المصاعد والبيئة

بقلم فرناندو غيليمي وعليا غيليمي

تم تقديم هذه الورقة في الندوة الدولية للمصاعد والسلالم المتحركة 2022 في برشلونة ، إسبانيا. 

الملخص

القلق بشأن التدهور البيئي يتزايد يومًا بعد يوم. وتقول الأمم المتحدة إن هذا عام أساسي لمحاولة الحد من الآثار "الكارثية" لتغير المناخ ، وتحث البلدان على التحرك الآن لتحقيق صفر انبعاثات بحلول عام 2050.

يُعرَّف التدهور البيئي بأنه عملية التدهور التي تعاني منها البيئة نتيجة استنفاد مواردها الطبيعية بسبب الاستغلال المفرط الذي تتعرض له ، مما يتسبب في تدمير النظم البيئية وتنوعها البيولوجي.

ترتبط العديد من الأنشطة التي يقوم بها البشر بهذا التدهور: في حالتنا ، النشاط الصناعي. على الرغم من أننا نخلق عددًا كبيرًا من الوظائف ، فإن هذا أحد العوامل التي تحدث أكبر تأثير سلبي على البيئة. ننتج كميات كبيرة من النفايات على اختلاف أنواعها وتلوث التربة والمياه والجو. نحتاج إلى حرق الوقود الأحفوري لتوليد الطاقة ، وبعض النفايات شديدة الخطورة ، مما قد يتسبب في كارثة بيئية كبرى في حالة وقوع حادث. من قطاعنا ، يجب أن نتحمل الالتزام برعاية الأجيال القادمة ، ولدينا الكثير لنساهم به إذا اتخذنا النهج الصحيح لحل المشكلة.

تستهلك المصاعد ما بين 3٪ و 4٪ من الطاقة ، من إجمالي 14 مليون مصعد تم تركيبها في جميع أنحاء العالم. ولكن ربما لا يكون هذا هو المنظور الصحيح لمعالجة المشكلة التي يؤثر فيها قطاعنا سلبًا على البيئة. في هذا العرض ، سنتخذ نهجًا مختلفًا. نحن مقتنعون بأن هذه هي الطريقة الصحيحة للقيام بدورنا وإبطاء التدهور البيئي.

المقدمة

هل أكبر بصمة كربونية ناتجة عن قطاع المصاعد بسبب استخدام المصعد أو بسبب خدمة الصيانة والتشحيم والفحص عند التحرك بمركبة تستهلك الهيدروكربونات؟ هل يجب أن نشعر بالقلق حيال البصمة الكربونية فقط ، أم يمكن أيضًا أن نتخلص قدر الإمكان من التلوث الناتج عن بعض أنواع المصاعد؟ هل يمكننا القيام بشيء ما لتحسين كفاءة الموارد البشرية والتصنيع المستدام للمعدات؟

ستجيب هذه الورقة على كل من هذه الأسئلة وتقترح حلولاً لها. سنحلل كيف يمكن تقليل التأثير السلبي على البيئة في كل من العمليات التي ننفذها في شركاتنا من لحظة إقامة اتصال مع أحد العملاء ، إلى مساعدة مندوب المبيعات ، وعرض الأسعار ، والبيع ، والمشروع ، و المشتريات والتصنيع والتركيب والصيانة. 

بالنسبة لنا ، فإن النقاط الرئيسية للإجابة على هذه الأسئلة هي استخدام الموارد البشرية ، واختيار المعدات منخفضة التلوث ، والإمدادات والمكونات المستخدمة ، وطرق التصنيع والصيانة. سيتم تقييمها جميعًا عن طريق إجراء تشبيه ببصمة الكربون المكافئة. بهذه الطريقة ، سنتمكن من الحصول على تطابق فعال لتأثير كل عملية من العمليات في التأثير البيئي لبيئتنا ، من أجل استخلاص استنتاجات حقيقية. سنقوم بتحليل مكان وكيفية تأثر البيئة في العملية برمتها ، ثم نقترح بدائل للتخفيف من المشكلة من خلال تقديم مساهمتنا من القطاع.

