Una historia sobre dos métodos de prueba

La primera parte ofrece una visión de los detalles y las intenciones de esta oportunidad de cambio y mejora en las pruebas periódicas de los ascensores de tracción para garantizar una operación segura.

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Un gran cambio en cómo podemos (o debemos) probar periódicamente los ascensores de tracción para garantizar un funcionamiento seguro se ha producido en Código de seguridad para ascensores y escaleras mecánicas desde la edición de 2013. Este cambio permite, con restricciones, métodos alternativos para realizar pruebas periódicas (cada cinco años). La experiencia con un sistema ha generado inquietudes indiscutibles de que el método establecido de pruebas de categoría 5 realizadas con cargas completas NO garantiza ascensores seguros de la manera en que pensamos (o esperamos). El cambio ha sido aceptado en algunas áreas de América del Norte y sigue ganando aceptación en otras.

El cambio puede ser un proceso lento; el hecho de que muchos de nosotros nos resistamos al cambio es parte de la historia. Otra parte de la aceptación es “cómo” se agregó el cambio al Código de Seguridad. La forma en que se hizo creó algunas razones específicas por las que este cambio está evolucionando. Revisar el debate y los detalles sobre las preocupaciones enmarcarán el debate y deberían contribuir a la comprensión y el progreso.

El "cómo" se refiere a la forma en que se introdujo este cambio en el Código. Ese proceso se detalla en el recuadro lateral. Centrémonos en los problemas y las preguntas que se han abordado en un proceso saludable de descubrimiento y aceptación.   

Un vistazo a lo que hemos visto en los últimos 10 años con los sistemas de herramientas electrónicas disponibles para las pruebas de Categoría 5 revela una primera preocupación para algunas autoridades competentes, lo cual no fue una sorpresa. Al hablar con algunos jefes de autoridades competentes de ascensores, escuchamos comentarios sobre ser simplemente de la vieja escuela y cierta renuencia a forzar un cambio en "su área" hasta que este nuevo método esté probado y establecido. Entendemos que algunas autoridades competentes simplemente no quieren ser las primeras en aceptarlo. Sin duda, es más fácil seguir que liderar el mercado.  

El hecho de que se haya introducido como una alternativa contribuye a que se malinterprete. Como alternativa, es algo que los contratistas pueden elegir y probar en función de un proceso individual y en ascensores individuales según su preparación. Algunos de los servicios de la cartera de un contratista se pueden gestionar fácilmente utilizando el método alternativo, mientras que otros pueden seguir utilizando pruebas de carga completa. La Norma permite tanto el método antiguo como el método electrónico. La AHJ no está forzando el cambio; depende de los contratistas elegir o no, y no tiene por qué ser un enfoque generalizado (analógico). Los contratistas pueden considerar y procesar el valor de añadir nuevos equipos de capital (herramientas) según su propio interés y capacidad. Tienen tiempo para invertir en el equipo, la formación y el aprendizaje del proceso. En las áreas en las que se utilizan pruebas electrónicas de categoría 5, ha sido un proceso de aprendizaje positivo. La capacidad de controlar el desgaste de los dispositivos de parada de un ascensor comparando los valores de las primeras pruebas con las pruebas posteriores se considera una gran ventaja desde el principio. Esto también contribuye a satisfacer la idea de una línea base en los requisitos.

Los usuarios consideran que el nuevo equipo de pruebas abre la puerta a la mejora del mantenimiento en lo que respecta a disponer de masas del sistema estadísticamente correctas y a oportunidades de mejora en la ecualización/equilibrio de los medios de suspensión del ascensor (cuerdas o correas). Se puede mejorar el rendimiento y abordar de forma profesional otras necesidades y costes de mantenimiento. Aprender sobre la tecnología y utilizarla mejora el mantenimiento y las reparaciones generales de los ascensores y supone un desafío adicional para los técnicos de ascensores cualificados de nuestra industria.

