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Cristian Vallejo González Página 1 El presente proyecto se ha realizado bajo la dirección de la empresa ISAMAT, dedicada en especial al diseño de ascensores. El trabajo que se ha realizado en este proyecto consiste en la generación del procedimiento que se puede seguir a la hora de realizar el diseño de una instalación de transporte vertical, para que cumpliendo la normativa vigente la solución propuesta sea factible. El documento contiene una descripción de las tipologías de ascensor más usuales en la actualidad, así como los componentes generales y propios de cada tipo de ascensor. Hemos implementado en el proyecto una lógica de decisión basada en la experiencia adquirida, para determinar las cuestiones esenciales como son el grupo tractor utilizado, el chasis que tendrá nuestro ascensor, tipo de suspensión, distancia del último piso al techo del hueco, profundidad de foso, velocidad etc. Se ha interpretado la norma UNE –EN 81 y todo lo relativo a dimensiones normalizadas se ha esquematizado en figuras aclaratorias de manera que sea más dinámica la comprobación de la norma. La lógica de decisión ha de servir como ayuda para el proyectista sin tener carácter obligatorio, mientras que si lo son los puntos donde se hable de distancias reglamentarias. Parte de esta lógica estará dedicada a la reducción del espacio necesario en el hueco desde la perspectiva de planos en planta, para el caso concreto de ascensores eléctricos, puesto que en los hidráulicos hay poco margen de maniobra al estar ajustados de espacio al máximo. Se recomendará un itinerario de ajuste o sustitución de elementos en función de coste económico. Se han automatizado los cálculos referentes a guías, adherencia, factor de seguridad de cables, reacciones en el foso, pesas contrapeso e instalación hidráulica, mediante una hoja Excel como ayuda al itinerario de reducción de espacio. Por último se incluyen en Anexos la distribución de cargas en la cabina, el expediente técnico real correspondiente al proyecto de un ascensor eléctrico sin cuarto de máquinas y el esquema de lo obtenido en Excel. Cristian Vallejo González Página 2 Leyenda Para dinamizar la lectura del proyecto se han sido introducido diversos símbolos los cuales se explican a continuación: La doble flecha indica distancia entre los componentes situados a cada lado, si aparece la H se entenderá que corresponde a una distancia horizontal y si aparece V se entenderá que corresponde a una distancia vertical. Es un elemento condicional, la condición dará una salida u otra. Son las salidas del elemento condicional si la condición se cumple la salida será una flecha verde y si no se cumple será roja. Significa que lo expuesto a continuación ha de cumplirse puesto que la norma lo recoge. Mostraremos este elemento en las figuras donde se pueda dudar de la obligatoriedad de lo redactado. Cristian Vallejo González Página 3 Índice: 1. Introducción ......................................................................................................... 4 2. Componentes........................................................................................................ 5 3. Protocolo para el diseño de la instalación. ............................................................ 7 3.1. Primera toma de decisiones. ...................................................................................... 7 3.2. Superficies máximas y mínimas de cabina. ............................................................... 11 3.3. Determinación de dimensiones de cabina. ............................................................... 13 3.3.1. Disposición 1 ............................................................................................................................ 16 3.3.2. Disposición 2. ........................................................................................................................... 21 3.4. Parte superior del hueco .......................................................................................... 28 3.4.1 .Con cuarto de maquinas .......................................................................................................... 29 3.4.2. Sin cuarto de maquinas ........................................................................................................... 30 3.5. Foso ........................................................................................................................ 35 3.6. Cuarto de maquinas ................................................................................................ 39 3.7. Guías, fijaciones, kit de bloqueo. ............................................................................. 43 3.7.1. Altura kit de bloqueo. .............................................................................................................. 43 3.7.2. Longitud tramo de guía inicial. ................................................................................................ 44 3.7.3. Obtengo la longitud de guía de cabina desde el último piso. .................................................. 45 3.7.4. Obtengo longitud último tramo guía cabina parte superior.................................................... 45 3.7.5. Obtención de distancia entre fijaciones en la parte superior. ................................................. 46 3.8. Cabina ..................................................................................................................... 47 3.9. Iluminación ............................................................................................................. 48 3.10. Ventilación ............................................................................................................ 49 3.11. Puertas y trampillas ............................................................................................... 