للتطوير

لقد رأينا العديد من الأوراق حول كفاءة الطاقة في المصاعد ، وكلها تستند إلى كيفية تقليل استهلاك الطاقة. لقد تم تحقيق الكثير في الآونة الأخيرة. على سبيل المثال: تقليل الاستهلاك عندما يكون المصعد في وضع الاستعداد ، ومصابيح LED ، والمحولات التي تتوقف عن استهلاك الطاقة ، ومؤشرات الموضع التي تقلل من شدتها ، والإغلاق التلقائي للإضاءة والمراوح ، وما إلى ذلك ، لكننا نسينا الجوانب الأخرى لمعدات المصعد التي كانت لا تؤخذ بعين الاعتبار. على سبيل المثال: التلوث الناتج عن انبعاثات ثاني أكسيد الكربون أو انسكاب الزيت والشحوم.

لاحقًا سنتناول أيضًا توفير الطاقة من خلال الإدارة الفعالة للموارد البشرية وأنظمة التصنيع.

الآن نود أن نشير إلى أهم عاملين يجب مراعاتهما من أجل التعاون مع البيئة.

1. التلوث بغاز ثاني أكسيد الكربون

في الأرجنتين وربما في معظم العالم الغربي ، يكون تصنيف المباني منخفض الارتفاع بشكل عام ويتطلب مصاعد ذات حمولة منخفضة نسبيًا ، وسعة من ستة إلى ثمانية أشخاص وسرعات معتدلة. إذا قمنا بتقييمه وفقًا لمعيار UNE-EN ISO 25745-2:

• ستكون المصاعد من فئة الاستخدام بين 2 (منخفضة) إلى 3 (متوسطة) بمتوسط ​​200 بداية في اليوم. (الجدول 1)

• سيكون متوسط ​​مسافة السفر 49٪. (الجدول 2)

• نسبة الحمل الاسمي Q هي 7.5٪. (الجدول 3)

Table 1 - Classification by the number of trips per day

فئة الاستخدام	1	2	3	4	5	6
الشدة / التردد الاستخدام	منخفظ جدا	منخفض	متوسط	مرتفع	عالي جدا	جدا مرتفع
عدد الرحلات في اليوم (nA) (النطاق النموذجي)	50 (<75)	125 (75 أ <200)	300 (200 أ <500)	750 (500 أ <1000)	1500 (1000 أ <2000)	2550 (2000)

Table 2 - Percentage of average distance traveled

فئة الاستخدام	1-3	4	5	6
عدد المحطات	النسبة المئوية لمتوسط ​​المسافة المقطوعة
2	100%
3	67%
> 3	49%	44%	39%	32%

Table 3 - Average Load in the Cabin

فئة الاستخدام	1-3	4	5	6
الحمولة المقدرة (كلغ)	نسبة الحمولة المقدرة (س)
≤ 800	7.5%	9.0%	13%	19%
801 أ ≤ 1275	4.5%	6.05	8.2%	13.5%
1276 أ ≤ 2000	3.0%	3.5%	5.0%	9.0%
> 2000	2.0%	2.2%	3.0%	6.0%

بالنسبة لهذه المعدات ، التي يتم تركيبها بشكل عام في المباني السكنية ، تم تصميم المصاعد للأحمال من 450 إلى 600 كجم وسرعات 1 م / ث. لا تزيد معدلات قوة المحركات عن 4.2 كيلو واط. تعمل لمدة 1.2 ساعة في اليوم مع استهلاك احتياطي منخفض للغاية ولا تتجاوز 5 كيلو واط في الساعة في اليوم. من الواضح أنه بعد تقليل الاستهلاك في وضع الاستعداد كثيرًا ، خلال 22.8 ساعة المتبقية ، نلاحظ أن الجهاز لا ينتج عنه بصمة كربونية كبيرة.

إذا أخذنا ، على سبيل المثال ، أرقام مصفوفة الطاقة الأرجنتينية ، المكونة من الطاقة الحرارية والهيدروليكية والذرية وبعض الطاقة المتجددة ، فإنها تحتوي على نسبة كيلوغرامات من ثاني أكسيد الكربون₂ أنتجت لكل كيلوواط ساعة 0.5. لذلك ، فإن البصمة الكربونية لكل استهلاك معدة 2.5 كجم فقط من ثاني أكسيد الكربون₂ في اليوم.