Esta evolución en el proceso de prueba de la Categoría 5 no es algo desarrollado por los contratistas de ascensores. No hay necesidad de que una autoridad competente se preocupe de que el proceso pueda favorecer a ciertos equipos o de que algún contratista tenga una ventaja. El sistema de prueba electrónico de Categoría 5 líder actual (ELVI 2) ha sido evaluado por una empresa de ingeniería de ascensores independiente (Liftinstituut). Ha sido certificado como conforme con todos los requisitos de prueba de la Norma A17.1. Una cuestión de cumplimiento relacionada con las comparaciones de "línea de base" también se ha abordado en una Certificación de desempeño A17.7 independiente. Tener una organización de certificación de ascensores autorizada (AECO) de terceros es un proceso reconocido dentro de las Normas ASME A17.  

Los algoritmos de prueba miden con precisión las fuerzas de frenado del sistema de ascensores y, en el caso de ELVI 2, se establecen en -0 y +5 % en el lado seguro. Esto garantiza la seguridad y dirige los trabajos de reparación hacia el lado seguro preferido. Los métodos de prueba electrónicos también muestran el rendimiento de frenado en toda la gama de cargas en las que pueden producirse paradas inesperadas, desde una cabina vacía hasta una parada con la carga nominal. Sabemos que las paradas de emergencia tienen la misma probabilidad de ocurrir con uno o dos pasajeros a bordo que con una carga completa de pasajeros.

El mayor aspecto positivo de las pruebas electrónicas, que sabemos que son de particular interés para las autoridades competentes, es la obtención de resultados en números discretos documentados en un informe completo, profesional, legible, preciso y fiable. Los números muestran una posición relativa del resultado de la prueba; esto es mucho mejor que cualquier lista de verificación. Se añadieron requisitos importantes y exigentes para este nuevo método en la Norma. Se exige que cualquier herramienta nueva se base en principios de ingeniería sólidos que estén documentados, validados y demostrados como capaces de producir mediciones fiables y consistentes. Se exigen y garantizan el seguimiento y la calibración. Se realizan pruebas, se evalúan los resultados y se incluyen en un informe oficial de pruebas impreso en formato pdf, que, a su vez, forma parte del Programa de Control de Mantenimiento (MCP). En conversaciones con mecánicos y técnicos, se ha observado que los detalles de este informe son la mejor prueba posible de que las pruebas se han completado de forma adecuada y correcta. Todas las pruebas se incluyen en un informe final con fecha y hora. Cuando las pruebas se realizan de forma incorrecta, el sistema informará de un "Error" y no podrá informar de un aprobado (o un reprobado). La conclusión es que si alguna vez surge una duda sobre las pruebas, los datos y el informe respaldan claramente que se realizó el trabajo y los resultados muestran un estado actual. Si alguna vez surge un problema, el técnico o mecánico tiene pruebas y respaldo de su trabajo.

Con las pruebas electrónicas, no es necesario utilizar pesos para ninguna prueba periódica (incluida la categoría 5, por supuesto). Se siguen realizando pruebas de carga completa para la aceptación de una nueva instalación o una modernización. Nos aseguran que esto seguirá siendo parte de la norma. Para las pruebas iniciales (aceptación), siempre queremos saber que el ascensor ha sido sometido a las pruebas más rigurosas. Es en este punto cuando se realizan algunas pruebas de sobrecarga y exceso de velocidad. Todo esto garantiza que el diseño del sistema y el equipo fueron correctos, y esperamos que el ensamblaje final del ascensor sea sólido. 

Durante la capacitación, señalamos que las pruebas electrónicas se pueden utilizar para garantizar la configuración, el ajuste y, potencialmente, saber que el ascensor está listo para su prueba de aceptación de carga nominal. La confianza es mayor en que pasará la aceptación cuando se utilizan pruebas electrónicas para la configuración. Durante el ajuste, podemos realizar pruebas de seguridad a una velocidad inferior a la nominal y sin carga. El método y los algoritmos funcionan, incluso en el caso de una parada de seguridad (siempre que sepamos que había suficiente velocidad para obtener una acción completa [conjunto] de los dispositivos de seguridad). Se ha sugerido que, para los ascensores de mayor velocidad, una parada de seguridad a 300 pies/min es suficiente para una actuación completa de los dispositivos de seguridad. Las pruebas preparatorias con equipo electrónico pueden posicionarnos de modo que solo sea necesario realizar una ronda de pruebas de carga, el día de la aceptación. Esto ayuda a preservar los componentes clave al no someterlos a un desgaste excesivo. Además, con respecto a los ascensores de gran altura y alta velocidad, la prueba de seguridad de cinco años podría realizarse a algo así como un máximo de 300 pies/min (1.5 m/s). Habría que cambiar el Código para permitir esto, reconociendo que las pruebas de velocidad nominales no son necesarias.