49 4.Conclusiones ........................................................................................................ 51 5.Blibiografía ......................................................................................................... 52 Anexos ................................................................................................................... 52 Anexo 1. Componentes .................................................................................................. 52 Anexo 2. Tipologías de ascensor ..................................................................................... 64 Anexo 3. Cabina y distribución de cargas ........................................................................ 74 Anexo 4. Expediente técnico .......................................................................................... 76 Anexo 5. Hojas de cálculo Excel ...................................................................................... 87 Cristian Vallejo González Página 4 1. Introducción Objeto: El principal objetivo del proyecto, es proporcionar un procedimiento de instrucciones técnicas a seguir para obtener el diseño de toda la instalación del transporte que se desea realizar y los planos de instalación del ascensor. Es decir se hará de manera general incluyendo diferencias entre los distintos tipos de ascensor. El presente proyecto está dirigido a solventar problemas dimensionales en huecos reducidos, de manera que el protocolo nos guiara en el diseño del ascensor en función del hueco disponible. En el proceso de diseño de un ascensor hay una gran correlación entre los distintos elementos que lo conforman, de manera que el cambio de un determinado elemento provocará controversia en los correlacionados a él, haciendo necesario comprobar en cada cambio que no hay interferencia entre las partes móviles. Queremos que estas instrucciones formen parte de una metodología que permita de manera rápida y automática tener definidas todas las medidas propias del ascensor y del hueco evitando errores comunes que contradicen la normativa. Alcance: El protocolo, está dirigido en especial a proyectistas, el itinerario de diseño del ascensor plasmado en el protocolo guiará al ingeniero para determinar el diseño general de la instalación y la disposición de los elementos que conforman el ascensor. Al igual nuestro protocolo puede dar un buen servicio a un comercial a la hora de presupuestar un ascensor, pues no es necesario tener demasiados conocimientos técnicos, simplemente seguir los pasos en la toma de decisiones. Nuestro trabajo parte de la información obtenida a partir del programa DigiPara Liftdesigner, el programa permite la configuración de distintos tipos de ascensor y nos muestra una vez finalizado el diseño, las controversias con la norma. Nos a poyamos en la norma UNE –EN 81-1:2001 + A3 y UNE –EN 81-2:2001 + A3 así como en diversos expedientes técnicos proporcionados por la empresa ISAMAT, en la cual se ha realizado el proyecto. Cristian Vallejo González Página 5 Forma de abordar el problema: Si el ascensor a instalar no entra en las dimensiones del hueco, se re direccionará al proyectista al cambio de los diversos elementos y medidas de los mismos, intentando ahorrar el máximo espacio posible, teniendo en cuenta como primer criterio el coste, obteniendo de esta manera un diseño optimizado. 2. Componentes En este apartado se mencionan los componentes que son comunes en un ascensor tanto hidráulico como eléctrico, cada componente será descrito en el anexo 1. Componentes genéricos Guías. Fijaciones de guía y grapas. Bastidor o chasis de cabina. Limitador de velocidad. Cabina. Apoyos en las guías. Paracaídas. Amortiguadores. Otros elementos de seguridad instalados son: Detector electrónico de puertas. Detector de temperatura máxima del motor. Dispositivos de final de recorrido. Pesacargas. Dispositivos de enclavamiento de las puertas. Iluminación de seguridad e indicaciones en cabina. Conexión a tierra de la instalación eléctrica. Cristian Vallejo González Página 6 Figura 1.Ascensor hidráulico Figura 2.Ascensor eléctrico Componentes del hidráulico Depósito: Donde se almacena el aceite y se sumerge la motobomba Motobomba: bomba sumergida y accionada por un motor eléctrico. Canalizaciones: Conductos rígidos o flexibles que llevan el aceite hasta el cilindro. Válvula: Dispositivo de seguridad situando entre el depósito y el cilindro. Cilindro. Figura 3.Componentes del ascensor hidráulico. Cristian Vallejo González Página 7 Componentes del eléctrico. Figura 4.Circuito de tracción Polea desviadora Poleas de tracción Cables de tracción Motor eléctrico Freno electromecánico: Contrapeso 3. Protocolo para el diseño de la instalación. 3.1. Primera toma de decisiones. A continuación presentamos un flujograma que nos ayuda a la toma de decisiones inicial, teniendo en cuenta el número de plantas, la carga y el recorrido. Cristian Vallejo González Página 8 Tal como se ha comentado en el resumen del proyecto, la lógica implementada en este apartado es de carácter no obligatorio, pero si debe servir como ayuda en la fase de anteproyecto. Puesto que según las necesidades especificas de cada caso concreto, las posibilidades son muchas, se presenta el siguiente flujograma para que de manera general ayude a resolver las primeras fases del anteproyecto de cada caso. Cristian Vallejo González Página 15 Cristian Vallejo González Página 16 3.3.1. Disposición 1 Profundidad cabina Si observamos el caso concreto que nos ocupa representado en la imagen inferior de manera simplificada, podemos ver que los elementos que pueden interferir en esta dimensión son relativos al contrapeso y a las puertas de acceso. Figura 14. Datos de partida; Para comprobar que nuestra cabina no va a interferir en profundidad con el hueco, necesitamos definir las dimensiones de los componentes mencionados