وفقًا للإحصاءات المتعلقة باستهلاك الوقود لمركباتنا ، لتنفيذ المهام الشهرية للمصاعد مع المطالبات ، والتفتيش ، والتشحيم الشهري ، وحالات الطوارئ ، ومراجعات الممثلين الفنيين ، وما إلى ذلك ، فإنها تستهلك ما معدله 300 لتر من الديزل شهريًا لكل منها ، أي ما يعادل 15 لترًا في المتوسط ​​في يوم العمل.

يمكن لفرق العمل هذه في مدن مثل بوينس آيرس حضور أربعة مصاعد في المتوسط ​​يوميًا فقط. لذلك ، يمكننا تقدير ، من أجل إجراء مقارنة وربط مختلف البصمات الكربونية ، أن كل مصعد يستخدم 3.75 لترًا من الديزل ليحضره موظفونا وللرد فقط على المطالبات. يجب علينا أيضًا أن نأخذ في الاعتبار معدات التشحيم ومركبة الفحص. لذلك ، سوف نحسب متوسط ​​النتيجة بضربها في اثنين ، حيث لا تتعرض جميع المصاعد للفشل كل شهر.

الآن ، لتحويل 3.75 لترًا من الديزل إلى ثاني أكسيد الكربون₂ الانبعاثات ، يجب علينا إجراء سلسلة من الحسابات. للقيام بذلك ، لجأنا إلى الفنيين الكيميائيين الذين قدموا لنا المساعدة: 1 لتر من الديزل يزن حوالي 850 جرام. يتكون ، من بين مواد أخرى ، من 85٪ كربون ، مما يعني أنه في لتر الديزل يوجد 722.5 جم من الكربون ؛ الوزن الذري للكربون هو 12. لتشكيل ثاني أكسيد الكربون₂ في الاحتراق ، يتم استخدام ذرتين من الأكسجين لكل ذرة من الكربون ؛ وحيث أن الوزن الذري للأكسجين هو 16 ، فإن القيام ببعض العمليات الحسابية البسيطة. اتضح أن الاحتراق يحتاج 1,927 جرامًا من الأكسجين. بإضافة 722.5 جم من الكربون بالإضافة إلى 1927 جم من الأكسجين ، نحصل على ذلك ، كنتيجة لاحتراق 1 لتر من الديزل ، 2,649 جم من ثاني أكسيد الكربون.₂ تنبعث. (المرفق 1)

تنبعث كل مركبة في اليوم لكل مصعد: 2.65 كجم من ثاني أكسيد الكربون₂ 3.75 لتر ، ما يعادل 10 كجم ، مركبتان 20 كجم من ثاني أكسيد الكربون₂ مقابل 2.5 كجم من ثاني أكسيد الكربون₂ المصعد لاستهلاك الطاقة الكهربائية من الشبكة. نحن لا نحسب وفورات الطاقة الناتجة عن التجديد عندما يتصرف المحرك كدينامو أو حقن أنواع أخرى من الطاقة مثل تلك التي تنتجها الخلايا الكهروضوئية.

على أي حال ، فإن الاستنتاج واضح: خدمة ما بعد البيع لدينا تلوث ثماني مرات أكثر من المصعد نفسه.

2. التلوث بسبب الانسكابات النفطية

ثاني أهم ملوث في المصاعد هو الزيت الهيدروليكي. وفقًا للمنظمات الدولية ، فإن كل لتر يتم إلقاؤه في المجاري يلوث 1.000.000 لتر من المياه.

المصاعد الهيدروليكية هي قنبلة موقوتة حقيقية. يتم تركيبها بمئات الآلاف ، ولكل منها ما لا يقل عن 200 لتر من الزيت المعدني في خزاناتها وأسطواناتها. الكثير منهم مدفونون ولا نستطيع معرفة حالة البطانات التي تحتويهم.

بالإضافة إلى ذلك ، يوصي مصنعو الأسطوانات ووحدات المضخات بتغيير الزيت كل 10 سنوات. من غير المعروف ما يتم عمله بمئات الآلاف من لترات النفط التي يتم نقلها واستبدالها كل عام.