Esta mejora en las pruebas también reduce el riesgo de lesiones a los empleados de los ascensores. Podríamos haber mencionado esto primero. Al no incluir los carros de pesaje en las pruebas de categoría 5, minimizamos la necesidad de mover carros de pesaje pesado. Esta es una gran oportunidad para reducir las lesiones en la espalda y las manos causadas por mover peso. 

También reducimos las posibilidades de daños a la propiedad del cliente: la posibilidad de que los carros de pesaje golpeen las entradas y las paredes y dañen los pisos es un problema solo en Acceptance. El efecto de desgaste de las pruebas (y la preparación para las pruebas) también se puede reducir. La falta de carros de pesaje también conlleva el costo de la logística: tiempo y combustible para la entrega de los carros a un sitio. Los técnicos de ascensores pueden concentrar su tiempo en el mantenimiento significativo y necesario del ascensor en lugar de las reparaciones causadas por las pruebas de carga completa. No tenemos que intentar romper o casi romper piezas (sin saberlo) para asegurarnos de que nuestros dispositivos de detención clave están funcionando. Parece una idea tonta; pero es un hecho de la vida hacer pruebas de peso rudimentarias.  

En la barra lateral que detalla lo que incluye el nuevo Código, su autor habla sobre el hecho de que pesar los carros y los contrapesos (conocer las masas del sistema) es una adición muy adecuada a las pruebas periódicas. Nunca se incluyó oficialmente en la Norma de Seguridad, probablemente porque el Código de América del Norte se centra cuidadosamente en no ser prescriptivo. La experiencia ha demostrado que los pesos (masas) de los elevadores a menudo son diferentes de los originales (placa de datos de la cruceta), y este hecho importante no está documentado. Esta es una situación potencialmente peligrosa. Tratamos la importancia de conocer las masas en otro artículo: Pesos del sistema de ascensor: una masa crítica (ELEVATOR WORLD, febrero de 2024). Tenga en cuenta aquí que hay otra "nueva" adición que requiere una placa de datos de porcentaje de sobrebalanceo del contrapeso en ASME A17.1-2019 / CSA B44-19El código y la seguridad se pueden mejorar.   

Con respecto a la enorme ventaja de que las pruebas electrónicas son numéricas y perspicaces, cuando realizamos pruebas de peso, no tenemos ninguna posibilidad de saber si una prueba simplemente provocó que nuestra fuerza de frenado se viera comprometida, y puede que no haga lo que se necesita la próxima vez. También es posible medir un aprobado en los frenos porque el contrapeso es demasiado pesado en comparación con el automóvil (y los frenos en sí no están donde deberían estar). La simple observación en las pruebas de carga nos brinda poca información y ninguna documentación de que una prueba haya sido un aprobado claro o estuvo muy cerca de fallar.

Las pruebas con cargas nos han resultado muy útiles. Nos han dado cierta seguridad, como se ha señalado, durante más de un siglo, a partir del primer Código de Seguridad para Ascensores de 1921. Se basaba en una tabla útil con parámetros básicos de velocidad y masa. Los ingenieros de sistemas de ascensores que siguieron apoyando ese método contribuyeron a desarrollar el concepto de prueba alternativa. El código puede evolucionar en función de la experiencia técnica, lo que, a su vez, mejora la seguridad de los ascensores, todo ello sobre la base de un mejor mantenimiento.

Ahora sabemos que algunas cosas del método antiguo no son tan fiables ni tan consistentes como pensábamos. Una de las cosas que se aborda con énfasis en el nuevo método es la verificación de las masas del sistema. Si las masas que “sabíamos” eran inexactas o aproximadas, ¿qué tan consistentemente correcto era el método que utilizaba la tabla? ¿Se validaban necesariamente las pruebas a la velocidad nominal?  

