Los esfuerzos de un ascensor

La arquitectura tiende a ser inmóvil, busca el equilibrio estático. A veces una cubierta es móvil, mediante un sistema mecánico, pero si la gente no tiene porqué moverla no lo hace, y ahí queda, en alguna de las partes de su movimiento. La arquitectura es movimiento congelado, y tal vez es parte de sus limitaciones, casi un defecto: tal vez debería acompañarnos, ser móvil, como las luces automatizadas del corredor de las bibliotecas, cuando siguen al visitante, y se prenden y apagan, dejando un sector en penumbras. Movimiento constante. Las cosas móviles que nos acompañan son los sistemas de transporte. Los vehículos, los buses, los trenes. Y a escala habitacional lo que se mueve es el ascensor, los sistemas de elevación vertical.

Eléctricos e hidráulicos 
Existen ascensores de dos tipos: el ascensor eléctrico y el ascensor hidráulico, también llamado oleodinámico. El ascensor eléctrico, o electromecánico, considera cabina, contrapeso, y motor eléctrico. Funciona con un sistema de guías verticales, y elementos de seguridad, como un amortiguador en el foso, y un limitador de velocidad, que activa un sistema de paracaídas, y detiene el ascensor en el caso de emergencia.
Explicación de ambos sistemas, link: http://jorgeconstructor.blogspot.com/2013/04/ascensores.html

Los ascensores hidráulicos contemplan un motor eléctrico acoplado a una bomba, que impulsa aceite a presión por válvulas de maniobra y seguridad, desde un depósito a un cilindro, cuyo pistón sostiene y empuja la cabina, para ascender. En el descenso se vacía el pistón a través de una válvula con gran pérdida de carga, para que ocurra suavemente. Así el ascensor oleodinámico solo consume energía en el ascenso. Sin embargo, la que gasta es cuatro veces superior, por lo que el resultado es que, por lo general, consume más o menos el doble que los eléctricos. Este tipo de ascensor, no tiene contrapeso. La maquinaria y depósito pueden disponerse en cualquier lugar, situándose a una distancia de hasta 12 m del hueco del mismo, con lo cual permite más posibilidades de instalación en lugares con limitación de espacio. Son los más seguros, más lentos y los que más energía consumen, aunque los más indicados para instalar en edificios sin ascensor.
http://www.grupowalker.com/ascensores/oferta.htm 

Ascensores panorámicos: un mirador
Sin duda, son los más atractivos, al transformarse en mirador, y también tienen buen efecto en las fachadas, pudiendo incorporarse creatividad, tecnología, materialidad. Por seguridad, debe usarse en éstos vidrio inastillable o policarbonato, de 6 a 13 mm de espesor. También debe considerarse cristal tintado dependiendo de la orientación al sol, así un tema importante es el control de temperatura y ventilación.

http://continuingeducation.construction.com/article.php?L=14&C=220&P=2

Los esfuerzos de un ascensor y la invención del ascensor de seguridad 
La persona siempre debiera tener claro la importancia de la fuerza de la naturaleza, que apenas se emula. La tecnología es como un fantasma, una emulación. Es optimizadora de esfuerzos, mera envolvente de los actos de siempre, de creencias, y valores. Comprender el invento lleva a situarnos ante el requerimiento, y las primeras personas que lo conciben. El estadounidense Elisha Graves Otis (1811 – 1861) es uno de los pioneros en concebir un aparato elevador. En 1852, crea un dispositivo de seguridad que da lugar a ascensores seguros, al evitar la caída y frenar en caso de rotura del cable. Gracias a esta seguridad, llega la incorporación del ascensor a la vida cotidiana.

Sistema de "cuñas"
En 1854 Graves Otis hace una demostración pública, en el Palacio de Cristal de Nueva York: elevando su ascensor, y cortando el cable de sujeción, muestra la seguridad de su aparato, a través de un freno de emergencia. 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 hueco del ascensor, en el momento que se rompe el cable.

Ascensores de última tecnología: el ascensor más rápido

http://eltipografo.cl/2014/04/empresa-japonesa-creara-el-ascensor-mas-rapido-del-mundo-89-plantas-en-43-segundos/ 
http://alt1040.com/2014/04/hitachi-ascensor 
http://www.bbc.co.uk/mundo/noticias/2014/04/140422_curiosidades_ascensor_rapido_ng.shtml 
Optimizándose, economizando espacio, las construcciones en la ciudad buscan verticalidad, luego los ascensores deben ser cómodos, y rápidos. La empresa japonesa Hitachi, en cuanto a últimas tecnologías, ha presentado recientemente su nuevo ascensor, el más rápido del mundo. Este recorrerá 440 metros entre la primera y la última planta del edificio Guangzhou CTF Finance Centre, de China, en menos de 43 segundos, o lo que es lo mismo, a 72 kilómetros por hora (1.200 metros por minuto). Ha sido presentado como parte del edificio, que estará terminado en 2016. Para el funcionamiento, se emplea una avanzada tecnología de frenado: garantizando seguridad activa frenos de emergencia, en caso de velocidad excesivamente alta. Estos frenos han sido construidos con materiales resistentes al calor. Además, la tecnología evitará la vibración lateral y se ha prevenido los posibles problemas de oídos, que puede ocasionar el cambio de presión, con un sistema propio que reduce la presión del aire en la cabina.