لا تعاني المعدات الهيدروليكية من هذه المشكلة الخطيرة المتمثلة في تلوث الزيت فحسب ، بل تعاني أيضًا من عدم كفاءتها العالية نظرًا لأن المضخة تتطلب محركًا عالي الطاقة لرفع الحمولة بالكامل ، ولكنها تستهلك أيضًا نفس الطاقة سواء كانت تعمل ببطء أو بسرعة ، أو ما إذا كانت تحمل حمولة كبيرة أو صغيرة. هذا لأن العملية تعتمد على دائرة هيدروليكية ، حسب الحاجة ، بها صمامات تعيد توجيه تدفق الزيت إلى الأسطوانة أو إلى خزان الخزان لأن تنظيم السرعة يتم هيدروليكيًا.

بالإضافة إلى ذلك ، على الرغم من أنه عندما ينزل المصعد لا يستخدم الطاقة من شبكة الطاقة لأنه يستفيد من الطاقة الكامنة للصعود ، فإن هذه الطاقة الكامنة تتحول إلى حرارة في الزيت عندما ينهي رحلته إلى أسفل. لا يسمح هذا التأثير باستعادة الطاقة كما يمكن للمعدات بدون تروس ، ولكن بالإضافة إلى ذلك ، في حالة الاستخدام الكثيف ، يجب إضافة نظام تبريد بالزيت إلى التثبيت. هذا مهم للغاية لأن تسخين الزيت يتسبب في تغيرات في لزوجته ، مما يؤدي إلى ضعف تسوية الأرضيات وفقدان كبير في عمر الزيت.

كنظيرًا لتسخين الزيت بسبب كثرة الاستخدام ، تنشأ مشكلة تبريد المائع بسبب درجات الحرارة المنخفضة والاستخدام القليل ، مما يتسبب أيضًا في تأثير تغيير اللزوجة مع النتائج المذكورة في الفقرة السابقة. بالطبع ، عمل المصنعون على حل كل هذه المشكلات: لقد صمموا صمامات إلكترونية ، وتركيب محولات ، وطوروا سوائل قابلة للتحلل ، وما إلى ذلك ، ولكن لم يتم رؤيتها كثيرًا في السوق بسبب تكلفتها العالية.

إذن ، لماذا تستخدم المعدات الهيدروليكية بدلاً من المعدات التي لا تحتوي على غرفة للآلة (MRL)؟ بسبب سهولة نقل الجهود إلى الحفرة؟ MRL يفعل هذا. بسبب احتمالية نزول البطاريات؟ لا تعتمد معدات MRL على طاقة البطارية فحسب ، بل يمكنها أيضًا القيام بعدة جولات. أم لأنه يمكن الوصول إليها من ثلاث جهات وتشغل مساحة صغيرة جدًا على جدار عمود واحد؟

حسنًا ، حان الوقت لتقديم تطورنا. المعدات MRL ، التي تستخدم الأحزمة ، تحتل جدارًا واحدًا وتتطلب المساحة اللازمة أصغر من تلك الموجودة في المعدات الهيدروليكية ؛ والأهم من ذلك أنها صديقة للبيئة للغاية.

المنتج

لتصميم منتجنا ، وضعنا الأهداف التالية:

• متطلبات الصيانة والمطالبات منخفضة
• عمر خدمة أطول للعناصر
• آلة خفيفة وفعالة
• مكونات متينة وأقل تلويثًا
• تركيب أسهل وأسرع ، تنظيم التثبيت
• تصنيع المعدات نظام كانبان
• لا حاجة لزيوت التشحيم أو الزيوت أو أي منتج ملوث آخر
• التكيف السهل لتحديث المعدات غير الصديقة للبيئة

لذلك ، بدأنا أولاً في البحث ودراسة أحزمة جر المصاعد المختلفة في العالم وأفضل آلة لقيادتها. هذه هي الطريقة التي وجدنا بها تصميم حزام بدا لنا أنه مبتكر للغاية وبصفات تفوق البقية.