y su ubicación dentro del hueco además de otros parámetros. En la tabla inferior se observan todos los datos necesarios: Figura 15. Tabla datos del contrapeso. Nos servimos de la ayuda de las figuras 16 y 17, que de forma aclaratoria muestran a qué medidas se refieren esos parámetros, además de criterios de selección: Cristian Vallejo González Página 17 Figura 16. Aclaración datos contrapeso. Figura 17. Tabla elección factor de impacto. Una vez seleccionados los datos de la tabla, se introducen en el archivo excel mencionado y como salida tendremos la validación de la guía, es decir nos dirá si con los datos seleccionados la guía elegida cumple con nuestros requerimientos. Iteraremos con el tipo de guía hasta que se valide. En la siguiente vista de planta del ascensor esta vez más detallada, se señalan las dimensiones relativas a los elementos conflictivos mencionados antes, además de las limitaciones de medidas concretas a respetar. Las medidas a respetar son las siguientes: Saliente de puerta: ≤ 30 mm Distancia entre pisaderas : ≤35 mm Cristian Vallejo González Página 18 Distancia entre puertas : ≤120 mm. Ahora que hemos comprobado que la norma se cumple, comprobamos que la cabina entra dentro del hueco en esta dimensión con la siguiente fórmula: Fórmula 1 Profundidad necesaria hueco = Profundidad de cabina + (≤30) +(≤35) + 25+(≥30)+ +pisadera +jamba + Profundidad soporte CWT. Distancia Soporte – Cabina: ≥30 mm Grosor pared cabina: Lo normal es usar 25 mm. Pisadera +jamba: 140 mm. Pisadera=90 mm; Jamba =50 mm. Figura 18. Plano planta, profundidad cabina. Cristian Vallejo González Página 19 Anchura cabina. Si observamos el caso concreto que nos ocupa representado en la imagen inferior de manera simplificada, podemos ver que los elementos que pueden interferir en esta dimensión son relativos a las guías, los soportes de las mismas y el chasis. Figura 19. Al igual que antes precisamos de determinados datos para poder seleccionar las guías, cuya dimensión es muy influyente en esta dimensión. Figura 20. Tabla datos de la cabina. En la siguiente imagen se aprecia una cabina y las guías de la misma, se muestra la siguiente imagen para esclarecer dudas sobre las cotas necesarias para el cálculo: Cristian Vallejo González Página 20 Figura 21. Aclaración datos cabina. Para determinar la posición de la puerta, deberemos saber el paso libre de la puerta y la posición de las puertas de los pisos en relación al hueco. El resto de distancias están relacionadas entre sí, según se puede ver en el anexo 3. En la figura 22, se señalan las dimensiones relativas a los elementos conflictivos mencionados antes. Fórmula 2 Anchura necesaria hueco= =ANCHURA CABINA+2*(Anch.Guía) + 2*(medida soporte guías)] +2*(dist. guía-pared cabina)+50. =2*(Anch.Guía) + Distancia entre guías +2*(dist. guía-pared cabina). Cristian Vallejo González Página 21 Figura 22. Plano planta anchura cabina. 3.3.2. Disposición 2. Profundidad cabina. Si observamos el caso concreto que nos ocupa representado en las figuras 23 y 24 de manera simplificada, podemos ver que los elementos que pueden interferir en esta dimensión son relativos a las puertas, tanto si tiene un acceso como si tiene dos. Figura 23 Figura 24 Doble embarque. En la siguiente vista de planta del ascensor esta vez más detallada, se señalan las dimensiones relativas a los elementos conflictivos mencionados antes, además de las limitaciones de medidas concretas a respetar. Las medidas a respetar son las siguientes: Saliente de puerta: ≤ 30 mm Cristian Vallejo González Página 22 Distancia entre pisaderas : ≤35 mm Distancia entre puertas : ≤120 mm Ahora que hemos comprobado que la norma se cumple, comprobamos que la cabina entra dentro del hueco en esta dimensión: Fórmula 3 Profundidad necesaria hueco= Profundidad cabina+2*(≤30)+2*( ≤35)+2*140 140=Pisadera + Jamba. Pisadera=90 mm; Jamba= 50 mm. Figura 25. Plano planta profundidad cabina, doble acceso. Simple embarque. La única diferencia que tenemos con el de doble embarque es que en este hay que controlar la distancia entre la cabina y el hueco, la cual tiene que ser superior o igual a 50 mm. 140=Pisadera+ Jamba; Cristian Vallejo González Página 23 Distancia Cabina-hueco: ≥ 30 mm normalmente. Fórmula 4 Profundidad necesaria hueco= Profundidad cabina + (≤30 ) +(≤35)+140+(≥30) Figura 26. Plano planta profundidad cabina, simple acceso. Medidas a respetar: Saliente de puerta: ≤ 30 mm Distancia entre pisaderas : ≤35 mm Distancia entre puertas : ≤35 mm Anchura cabina. Si observamos el caso concreto que nos ocupa representado en la imagen inferior de manera simplificada, podemos ver que los elementos que pueden interferir en esta dimensión son relativos al contrapeso y a la cabina , es decir necesitamos conocer las guías necesarias para el contrapeso y para la cabina, procedemos como anteriormente. Cristian Vallejo González Página 24 Figura 23. Datos de partida. Para comprobar que nuestra cabina no va a interferir en profundidad con el hueco, necesitamos conocer las dimensiones de los componentes mencionados y su ubicación dentro del hueco además de otros parámetros. En las tablas inferiores se observan todos los datos necesarios: Figura 15. Tabla datos del contrapeso. Cristian Vallejo González Página 31 Se tienen que cumplir las siguientes especificaciones con los amortiguadores del contrapeso comprimidos: 1.Distancia de recorrido de guía de cabina por encima de la misma. 2. Distancia vertical entre la parte o elemento más saliente del techo y la superficie del techo de cabina más saliente. 