilizan en la actualidad como veremos más adelante.

En 1904 se instaló en Des Moines, IOWA (U.S.A.), el primer ascensor con polea de adherencia, en sustitución del tambor de arrolla- miento, cuyo diámetro y longitud resultaban excesivos, cuando los recorridos del ascensor eran importantes, asi se instalaron las primeras máquinas sin engranajes y estos desbancaron los hidráulicos.

En 1907, se instaló en el Singer Building de Nueva York, el primer ascensor de tracción directa, es decir sin grupo reductor, que funcionaba a una velocidad de 4 m/s, en un recorrido de 185 m

Durante esos mismos años, se había perfeccionado el motor de corriente alterna inventado en 1888, hasta conseguir ese motor sencillo, robusto, económico y seguro, de universal aplicación en la industria moderna. El motor de corriente alterna, aplicado a los ascensores de pequeña y media velocidad, permitió abaratar aún más el ascensor y universalizar su empleo en toda clase de edificios.

Estos nuevos ascensores, rápidos y con límites de altura elevadísimos, causaron la revolución de los rascacielos. Su funcionamiento era tan bueno, que hasta el 1948 se siguieron usando.

Paralelamente al desarrollo de los sistemas de tracción, se han desarrollado los sistemas de maniobra, desde la manual, utilizada en los primitivos ascensores a vapor e hidráulicos, hasta las maniobras automáticas de los ascensores modernos.

También los dispositivos de seguridad, se han perfeccionado hasta conseguir hacer del ascensor una de las máquinas más seguras, inventadas por el hombre.

El WorldTrade Center en Nueva York (EEUU), con sus dos torres de 110 pisos, tiene 244 ascensores o elevadores con capacidades de hasta 4.536 kg y velocidades de hasta 488 m/min. El edificio Sears-Roebuck en Chicago, de 110 pisos, tiene 109 ascensores con velocidades de hasta 549 m/min.

Actualmente un complejo sistema de comandos y contactos gobiernan los ascensores que usamos a diario. Las computadoras han invadido los sistemas de control haciendo cada viaje en ascensor mas confortable y seguro. Tener diez ascensores conectados trabajando en grupo se reduce a complejos programas de computadoras en lugar de enormes tableros con millones de reles.

En la actualidad todos los ascensores utilizan la energía eléctrica como fuente de alimentación de sus motores y para el reglaje de sus paradas, así como sistemas electrónicos que regulan las maniobras a realizar. No obstante podemos encontrar tres variantes fundamentales, en lo que a sistemas mecánicos de elevación se refiere, aplicados en función de las necesidades de uso o de las características de los edificios en que se instalan.

El vapor como sistema de traccion:

Desde comienzos del siglo XVII, se utilizaba como combustible el carbón mineral. Las minas de las que extraía el carbón se inundaban frecuentemente y el agua era extraída mediante bombas accionadas por caballos.

En 1712, se utilizo por primera vez una bomba impulsada por un motor de vapor, diseñado por Thomas Newcomen.

James Watt en 1769 le realizo modificaciones y logro un motor rendimiento. La maquina de Watt se utilizo hasta 1784 para desagotar minas.

A medida que las maquinas de vapor eran más seguras y eficientes, comenzaron a ser usadas para el transporte.

Solo cuando James Watt inventó la máquina de vapor comenzó a considerarse la posibilidad de utilizar esta forma de energía para los dispositivos de elevación, haciéndose uso de ella por primera vez para subir el mineral desde el fondo de una mina de carbón hacia el año 1800. A principios del siglo XIX hicieron su aparición grúas movidas por máquinas de vapor que se usaban básicamente para el transporte vertical de carga, solo ocasionalmente de personas.

En 1840 se consiguió aumentar la eficacia con la introducción de cables de alambre que eran no solo mas fuertes sino también menos expuestos a retorcerse que los de cáñamo. Pero la extracción mecánica de las minas siguió siendo lenta a la par que desaprovechaba el vapor y fue difícil idear algún tipo de contrapeso satisfactorio para que el peso variable de la cuerda colgante según que la carga subiera o bajara dentro del pozo.

En 1850,  se utilizan por primera vez en Estados Unido montacargas movidos por vapor, instalándose en ese mismo año el primer sistema de corona y tornillo sin fin para mover un gran tambor de arrollamiento. 

Las grúas modernas utilizan generalmente los motores de combustión interna o los sistemas de motor eléctrico e hidráulicos para proporcionar una capacidad de elevación mucho mayor, aunque las grúas manuales todavía se utilizan donde es poco rentable disponer de energía.

Gato Mecánico

Un gato mecánico de husillo o de tornillo tiene amplias aplicaciones en diferentes tipos de industrias. Este mecanismo consta de dos elementos principales:

1. Husillo elevador, generalmente de rosca trapecial.

2. Engranaje tornillo sinfín-corona.

El funcionamiento del gato es el siguiente: el giro del tornillo sinfín (que está conectado a un motor eléctrico) hace que gire solidariamente con él la corona; a su vez, el giro la corona genera el movimiento lineal del husillo, dado que esta roscado en el interior de esta, produciéndose de esta manera el movimiento lineal de elevación. 

Gato Hidráulico

La primera patente de un gato hidráulico fue sacada en 1812 por Joseph Bramah, ingeniero inglés. El principio consiste en usar el agua (u otro fluido) para levantar pesos. Un gato hidráulico tiene un cilindro en la base con un pistón, y el agua (o a veces aceite) se bombea en el fondo del cilindro.

 A medida que entra el líquido, el pistón se ve forzado hacia arriba. Para bajar el pistón, se libera el líquido mediante una válvula. Con base en el gato hidráulico, William Armstrong construyó en 1847 una grúa hidráulica para su empleo en los muelles en Newcastle. El Great Eastern, enorme navío diseñado por el ingeniero Brunel, fue botado en 1858 gracias a 18 gatos hidráulicos. 

Spreader

En el transporte de contenedores en puertos y terminales ferroviarias, se conoce como spreader al sistema elevador con que se manejan los contenedores que cumplen con la norma ISO.

Se suele tratar de marcos telescópicos que se ajustan a la longitud del contenedor (20', 30', 40' o 45') (spread en inglés "extender", "desplegar") y se acoplan a las cuatro esquinas superiores del contenedor, cerrándose con la ayuda de los twistlocks. También se denomina spreader a elevadores de contenedores que no son ajustables.

Muchos spreader cuentan con una especie de «aletas», conocidas como flippers que se pueden cerrar y que permiten centrar el spreader cuando se colocan sobre el contenedor. El operario de la grúa puede cerrar los flippers hacia abajo o hacia arriba.

También se denomina spreader al dispositivo de la carretilla pórtico que se utiliza para trasladar contenedores en las terminales. Al margen de los spreaders que toman el contenedor desde arriba, también hay sistemas que toman los contenedores vacíos de forma lateral, los sidelifters.1

También hay spreader que se utilizan en «modo twin» (twin en inglés significa "gemelo"). Estos sistemas permiten manejar dos contenedores de 20' a la vez, como si se tratara de un solo contenedor de 40' o poco más. El hueco entre los contenedores se puede regular de forma progresiva hasta que se alcanza una longitud total de 40' o 45'. Este sistema permite reducir el tiempo de carga o descarga de los barcos.