يتميز هذا الحزام بتصميم به أخاديد على كلا الجانبين ، مما يسمح له بالتكيف بشكل جيد مع كل من بكرة الجر وبكرات الانحراف. لا ينزلق على الجانبين ، متجنبًا الاحتكاك بالفواصل. بالإضافة إلى ذلك ، فإن وجود أخاديد على كلا الجانبين يعمل على سطح كلا الجانبين.

فيما يلي خصائصه واختباراته.

الرسم والخصائص

اختبار قياس السماكة في 10 ملايين عملية (انظر الملحق 2 و 3 و 4). اختبار المقاومة الكهربائية وقياس السماكة في 60,000 دورة في مصعد تجريبي (انظر الملحق 5). الآلة التي يتم تكييف هذا الحزام لها تصميم مضغوط ، مع نوع جهاز التشفير Heidenhain ERN1387 ، فرامل قرصية مزدوجة البكرة ومعتمدة للحركة اللاإرادية.

تشمل

اختبار اقتران الآلة على ترددات ودورات استخدام مختلفة (انظر الملحق 6 و 7). شهادة فرامل الحركة غير المنضبط (انظر الملحق 8). على أساس عنصر التعليق والجر لدينا ، بدأنا في البحث عن أدلة لناتئ وثقل الموازنة. لقد اخترنا استخدام موجهات الأسطوانة لكليهما لأنه سيسمح لنا بمقاومة احتكاك أقل ، ولن نحتاج إلى شحم أو زيت للتشغيل. 

كان الحصول على أدلة للثقل الموازن أمرًا سهلاً ، ولكن في حالة الكابول ، كان علينا العودة إلى البحث عما يمكن أن نجده في العالم. هذه هي الطريقة التي قررنا بها تثبيت أدلة عجلة مزدوجة بمحور وسيط - اكتشاف رائع. فيما يتعلق بالمظلة ، اخترنا المظلة التقليدية التقدمية.

بكرات السيارة وثقل الموازنة

بعد الحصول على جميع المكونات ، بدأنا في تصميم ناتئنا مع مهندس الطيران في الهندسة Elvio A. Heidenreich ، دكتوراه. لقد أجرينا جميع اختبارات المقاومة لكل من الكابول وقاعدة الآلة عن طريق طريقة العناصر المحدودة.

أخيرًا ، لاستكمال المعدات ولكي نكون قادرين على تصنيعها ، اتصلنا بـ Wittur Argentina ، وقمنا معًا بتصميم العناصر التكميلية وتنظيم التصنيع باستخدام نظام Kanban. اليوم ، يمكننا القول أن المعدات تم إنتاجها بجودة تصنيع عالية وتسليم سريع.

الموارد البشرية

لعدة سنوات ، كنا نعمل على نظام إدارة ومراقبة لعمليات الشركة بأكملها فيما يتعلق بالدورة الكاملة من المبيعات إلى ما بعد البيع. خلال جائحة 2020 ، قمنا بتسريع خططنا ، واليوم يمكننا القول أن هذا البرنامج تم تنفيذه بنسبة 90٪.

نقدر أننا قد قللنا من البصمة الكربونية التي تسببها الموارد البشرية الإدارية بنسبة 50٪. في الوقت الحاضر ، يؤدي مندوبي المبيعات والموظفين الإداريين والمصممين والممثلين التقنيين مهامهم في نصف وقت عملهم ، ولديهم النصف الآخر لتكريسه لأنشطة أخرى.

مدخرات

مدخرات العمالة الإدارية:

• تم إجراء 280٪ عروض أسعار أكثر
• زيادة بنسبة 192٪ في العقود
• 63٪ توفير في الوقت
• 98٪ توفير خطأ بسبب الكتابة الخاطئة
• انخفاض بنسبة 50٪ من WH بسبب زيادة الإنتاجية

مدخرات كانبان:

• 8٪ زيادة الإنتاجية السنوية
• 96٪ توفير الخردة بفضل التعشيش

فقط بنقرة واحدة 
معدات جديدة

صيانة جديدة

التوفير عن طريق التوثيق الرقمي: (الخطط الهندسية ، ميزانيات الأعمال والصيانة ، توقيع العقود ، أوامر العمل ، أوامر الشراء ، أوامر الدفع ، التقارير ، إلخ.)