3. Distancia entre la parte más baja del techo del hueco y la parte más alta de: Guiaderas Rodaderas Amarres de cables Órganos de puertas de cabina que se deslizan verticalmente 4. Distancia entre la parte más baja del techo y los órganos de mayor altura montados en el techo de cabina. Figura 31. Caso concreto la maquina no se encuentra en el mismo plano vertical que la cabina. Cristian Vallejo González Página 32 Figura 32.Recorrido adicional contrapeso. Cuando no hay cuarto de maquinas, el espacio de trabajo se sitúa encima de la cabina donde debe poder contener un paralelepípedo de dimensiones 0,8*0,6*0,5 m. Los cables de suspensión y sus amarres pueden incluirse en dicho volumen, siempre que ningún cable tenga su eje a más 0,15 m de al menos una cara vertical del paralelepípedo. El recorrido extra del contrapeso, cuando la cabina está descansando sobre sus amortiguadores comprimidos es: Cuando no hay cuarto de maquinas, el espacio de trabajo se sitúa encima de la maquina. Encima de la maquina habrá un espacio libre como el indicado a continuación Cristian Vallejo González Página 33 Figura 33. Espacio de trabajo. Figura 34. Espacio de trabajo. Debe de haber un espacio libre encima del techo de cabina con área 0,12 , dimensión menor de 0,25 m y balaustrada a 0,3 m del borde por ambos lados. Huida requerida: H=Altura cabina +grosor techo cabina + sobre recorrido superior + L2; En función de si la bancada o maquina interfiere con el plano vertical o no, la medida L2 cambia. En la primera imagen la bancada entra dentro del plano vertical del movimiento de cabina y L2 solo llega hasta el supuesto choque. En la Segunda imagen L2 llega hasta el siguiente punto donde se produciría el choque, es decir el techo. Cristian Vallejo González Página 34 Figur a35.Máquina no interfiere. Figura36.Máquina interfiere. Maquinaria en el hueco: Cuando se necesite mover la cabina desde el interior con la puerta/trampilla de inspección abierta, si la menor medida de abertura excede 0,20 metros, la distancia libre horizontal entre el borde exterior de la abertura en la pared de la cabina y el equipamiento instalado en el hueco frente a dicha abertura debe ser igual o superior a 0,3 metros. Figura 37.Trampilla Figura 38.Trampilla. Cristian Vallejo González Página 35 3.5. Foso El flujograma nos obliga a comprobar unas distancias horizontales y en función de si sobrepasan un determinado valor o no, se podrá disminuir la profundidad de foso. Las flechas enfrentadas indican distancia entre las partes a ambos lados, H cuando la distancia es horizontal y V cuando la distancia es vertical. Figura 39.Flujograma 4. Con los amortiguadores completamente comprimidos debe cumplirse simultáneamente las siguientes condiciones: Tiene que quedar suficiente espacio en el foso como para alojar un paralelepípedo rectangular de 0.50*0.60*1 (m) que se apoye sobre una de sus caras. Cristian Vallejo González Página 36 Figura 40. Foso El foso tendrá la profundidad que de mayor valor de las siguientes ecuaciones: Foso= Sobrerrecorrido inferior +Medida guardapiés (≈750 mm)+500; Foso=L2; Tiene que tener una distancia vertical libre de 0,5 metros entre el fondo del foso y las partes más bajas de la cabina. Esta distancia vertical puede reducirse a 0,10 metros en un espacio horizontal de cómo máximo 0.15 metros entre: 1. Los guardapiés o partes de la puerta deslizantes verticalmente - pared adyacente 2. Entre partes más bajas de la cabina y guía. El foso tendrá la profundidad que de mayor valor de las siguientes ecuaciones: Foso= Sobrerrecorrido inferior +Medida guardapiés (≈750 mm)+500; Foso=L2; Figura 41. Foso Cristian Vallejo González Página 37 La distancia vertical libre entre las partes más altas fijadas en el foso y las partes más bajas de la cabina debe ser al menos de 0.30 m, excepto para los elementos citados en el anterior punto. Figura 42. Foso,Tensor. Debe de existir siempre una manera de acceder al foso, si la profundidad del foso es mayor de 2,5 metros y la disposición del edificio lo permite, precisará de una puerta de acceso por el contrario si es inferior no es necesaria esta puerta y es válido el acceso mediante una escalera desde el nivel inferior. Figura 43. Foso puerta de acceso. Debe tener una altura y anchura mínima de 1,40 y 0,60 metros respectivamente. La puerta no debe abrir hacia el interior del hueco. Debe estar provista de una cerradura con llave que permita el cierre y el enclavamiento sin llave. Cristian Vallejo González Página 38 Tiene que ser liso en su fondo excepto por las bases de los amortiguadores y estar protegido de filtraciones de agua. Debe haber: Varios dispositivos de parada accesibles desde la puerta de acceso y desde el fondo del mismo, Una toma de corriente eléctrica: Pantalla protectora El espacio recorrido por el contrapeso debe estar protegido por una pantalla protectora. Figura 44. Pantalla protectora. La anchura de la pantalla debe ser igual a la anchura del contrapeso mas 0,10 m a cada lado. En el caso de tener dos ascensores en el mismo hueco, la separación : Debe extenderse desde el punto mas bajo de recorrido de cabina, del contrapeso hasta una altura de de 2,5 metros por encima del piso de nivel inferior. Ocupará toda la altura, si una parte móvil del ascensor adyacente esta a menos de 0,5 metros. Debe impedir pasar de un foso a otro, la anchura será igual a la de la parte móvil mas 0,10 metros a cada lado. Cristian Vallejo González Página 39 3.6. Cuarto de maquinas Superficie libre horizontal delante de los cuadros de maniobra y armarios. Esta superficie se define como sigue: Profundidad, medida desde la cara exterior de los cerramientos, al menos de 700 mm. Anchura del espacio de seguridad, la mayor de las dos medidas siguientes: 500 mm o la anchura total del cuadro o armario. Una superficie libre horizontal mínima de 500 x 600 mm para el mantenimiento e inspección de las partes en movimiento, donde sea necesario y eventualmente, para la maniobra manual de socorro. Figura 45. Tabla normativa cuarto de máquinas. Cristian Vallejo González Página 40 Figura 46. Planta cuarto de maquinas 2 metros de altura libre en las zonas de trabajo. Altura libre de movimiento no debe ser inferior a 1,80 metros. Si hablamos exclusivamente de un cuarto de poleas, la altura minima es de 1,50 metros. Cuando el suelo del cuarto de maquinas tenga un receso de profundidad mayor de 500 mm y anchura inferior a 500 mm, o cualquier canalización será necesario cubrirlo. Puertas y trampillas en el cuarto de maquinas o en el hueco: La puerta de acceso debe tener una anchura mínima de 0,6 m y altura minima de 1,80. Las trampillas de acceso para personas deben estas contraequilibradas, deben abrir hacia arriba. Cristian Vallejo González Página 47 Figura 55. Equilibrio de fuerzas. 