Selección y análisis de ascensores en 1898, segunda parte

Una mirada a cómo William H. Bryan abordó las preguntas en la reunión de diciembre de 1898 del Capítulo de Nueva York de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos

La primera parte de este artículo analiza el desarrollo de las especificaciones para un sistema de ascensores requerido en un “edificio comercial moderno” de ocho pisos (ELEVATOR WORLD, agosto de 2012). Este tema fue el tema principal de un trabajo titulado “La planta mecánica de un edificio comercial moderno” presentado por William H. Bryan (1859-1910) en la reunión de diciembre de 1898 del Capítulo de Nueva York de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos (ASME). La segunda parte abordará la respuesta del licitante, los cambios en las especificaciones, la selección de la máquina y las pruebas que se realizaron para determinar si el fabricante había cumplido con las “garantías del contrato”. Las especificaciones exigían que se ubicaran ocho ascensores (dos de pasajeros y seis de carga) a lo largo del perímetro del edificio. Los ascensores de pasajeros (numerados “1” y “2” en el plano) estaban ubicados a lo largo de la pared exterior suroeste del edificio.

Bryan, que había sido uno de los ingenieros principales del proyecto, señaló que de todas las ofertas recibidas por el edificio, "la selección del sistema de ascensores presentó las mayores dificultades". También informó sobre lo que es, quizás, un escenario familiar hoy en día: todas las ofertas de ascensores se consideraron "excesivas en precio". La solución fue revisar las especificaciones y solicitar nuevas ofertas. Las capacidades de los ascensores se revisaron en la tabla 1.

Sin embargo, los montacargas debían diseñarse "para poder transportar" las cargas originalmente especificadas "a velocidades reducidas". Los postores también pudieron sustituir rieles de madera en lugar de rieles guía de acero, el costo máximo de las cabinas de pasajeros se redujo de US $ 300 a US $ 200 y se eliminaron los “indicadores”. El último cambio sirve como recordatorio de que una amplia variedad de funciones de ascensores se consideraban "opcionales" a finales del siglo XIX.

La segunda ronda de licitación siguió el mismo formato que la primera en que se solicitaron ofertas para sistemas de ascensores de vapor, hidráulicos y eléctricos, un hecho que enfatizó la presencia de tecnologías competidoras más antiguas (vapor), actuales (hidráulicas) y nuevas (eléctricas). Los ingenieros, arquitectos y clientes optaron por aceptar las ofertas del plano del ascensor eléctrico. Según Bryan, esta selección fue el resultado de una "investigación exhaustiva" que reveló que estos ascensores serían "más económicos". . . debido a las ligeras cargas que se llevan habitualmente ”. También señaló que esta selección resultó en "algunos ahorros en el primer costo" y una "disposición mucho más compacta en la sala de máquinas".

El contrato fue adjudicado a Sprague Electric Elevator Co., que especificó su modelo Tipo X38 para los dos elevadores de pasajeros y dos de los elevadores de carga (máquinas de 1500 libras de capacidad) y su modelo Tipo Z para los otros cuatro elevadores de carga (1800 -lb. de capacidad de las máquinas). Ambas eran cajas de ritmos que presentaban engranajes helicoidales en tándem, siendo la principal diferencia el uso del control de solenoide en las máquinas Tipo X38 y el control del motor piloto en las máquinas Tipo Z. Sprague Electric Elevator dijo que podría proporcionar los ocho ascensores a un costo de US $ 22,070, y el motor, dínamo y “accesorios” adicionales necesarios por US $ 3,134 adicionales; por lo tanto, el costo total fue de US $ 25,204 XNUMX.

Después de la instalación del ascensor, Bryan supervisó una serie de pruebas que buscaban "determinar si se habían cumplido las garantías del contrato". Un montacargas tipo X38 y un montacargas tipo Z fueron sometidos a pruebas "exhaustivas" y "detalladas de capacidad, velocidad y eficiencia". Las pruebas emplearon cuatro métodos. Para las diversas pruebas de carga, la carga viva se obtuvo pesando. El voltaje, la velocidad y la corriente se midieron mediante “lecturas simultáneas” tomadas a “2.5 s. intervalos ", con la corriente" verificada por dos instrumentos, dos observadores que leen de forma independiente ". La "velocidad de desplazamiento" se calculó "dividiendo las revoluciones del inducido por la relación conocida entre la velocidad del inducido y la velocidad del automóvil". Finalmente, la “potencia consumida por viaje” se obtuvo “trazando las curvas de las lecturas de corriente, cuyo arco, multiplicado por el voltaje, da los vatios hora por viaje. Esto se redujo a una milla de viaje al multiplicar los vatios hora por viaje por la fracción de que un viaje de ida y vuelta es de 1 mi ”. Bryan usó estos datos para producir una tabla que indicaba los kWh por auto mi. para varias cargas y velocidades, y un gráfico que trazó los "datos observados" de la máquina Tipo X para tres condiciones de carga a velocidades bajas y altas.