وفورات الرقمنة

استنتاجات

من الضروري تصميم وإنتاج مصاعد ذات مستوى منخفض من المطالبة بالتعويض عن الأضرار ، والحد الأدنى من الصيانة ، والمواد منخفضة التلوث ، والقدرة على التكيف مع المحاور المختلفة ، ومدى ملاءمتها للإنتاج الضخم. لكل هذه الأسباب ، من الضروري استخدام وسائل التعليق من نوع الحزام مع عمر خدمة أطول بكثير ومراقبة آمنة مقارنة بكابلات الجر التقليدية ، وميزة القدرة على استخدام بكرات سحب وانحراف صغيرة جدًا.

تسمح أحزمة الجر هذه باستخدام آلات مغناطيسية دائمة لهيكل خفيف تسهل التثبيت ، وتقصير وقت التثبيت إلى الثلث وتتطلب مساحة دنيا في العمود ، وتجنب الإنشاءات الأكبر مع ما يترتب على ذلك من مساهمة في البيئة من خلال عدم طلب هياكل خرسانية مهمة لأنها هو نظام ذاتي الدعم بدون غرفة آلة.

هناك قضية أساسية أخرى تم توضيحها في العرض وهي أهمية عدم استخدام الشحوم والزيوت لتجنب تشحيم الموجهات وتزييت المكونات. يساهم النظام بشكل كبير في الحفاظ على البيئة ، حيث يوفر النظافة في العمود والحد الأدنى من الصيانة.

يجب تكييف المعدات الهيدروليكية مع التقنيات الجديدة بحيث تكون صديقة للبيئة ولا تعرض مستقبل الأجيال القادمة للخطر. يجب حظر أولئك الذين يستخدمون الزيوت المشتقة من الهيدروكربون ؛ يجب تطوير سوائل قابلة للتحلل البيولوجي وأنظمة أكثر كفاءة لتوفير الطاقة.

كان لدينا ذكاء عظيم لبناء هذه الحضارة. دعنا نستخدمه الآن لحفظه.

المرفق 1

احتراق الديزل 

كثافة الديزل: 850 جرام / لتر
دوديكان جزيء: C12H26
الوزن المولي:

• H: 1 غرام / مول
• C: 12 غرام / مول
• O: 16 غرام / مول

العناصر المتفاعلة:

C12H26 + أو₂ → كو₂ + H₂0
المعادلة: C12H26 + 37/2 (O₂) → 12CO₂ + 13H+₂0

نظرًا لأنه لا يمكننا تقسيم ذرة الأكسجين إلى قسمين ، يتعين علينا ضرب باقي العناصر وستكون الصيغة النهائية:

2 (C12H26) + 37 (O²) → 24CO₂ + 26H+₂0
2 (C12H26) → 850 غرام

نحتاج الآن لحساب الوزن المولي:

2 (C12H26) = 2 (144 جم / مول + 26 جم / مول) = 340 جم / مول
24 (كو₂) = 24 (12 جم / مول + 32 جم / مول) = 1056 جم / مول

CO₂ الانبعاث لكل لتر ديزل

لحساب المعادل بالجرام من ثاني أكسيد الكربون₂ المنبعثة ، ستكون الصيغة:

850 غرام _____ 340 غرام / مول
X _____ 1056 جرام / مول
X = (1056 جرام / مول * 850 جرام) / 340 جرام / مول = 2640 جرام = 2,64 كجم من ثاني أكسيد الكربون₂ المنبعثة لكل لتر من الديزل.

CO₂ الانبعاث اليومي من مركبات الصيانة 

* تم إجراء هذا التحليل في الصفحة 2 حيث قمنا بتطوير تلوث ثاني أكسيد الكربون من المصعد مقابل إحدى المركبات التي تقوم بصيانتها.

1 مصعد يستهلك 3.75 لتر / يوم (من سيارة واحدة)
يحتاج المصعد الواحد إلى زيارتين على الأقل شهريًا

CALCULUS = 2.64 كجم / لتر منبعث * 3.75 لتر / مركبة / مصعد * مركبتان / مصعد = 2 كجم من ثاني أكسيد الكربون₂ المنبعثة يوميًا من مركباتنا المخصصة للمصاعد.