3.8. Cabina El techo de cabina debe contener una balaustrada que cumpla las indicaciones dibujadas en las imágenes inferiores. Figura 56. Balaustrada Cristian Vallejo González Página 48 Figura 57. Posibilidades balaustrada. Altura libre interior de cabina mínimo 2 metros y luz puerta mínimo 2 metros. Cuando la cabina tiene paredes de cristal hay que cumplir con unas medidas: Las paredes de cristal de la cabina que estén por debajo de 1,10 metros sobre el nivel del suelo deberá llevar un pasamanos a una altura entre 0,90 m y 1,10 metros fijado independientemente del cristal. 3.9. Iluminación El alumbrado del hueco debe constar al menos de una lámpara situada como máximo a 0,5 m de los puntos más alto y más bajo del hueco. Hay que poner lámparas intermedias de forma que se consiga una intensidad de iluminación de al menos 50 lux a 1 metro del techo de la cabina y en el fondo del foso. Figura 58. Ilumincaión foso. Cristian Vallejo González Página 49 3.10. Ventilación El área de la ventilación debe ser igual al 1% de la sección transversal del hueco. Figura 59. Ventilación Las cabinas de puertas sin perforaciones deben suministrarse con orificios de ventilación en las partes alta y baja de esta. La superficie efectiva de los orificios debe ser al menos de 1% de la superficie útil de cabina. Los orificios de ventilación deben concebirse para que no se pueda atravesar las paredes de cabina desde su interior con una varilla de 10 mm de diámetro. 3.11. Puertas y trampillas En la posición de cierre, las holguras entre hojas, o entre hojas y sus largueros verticales, marcos y pisaderas deben ser reducidos, es decir en torno a 6 mm, se puede llegar a 10 mm por el desgaste. Figura 60. Holguras El paso libre de las puertas del piso no debe superar en más de 50 mm a cada lado la anchura de la embocadura de cabina. Cristian Vallejo González Página 50 En el caso de puertas de apertura manual el usuario del ascensor, necesita saber antes de abrir la puerta si la cabina está detrás, a este efecto se instala una mirilla con las siguientes condiciones: Superficie mínima de visión, por puerta de piso 0,015 con un mínimo de 0,01 por mirilla. Espesor mínimo 6 mm Anchura de al menos 60 mm máximo 150 mm. El borde interior, cuya anchura debe ser superior a 80 mm debe estar a 1 m del suelo. Figura 61. Puerta piso. Toda pisadera de cabina debe estar provista de un guardapiés que se extienda sobre la anchura total de las entradas de piso con las que se enfrente. La parte vertical debe prolongarse hacia abajo por medio de un chaflán cuyo ángulo con el plano horizontal debe ser igual o superior a 60°.La proyección horizontal de este chaflán no debe ser inferior a 20 mm. La altura de la parte vertical debe de ser de 0,75 m como mínimo. Cristian Vallejo González Página 51 4.Conclusiones Se ha conseguido satisfactoriamente un procedimiento a seguir a la hora de realizar el diseño de una instalación de transporte vertical, que impide que podamos incurrir en el incumplimiento de la normativa vigente y comprueba que la solución propuesta es factible. Del mismo modo se ha creado dentro de nuestro procedimiento, un itinerario de cambio o sustitución óptimo, para cuando las primeras soluciones no sean factibles, es decir que haya colisión entre elementos, para que se pueda llegar a una instalación posible y legal. Cada instalación es diferente y la combinación de los distintos componentes es tan elevada que el número de instalaciones posibles, es difícil de abordar a la hora llevar a cabo el proceso de diseño. La manera normal de trabajar en una oficina técnica, cuando se trata de realizar planos de instalación de ascensores, es hoy por hoy un poco costosa en cuanto a tiempo se refiere puesto que es fácil incurrir en fallos. La manera habitual de realizar los planos es a través de Autocad ya sea mediante plantillas o capas, M10 o a partir de los modelos 3D del proyectista. Para agilizar la labor, en ocasiones se puede partir de proyectos semejantes ya realizados, el problema surge, cuando el nuevo proyecto a simple vista parece corresponder con uno perteneciente a los historicos, pero el mas minimo cambio de un componente puede llevar consigo el cambio de numerosos parametros que conviertan a la instalación en no fáctible. El presente proyecto es de gran ayuda para los casos anteriormente descritos, así como para personas que se propongan realizar el diseño de una instalación,sin tener demasiados conocimientos técnicos, cumpliendo la normativa vigente y dando una solución que sea factible. Como trabajo futuro sería muy interesante lograr plasmar lo mostrado en el proyecto, en un programa informático. Se implementaria tanto la lógica descrita como las hojas de calculo mencionadas para la validación de componentes, dejando al usuario un margen de decisión muy pequeño garantizando así que el diseño es correcto. Cristian Vallejo González Página 52 5.Blibiografía Normas UNE –EN 81-1:2001 + A3 y UNE –EN 81-2:2001 + A3. Diversos expedientes técnicos proporcionados por la empresa ISAMAT. Catálogos de fabricantes. Programa de diseño de ascensores: Digitara LiftDesigner. Libro "Elevadores: principios e innovaciones". Autores: Antonio Miravete, Emilio Larrodé. Anexos Anexo 1. Componentes Guías Las 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 mas carga y estar perfectamente alineadas. También