El tema de las poleas 
Como al empezar este artículo, a menudo hablamos del impulsor de la fuerza, o de la fuerza aplicada, pero no hablamos de las poleas, de elementos facilitadores de la energía. Las poleas posibilitan un mejor trabajo, de diferentes formas, al igual que los sistemas de palancas. Los sistemas de poleas, como bloques y trastos polipastos de buques, que se doblan en la cuerda para obtener ventaja mecánica, o las poleas de elevación de los garajes, posibilitan que la fuerza de entrada necesaria sea menor de lo que sería sin éstas. Las poleas pueden incluso facilitar el trabajo solo cambiando la dirección de un esfuerzo de tracción.

http://www.ehowenespanol.com/facilitan-poleas-sobre_127483/ 

Tensoestructuras: la polea y cables de tensión y suspensión 
La historia del ascensor se inicia con la invención de la polea por Arquímedes, matemático del siglo III a.C. Esta se puede disponer de distintas formas (simple fija, simple móvil, polipasto), transmitiendo fuerzas de forma diferente. Así los primeros prototipos usaban sistemas de poleas para elevar mercancías, como montacargas. La mayoría de los ascensores modernos, por su parte, utilizan el sistema de polea de tracción, con contrapeso, para minimizar el esfuerzo del motor. Contemporáneo, el rey Hierón quería transportar diferentes estructuras. Así pretendía la construcción de una gran flota, e hizo construir la mayor nave de su época, la Syrakosa, que pesaba 4.200 toneladas y que en el momento de su inauguración encalló. Ante ésto, acude a Arquímedes, quien inventa las poleas compuestas y un sistema de cuerdas que, junto con palancas apuntaladas en varios puntos de la quilla de la nave, lograron ponerla a flote, para sorpresa de Hierón. Las poleas compuestas estaban basadas en el sistema de palanca.

Cálculo de poleas: el trabajo de la energía 
Para entender las variables, el producto de la fuerza y la distancia sobre la cual se aplica la fuerza, es una medida de la energía requerida para un trabajo. La fórmula del fenómeno es: "trabajo es igual a la fuerza por distancia". Así, aunque el producto "trabajo" es constante, la fuerza y la distancia pueden variar de forma inversa, y las poleas pueden aumentar la distancia. Debido a la constancia de la energía necesaria, la fuerza de entrada, que se necesita aplicar, disminuye.

Energía y tensoestructura 
Lo último a mencionar en el presente artículo, y que se extrae de este fenómeno, se vincula directamente al tema de las tensoestructuras, que comparten el uso virtuoso de este tipo de elementos transmisores de energía, siendo interesante apreciar su despiece. En la obra, quedan a la vista, junto con la membrana o piel que se tensa, forman parte significativa del proyecto. Son parte de éste, siendo que a veces pesan poco, o son relativamente pequeños.
Un documento interesante sobre detalles de tensoestructuras es:
http://upcommons.upc.edu/e-prints/bitstream/2117/15512/1/PONENCIA_LLORENS.pdf 

Despiece: el cable y su mecánica 
Los detalles constructivos de las tensoestructuras no constituyen aún una disciplina conocida, y documentada, a pesar de que forman parte elemental del diseño, y son gravitantes en el resultado. Cómo optimizan la mecánica, o bien actúan por contraste, destacándose, es un tema del cual aún hay mucho que escribir. Los arquitectos en general todavía no trabajan mucho con la tracción. Se puede vivir una vida entera trabajando principalmente a compresión, pero la vida moderna es la que trae la inclusión de nuevas fuerzas, que se encuentran, y equilibran de nuevas formas. Siempre en movimiento.

Existen notables referentes de proyectos que recurren a elementos metálicos de sujeción de tensoestructuras. Terminal marítima de Alicante. J.Lastra, G.Capellán & R.Miñana, 2003. (arriba, izquierda)

Ejemplo de solución de esquina, donde se prevén las arrugas: cables de borde transmiten las cargas a los mástiles exteriores mediante terminales de horquilla. Las cintas de refuerzo estiran la membrana en la dirección del cable, impiden que se arrugue y transmiten los esfuerzos tangenciales. Obsérvese que ambos (terminales de los cables y las cintas) están articulados a la placa de esquina, apoyada y articulada al mástil exterior.
Fuente:
http://upcommons.upc.edu/e-prints/bitstream/2117/15512/1/PONENCIA_LLORENS.pdf 

Ejemplo de conectores al cable exterior con tensores regulables, que permiten calibrar la separación, punto por punto (Renzo Piano, Ove Arup & Canobbio, 1991)
Fuente:
http://upcommons.upc.edu/e-prints/bitstream/2117/15512/1/PONENCIA_LLORENS.pdf

Ejemplo de utilización de capas para mejorar el acondicionamiento térmico y el comportamiento acústico. Aeropuerto de Bangkok: interior y detalle constructivo. Murphy & Jahn, Arquitectos, W.Sobek, Ingeniero, 2006.

Links interesantes sobre el trabajo mecánico en tensoestructuras:
http://www.basestructures.com/blog-posts/tensile-guide/your-questions-answered-how-tensiles-work.html 

Interesante página de despieces:
http://sites.upc.es/~www-ca1/cat/recerca/tensilestruc/portada.html 

Así como la tracción cumple una función en un elemento acotado, como el elevador, puede cumplirla a nivel de partido general, en un proyecto constructivo, con todos sus círculos virtuosos: creatividad, tecnología, desarrollo, aporte a la ciudad, etc.