Las distancias de frenado varían (según otros factores del sistema, como el diseño de la cuerda) y no siempre coinciden con las estimaciones establecidas en esas tablas. Las variaciones mecánicas, ambientales y del proceso de prueba del sistema pueden producir resultados poco fiables y potencialmente inseguros. Afortunadamente, en el mundo de los ascensores, tenemos redundancia en la seguridad de frenado, por lo que hasta ahora esos efectos probablemente han sido cubiertos por la redundancia. Sabemos por una investigación del código realizada en 1987 que un dispositivo de frenado secundario podría haber estado actuando y contribuyendo a la parada de prueba de carga completa. En un poco de sorpresa, el comité de Normas lo permitió, aparentemente satisfecho de que los ascensores tienen un respaldo redundante. Las pruebas alternativas van más allá y no lo permiten: la prueba en cada dispositivo DEBE estar aislada del dispositivo que se está midiendo. Las pruebas electrónicas existentes no permiten una prueba que no esté aislada. El software lo verá como un error en la prueba y deberá repetirse hasta que se complete una prueba válida.   

Además, en las pruebas de carga, el punto exacto en el que se inicia la parada de los dispositivos de seguridad en el descenso tiene un efecto directo sobre las distancias de frenado. El peso del contrapeso y la longitud de la cuerda a cada lado provocan un efecto de resorte mayor o menor. Hemos descubierto que la hipótesis original de la tabla de que el contrapeso está en el aire (y no hay efecto) no se sustenta en las pruebas electrónicas aproximadamente el 75% de las veces. Este hecho, ahora conocido, afecta de manera directa e inconsistente a las fuerzas de frenado de los dispositivos de seguridad, los frenos y el amortiguador. Las diferencias en las construcciones de las cuerdas también afectan las distancias de deslizamiento y de frenado. Diferencias como estas no son discernibles en las pruebas de carga completa, pero se tienen en cuenta en las pruebas electrónicas. Otra cosa que es exclusiva del sistema Henning ELVI 2 es que su medición de las fuerzas de frenado de seguridad puede decirnos con precisión si los dispositivos de seguridad del ascensor probado pueden hacer frente al peor escenario posible: si los dispositivos de seguridad pueden detener una cabina que está en caída libre porque ha perdido completamente los medios de suspensión.

Nuestra industria tiene la suerte de contar con técnicos que reflexionan sobre su trabajo, hacen preguntas y exigen respuestas y explicaciones. A lo largo de los años en los que hemos hablado sobre el nuevo método de prueba y hemos capacitado a cientos de técnicos hasta ahora, hemos tenido algunas preguntas y discusiones interesantes sobre el método antiguo y sobre la nueva forma.

Ya hemos señalado que la Norma de Seguridad de Ascensores sigue exigiendo realizar pruebas de aceptación iniciales con cargas nominales. Reducir la dependencia generalizada de los pesos de prueba reducirá las reparaciones causadas por el efecto de desgaste de las pruebas (o la preparación para las pruebas). Hay algunos casos en los que se necesitan pesos durante el mantenimiento y la evaluación de la capacidad y el rendimiento de los componentes clave del sistema. Uno de ellos es la unidad de accionamiento de potencia. Como procedimiento de mantenimiento, esto a veces se hace para comprobar si el accionamiento ha perdido su capacidad de convertir la potencia para hacer funcionar el motor de manera eficiente al mover un ascensor en funcionamiento con carga. Cuando existe una preocupación sobre la función del accionamiento, se añade peso gradualmente, ya que tener el ascensor cargado apoyado sobre el amortiguador puede causar un desafío de mantenimiento adicional: sacar el peso para poder levantar la cabina del amortiguador. Nos hicieron esta pregunta durante una presentación técnica sobre pruebas electrónicas de categoría 5 hace unos años. Nuestra respuesta a esto es que evaluar la función del accionamiento es una actividad de mantenimiento normal. Creemos que tiene sentido no esperar y descubrir que hay un problema en el accionamiento como parte de las pruebas de categoría 5. Las pruebas periódicas no se idearon para ese propósito. Si el mantenimiento depende de esto, puede que se descubra demasiado tarde, y haya que esperar a la siguiente prueba de cinco años o que se realice durante la Categoría 5 y luego enfrentarse al desafío de tener que quitar peso del coche. Ese proceso lleva mucho tiempo y tiene algunos problemas de seguridad funcional relacionados. Es mejor abordarlo con cuidado y previsión en lugar de que nos sorprenda en las pruebas de la Categoría 5.