el contrapeso tiene guías, que en general no tienen más misión que conducirlo, aunque en algunos deben también soportarlo en caso de rotura de los cables de suspensión, si el contrapeso tiene paracaídas. La sección habitual de las guías es en forma de T, perfectamente calibradas y enderezadas, en tramos empalmados con placas adecuadas. Fijaciones de guía y grapas Se utilizarán en cada instalación, de forma general y basándose en que la distancia entre las mismas no sea superior a 1.500 mm. El tipo de fijaciones seleccionado será en función de la distancia que exista entre la espalda de la guía y la pared: Para distancias mayores de 120 mm: FIJACIÓN ESTÁNDAR Para distancias comprendidas entre 75 y 120 mm: FIJACIÓN LATERAL Cristian Vallejo González Página 53 Figura 62. Lateral Figua 63. Estándar. Bastidor o chasis de cabina: El bastidor suele ser de acero es el elemento portante de la cabina, al que se fijan los cables de suspensión y el mecanismo del paracaídas. El bastidor debe ser robusto, calculado con un coeficiente de seguridad mínimo de 5, para resistir las cargas normales y las que puedan producirse al entrar en funcionamiento el paracaídas. El coeficiente de alargamiento será A=45 –R/2, siendo R la resistencia a la rotura en kg/ . Tenemos dos tipos de chasis, el tipo mochila y el tipo pórtico, elegiremos uno u otro en función del tipo de suspensión a instalar y de los requerimientos de hueco. El chasis tipo mochila ocupa menos espacio que el pórtico pero ha de soportar más cargas puesto que su colocación obliga a que el punto de fuerza este descentrado con respecto a la carga. A continuación se muestran en las figura 64 y figura 65. Cristian Vallejo González Página 54 Figura 64. Mochila Figura 65.Pórtico Limitador de velocidad Lo componen dos poleas, una instalada en el cuarto de máquinas y otra alineada verticalmente con la primera en el fondo del hueco. A través de ambas pasa un cable de acero cuyos extremos se vinculan, uno a un punto fijo del bastidor de la cabina y otro a un sistema de palancas cuyo extremo se encuentra en la parte superior del bastidor. El cable acompaña a la cabina en todo momento y es absolutamente independiente de los cables de tracción, es decir, no interviene en la sujeción de la cabina y el contrapeso. En la polea superior del limitador se produce la detención brusca del cable cuando la velocidad de dicha polea (y por tanto la de la cabina) supera el 25% de la velocidad nominal. El cable limitador activa el sistema de palancas, llamado paracaídas. Asimismo incorpora un contacto eléctrico tanto en el mecanismo de acuña miento de la cabina como en la polea superior que corta la serie principal para evitar que el motor siga funcionando una vez que la cabina ha quedado "clavada" a las guías mediante el mecanismo de acuña miento. Cabina La caja se encuentra fijada al bastidor y constituye el elemento portante, es decir, la zona destinada a la carga y/o pasajeros que hagan uso del ascensor. A excepción de su acceso o accesos debe estar completamente cerrada por paredes, piso y techo así Cristian Vallejo González Página 55 como estar construida con materiales preferiblemente metálicos o cuya resistencia mecánica sea equivalente siendo, además, incombustibles. Como ya se ha descrito la cabina es el elemento portante del ascensor y está formado por el bastidor y la caja. Apoyos en las guías Tanto cabina como contrapeso están enlazados con las guías a través de apoyos que se fijan en la parte superior e inferior de sus bastidores. Estos pueden ser de dos tipos: deslizantes o de rodillos. Deslizantes (Rozadera) Los apoyos deslizantes también denominados rozaderas se utilizan para ascensores de velocidad inferior a 2 m/s. Se componen de un soporte metálico de acero o aluminio en el que se fija la guarnición que es la zona de contacto con las guías. Las fuerzas de rozamiento entre guía y apoyo deben reducirse tanto como sea posible de lo contrario se necesitara una mayor capacidad de tracción puesto que existirá también una mayor oposición al movimiento del ascensor. Para conseguirlo la guarnición deberá ser de un material que ofrezca el coeficiente de rozamiento tales como poliuretano, neopreno o nylon. Por otra parte las guías deberán estar permanentemente lubricadas por grasa o aceite lo cual generalmente se consigue mediante lubricadores automáticos de flujo regulados por tornillo de ajuste. Igualmente importante es que el material de la guarnición posea una elevada resistencia al desgaste y a los lubricantes, buena capacidad elástica y de absorción de vibraciones y ruidos. Sobre las superficies de contacto será inevitable que se produzcan acumulaciones de suciedad, polvo, variaciones de temperatura, humedad que imposibilitan el mantener entre las mismas unas condiciones de trabajo constantes y dificultan su correcta pero necesaria lubricación. Cristian Vallejo González Página 56 Figura 66. Rozadera. Rodantes (Rodadera). Los apoyos mediante rodillos están formados por un soporte fabricado en acero o una aleación de metal ligero que sustenta tres rodillos que permanecen en contacto permanente con la guía. Los rodillos se fabrican en caucho, poliuretano u otros materiales de características similares. Generalmente su empleo es en ascensores de elevada velocidad pero sus ventajas justifican su instalación en todo tipo de ascensores. En términos de rozamiento la rodadura es mucho más eficiente que el deslizamiento lo que significa que se consigue una optima transmisión de la potencia. Además reducen las vibraciones y el ruido consiguiendo una marcha silenciosa del ascensor. No se requiere de lubricación en las guías con lo que se simplifica el mantenimiento y se evitan acumulaciones de aceite o grasa lo que reduce el riesgo de incendio. Cristian Vallejo González Página 63 Como se ha dicho, el motor debe poder funcionar a diferentes velocidades lo que hace necesario la incorporación de un variador de frecuencia al motor que se lo permita. Actualmente, el mercado ofrece este tipo de dispositivos a precios cada vez más competitivos. El arranque de este tipo de motores requiere menores intensidades lo que implica un ahorro energético y además no necesita ningún sistema de reducción. Esto significa un rendimiento mayor, una reducción del espacio ocupado y un ahorro de energía de hasta un 60%. Permite un control del par instantáneo lo que significa un control extraordinariamente preciso de la velocidad, tiempos de respuesta reducidos, errores mínimos en el sistema de posicionado, etc. Además, con la eliminación del sistema reductor se prescinde de los aceites lubricantes que su uso conlleva. Esta reducción de espacio facilita la instalación de ascensores en edificios que no dispongan de espacio para el cuarto de máquinas facilitando además su montaje. Finalmente, debido a las limitaciones de espacio existentes así como al objetivo de realizar un diseño en el que se tenga muy en cuenta el aspecto medioambiental se elige el motor síncrono de imanes permanentes por su elevada eficiencia energética y por poder prescindir de los aceites lubricantes del sistema de reducción . Freno electromecánico: Freno capaz por sí solo de detener la máquina cuando la cabina desciende a su velocidad nominal con su carga nominal aumentada en un 25%. Contrapeso. El contrapeso es un elemento de gran importancia puesto que permite una reducción de la potencia motor necesaria y del consumo eléctrico. Para edificios de pequeña altura en los que el recorrido del ascensor no supere los 35 metros el peso del cable es despreciable de manera que el cálculo del contrapeso se simplifica mucho. El peso del contrapeso queda definido por la siguiente expresión. Siendo P el peso de la cabina y Q la carga nominal. Peso contrapeso=P + Q/2 El reducido espacio disponible es una limitación de diseño por lo cual es prioritario reducir en la medida de lo posible los componentes que formarán el ascensor. Por esta razón se escoge un contrapeso formado por bloques de fundición en vez de hormigón ya que su mayor densidad se traduce en un volumen ocupado mucho menor. Cristian Vallejo González Página 64 Anexo 2. Tipologías de ascensor Empezamos clasificándolos en función del grupo tractor, los ascensores pueden servirse bien de sistemas hidráulicos o eléctricos, se describirán sus características principales así como sus ventajas y desventajas, hablaremos de los distintos tipos de suspensión. Antes de hablar de las tipologías, es necesario observar la figura 70 para conocer que es el cuarto de máquinas y sus principales características. Figura 70. Tabla definición cuarto de máquinas. Cristian Vallejo González Página 65 Últimamente se está tendiendo a instalar ascensores sin el cuarto de máquinas cuando el grupo tractor es eléctrico, se destacarán nuevamente ventajas y desventajas. Hidráulico En los ascensores hidráulicos el accionamiento se logra mediante un motor eléctrico acoplado a una bomba, que impulsa aceite a presión por unas válvulas de maniobra y seguridad, desde un depósito a un cilindro, cuyo pistón sostiene y empuja la cabina, para ascender. En el descenso se deja vaciar el pistón del aceite mediante una válvula con gran pérdida de carga para que se haga suavemente. De este modo el ascensor oleodinámico solamente consume energía en el ascenso. Por el contrario, la energía consumida en el ascenso es cuatro veces superior a la que consume el ascensor electro-mecánico, por lo que el resultado es que, por término medio, consumen más o menos el doble que éstos. El grupo impulsor realiza las funciones del grupo tractor de los ascensores eléctricos, y el cilindro con su pistón la conversión de la energía del motor en movimiento. El fluido utilizado como transmisor del movimiento funciona en circuito abierto, por lo que la instalación necesita un depósito de aceite. La maquinaria y depósito de este tipo de ascensor pueden alojarse en cualquier lugar, situado a una distancia de hasta 10 m del hueco del mismo, con lo cual permite más posibilidades para instalar este ascensor en emplazamientos con limitación de espacio. Son los más seguros, más lentos y los que más energía consumen, aunque son los más indicados para instalar en edificios sin ascensor. Características generales Tracción mediante pistón hidráulico impulsado por aceite desde una central hidráulica. No requiere contrapeso. Menor requerimiento de hueco. Para todo tipo de cargas. Rango de velocidades entre 0,4 y 0,6 m/s (especial 1 m/s). Ventajas: Elevadas cargas. Menor requerimiento de hueco. Cristian Vallejo González Página 66 Sala de maquinas alejada del hueco (max10). La carga se transmite directamente a la cimentación sin sobrecargar la estructura. Inconvenientes: Alto consumo energético. Velocidad limitada: 1m /s. Recorrido limitado: 20-25 m. Tipos de suspensión: Directa: La velocidad de elevación es igual a la del grupo tractor. Figura 71 Indirecta: La velocidad del ascensor es el doble que la del grupo tractor. Figura 72 En función de la carga elegiremos un tipo de suspensión u otra: Cristian Vallejo González Página 67 Carga media ≤1600 kg .Un cilindro Indirecto 1:2 Figura 73 Directo 1:1 Utiliza poleas de desviación, pueden situarse encima o debajo de la cabina. Figura 74 Figura 75 Cristian Vallejo González Página 68 Carga elevada >1600 kg. Dos cilindros Directo 1:1 Figura 76 Indirecto 1:2 Figura 77 Cristian Vallejo González Página 69 Eléctrico Se le llama así al sistema en suspensión compuesto por un lado por una cabina, y por el otro por un contrapeso, a los cuales se les da un movimiento vertical mediante un motor eléctrico. Todo ello funciona con un sistema de guías verticales y consta de elementos de seguridad como el amortiguador situado en el foso (parte inferior del hueco del ascensor) y un limitador de