En otra sorpresa reciente relacionada con una amplia “dependencia” existente de los pesos de prueba, hubo una sugerencia errónea de que se necesita una carga nominal para probar los interruptores de límite. Recibimos una pregunta de AHJ sobre que los interruptores ETSL (límite de parada de emergencia) parecen necesitar ser probados con pesos. Tuvimos que discutir y responder preguntas sobre el lenguaje en otro documento [ASME A17.2-2020 (revisión de A17-2-2017) Guía para la inspección de ascensores, escaleras mecánicas y pasillos móviles]. Este documento es una guía que incluye procedimientos de inspección para ascensores de tracción eléctrica. En la mayoría de las jurisdicciones, esta guía se entiende como una guía y no se considera parte del Código. También explicamos, después de una lectura cuidadosa, que las referencias a la aplicación de carga en la cabina eran oblicuas y en realidad se incluían en una sección que hablaba sobre la prueba de los amortiguadores de aceite (que se incluye directamente en las secciones de Pruebas alternativas). Parece que el lenguaje de la guía A17.2 debe alinearse con este desarrollo actual. Por último, no pudimos encontrar un ingeniero que estuviera de acuerdo en que la carga en una cabina de ascensor tendrá algún efecto sobre si se activa o no un interruptor mecánico.

Hace muy poco se hizo una pregunta que sugería preocupación por el hecho de que hay energía cinética involucrada cada vez que se ejecuta una frenada. Creemos que la idea detrás de esta pregunta era que la energía cinética y el momento con un automóvil completamente cargado crean un mayor desafío para detenerse que el que tendríamos con un automóvil vacío. Según la física (Segunda Ley del Movimiento de Newton), la fuerza de frenado es siempre la misma. Nuevamente, F = ma donde la fuerza es igual a la masa por la aceleración. Cuando la masa varía (desde sin carga hasta la carga nominal completa), el resultado es una distancia más larga para detenerse; aunque la fuerza de frenado siempre permanece igual.

Con la fuerza cinética, el principio es muy similar, con variaciones de algoritmo que requieren ir a Fuerza (Energía) por distancia (E = F^*d) Cuando hay más energía cinética, la distancia de frenado será mayor. La fuerza cinética se relaciona con la Ley de conservación de la energía. Los algoritmos que utilizan la física y la ingeniería son necesarios e integrales para comprender las fuerzas de frenado; la energía necesaria para detener un automóvil es mayor a medida que aumenta la velocidad. Sin duda, hay que tener en cuenta algunas cuestiones relacionadas con el calor generado por los frenos, los dispositivos de seguridad o la energía absorbida en un amortiguador. Por supuesto, los algoritmos de prueba deben tenerlos en cuenta. Podemos estar tranquilos de que, en las distancias de frenado relativamente más cortas en la dirección descendente de un ascensor (a velocidad nominal o a exceso de velocidad), la cantidad de calor generado probablemente no tenga un gran efecto en la fuerza de frenado. Al final del día, tenga la seguridad de que los sistemas recientemente desarrollados deben tener en cuenta la física de manera cuidadosa y correcta.  

En el último siglo, hemos depositado mucha fe en la observación de la detención de un ascensor con peso y hemos llegado a creer que esto solo se puede comprobar y confirmar mediante una prueba de velocidad nominal más una prueba de carga nominal. En realidad, después de la prueba, nuestra observación de los resultados de la prueba (el deslizamiento) es limitada y la precisión es, en el mejor de los casos, una aproximación. Con pruebas medidas (incluso con una cabina vacía) y los algoritmos correctos, tenemos un grado de exactitud y precisión que nunca podríamos tener al hacer una simple observación visual. Agradecemos a los técnicos reflexivos y cuestionadores del Medio Oeste y el área de Chicago donde se han planteado preguntas como estas.

Esperamos haber logrado nuestro objetivo de presentar aquí una visión completa (¿exhaustiva?) de los detalles e intenciones de esta oportunidad de cambio y mejora en las pruebas periódicas. Este era nuestro objetivo para la primera parte. La segunda parte, que se publicará en un próximo número, ofrecerá una formación completa y gráfica sobre todos los elementos de las pruebas electrónicas de categoría 5 completas de ascensores de tracción. Cuando vea lo que se incluye, también sabrá que estas pruebas cumplen su función y nos llevan más lejos en la dirección de un mejor mantenimiento y ascensores más seguros.