velocidad mecánico, que detecta el exceso de velocidad de la cabina para activar el sistema de paracaídas, que automáticamente detiene el ascensor en el caso de que esto ocurra. El ascensor eléctrico es el más común para transporte de personas a baja y alta velocidad (superior a 0,8 m/s), elevadores con alta exigencia de confort (hospitales, hoteles) o elevadores que sirven más de 6 pisos. Características generales Tracción por adherencia entre polea tractora y cable. Sistema de contrapesado para menos consumo energético. Todo el rango de cargas (180-4000 kg) Sin limitación de velocidad control de aceleraciones y deceleraciones que soporta el cuerpo humano Cuarto de máquinas en varias posiciones 8Arriba o Abajo) o Sin cuarto de máquinas. Variedad en tipos de suspensión (1:1,2:1,4:1). Tipos de suspensión: La tracción por adherencia tiene una serie de ventajas que hacen que la tracción por arrollamiento apenas se emplee en la actualidad : 1. Es más sencilla y por tanto más económica. 2. Permite la instalación de ascensores de cualquier altura, limitada a unos 25 metros en sistemas de tambor. 3. Supone una seguridad adicional en el caso en que fallen los dispositivos finales de carrera. Cristian Vallejo González Página 70 Cuarto de máquinas arriba: Directo 1:1. Indirecto 2:1 Indirecto 4:1 Figura 78 Figura 79 Figura 80 Sin cuarto de máquinas: Directo 1:1. Indirecto 2.1. Indirecto 4:1. Figura 81 Figura 82 Figura 83 Cristian Vallejo González Página 71 Con cuarto de máquinas Para el caso concreto del ascensor hidráulico, el cuarto de maquinas siempre se situara en la última planta, con las siguientes disposiciones. Podrá alejarse del hueco hasta una distancia máxima de 10 metros. Figura 84 Para el eléctrico, el cuarto se puede situar arriba o abajo y en las mismas disposiciones indicadas en la imagen superior. Figura 85 Ventajas: Facilidad para aísla los ruidos y vibraciones de la instalación. Reducidas dimensiones de sección de hueco Mayor rendimiento Fácil ventilación del cuarto de máquinas y el hueco Sencilla instalación Inconvenientes: Casetón de sala de máquinas. Sin cuarto de máquinas Actualmente se está generalizando el ascensor eléctrico sin cuarto de máquinas o MRL (Machine Room Less). Cristian Vallejo González Página 72 En este tipo de ascensores se utilizan motores gearless de imanes permanentes, situados en la parte superior del hueco sobre una bancada directamente fijada a las guías, que están ancladas a cada forjado. Ventajas: No tiene sala de máquinas se rentabiliza el espacio. Simplifica la instalación en fase de proyecto. Simplifica la instalación en edificios ya construidos. Cargas transmitidas al foso y elementos estructurales del edificio. Inconvenientes: Máquina dentro del hueco (vulnerable a ruidos y vibraciones) Cuadro de maniobra en una de las paradas. Maniobra de rescate de pasajeros más compleja. Mayor coste de instalación. Disposición contrapeso El contrapeso, es elemento que nos permite contrapesar el peso de cabina, requiriendo únicamente de la máquina tractora, la potencia necesaria para elevar la carga útil. Tiene como objeto equilibrar el peso de la cabina y una parte de la carga nominal que suele estar en torno al 50%.De esta forma se reduce considerablemente el peso que tiene que arrastrar el grupo tractor disminuyendo la potencia para arrastrar la cabina. Si observamos la vista en planta podemos ver tres opciones en su colocación: Figura 86 Cristian Vallejo González Página 79 3. Peso de la cabina (P). Dependiendo del material utilizado para el suelo, del número de embarques, de la carga nominal y del modelo de ascensor tendremos un peso de cabina u otro. 4. Planos. En el expediente técnico constarán también las dimensiones de cabina: CIW (b1): Ancho interior de cabina. CID (d1): Fondo interior de cabina. Cristian Vallejo González Página 80 WW (b3): Ancho de hueco. CAR DBG: Entre guía de cabina. CWT DBG: Entre guía de contrapeso. PL (b2): Paso libre. X1: Embocadura de cabina-chasis de cabina X2: Distancia entre eje chasis cabina-eje cabina. X3: Distancia entre poleas. Cristian Vallejo González Página 81 X4: Eje guías contrapeso-Pared hueco. X5: Eje guías contrapeso-espalda guía cabina. X6: Espesor decoración cabina. Cristian Vallejo González Página 82 3.1. Fijaciones de bancada y guías. h 4: Altura interior de cabina. h 3: Altura de puerta. Y1: Posición bancada máquina. Y2: Posición del kit de bloqueo de cabina. Cristian Vallejo González Página 83 Y3: Posición del punto fijo de cabina. Y7: Altura tramo superior guía de cabina desde la última planta. Cristian Vallejo González Página 84 Representadas las dos guías del contrapeso, y una de la cabina. Cristian Vallejo González Página 85 Guía cabina X: Tramo de guía inicial a cortar por el cliente en obra. L total: Longitud total de las guías. Cristian Vallejo González Página 86 3.2. Holguras de cabina y contrapeso en foso y huida Y4: Altura máxima del chasis de cabina (sin poleas). Y5: Altura máxima de la cabina. Y6: Altura máxima del chasis de cabina (con poleas). Y7.Altura tramo superior guía de cabina desde la última planta. Cristian Vallejo González Página 87 Anexo 5. Hojas de cálculo Excel Parte del trabajo realizado durante el proyecto queda oculto, puesto que el cálculo de los componentes de ascensor se implementa mediante la "programación" de un Excel. Para dar a entender el trabajo realizado con las hojas de cálculo, en el siguiente anexo se mostrará la estructura de estas hojas. Se puede observar la cantidad de datos de entrada necesarios, tal como hemos comentado anteriormente, hay multitud de parámetros relacionados entre sí, es por esto por lo que hemos de fijar muchos de entrada. El procedimiento a seguir es de validación, es decir determinamos todos los datos de la instalación y comprobamos que los elementos no fallan, con lo cual cumplen con la norma vigente. Cristian Vallejo González Página 88