Un vatímetro colocado en el tablero de distribución midió la energía eléctrica consumida por la planta de ascensores. Se mantuvieron registros para el período comprendido entre el 12 de julio y el 27 de julio de 1898 (138.5 horas de funcionamiento). Durante este período, la "energía eléctrica utilizada por los ocho ascensores" fue de "1,920 kilovatios hora, o una potencia eléctrica promedio por hora de 18.6 para la planta, o 2.3 caballos de fuerza por ascensor". Para el mes completo entre el 2 de julio y el 2 de agosto (283.5 horas de funcionamiento), la "potencia eléctrica promedio fue de 19.2, o 2.4 por ascensor". Curiosamente, no se mantuvieron registros de la distancia de viaje. Bryan afirmó que podía estimar la distancia recorrida durante el período comprendido entre el 12 y el 27 de julio de la siguiente manera: supuso una eficiencia promedio de 4 kW por coche mi; por lo tanto, 1,902 kWh dividido por cuatro arrojó una distancia media de viaje de 480 millas.

Luego, Bryan determinó que si cada uno de los ocho ascensores realizaba un viaje de ida y vuelta, la distancia total recorrida sería de 1,608 pies o 0.304 millas. Bryan dividió la distancia media recorrida (480 millas) por 0.304 para encontrar el número de viajes de ida y vuelta que ocurrieron en las 138.5 h. de operación: 1,576 en total. Esto se desglosó además en 11.4 viajes por hora, lo que equivale a 5.25 min. por viaje de ida y vuelta. Bryan creía que este tiempo de viaje estimado excedía las condiciones laborales normativas. Señaló que la distancia promedio de viaje de ida y vuelta era de 201 pies y que se podía suponer que la velocidad promedio era de 200 pies por minuto; por lo tanto, afirmó que el viaje de ida y vuelta promedio podría "haberse realizado en aproximadamente un minuto". En esta estimación, Bryan no tuvo en cuenta el tiempo asociado con la apertura y el cierre de las puertas del ascensor y el tiempo dedicado a cargar y descargar la cabina. No obstante, usó su tiempo de viaje estimado para determinar que los ascensores "promediaron" aproximadamente el 20% de su "tiempo en movimiento", en lugar del 30-50% que se había "asumido originalmente para el servicio máximo".

Bryan también informó que, cuando se instaló por primera vez, los “dispositivos de arranque” del motor del ascensor se “fijaron en 2.5–3 segundos”, lo que provocó que la corriente de arranque excediera la corriente de funcionamiento en más del 50%, lo que excedía las especificaciones. Sin embargo, la hora de inicio de la especificación supuesta se había fijado en 5 s .; cuando los dispositivos de arranque se restablecieron a este tiempo, informó: "Esta condición de la especificación se cumplió prácticamente". Con respecto a este parámetro en particular, Bryan señaló que afectó tanto el uso de energía como la experiencia de los pasajeros:

"Es una cuestión de juicio, por lo tanto, si los inquilinos prefieren un arranque lento y fácil y una planta eléctrica que funcione sin problemas, o un arranque rápido y, en consecuencia, una demanda severa y repentina sobre la dínamo y el motor".

Después de su presentación, los miembros del Capítulo de Nueva York de la ASME participaron en una animada sesión de preguntas y respuestas. El grupo incluía a Charles R. Pratt (co-inventor, con Frank J. Sprague, del elevador eléctrico de tornillo) y George H. Hill, un ingeniero empleado por el elevador eléctrico Sprague. Esta discusión, grabada y publicada con el artículo de Bryan en los procedimientos de la sociedad, fue similar en tono y contenido a las que ocurrieron en Elevcon USA 2012 (EW, agosto de 2012). Esto sirve como recordatorio de que las investigaciones sobre el funcionamiento y la eficiencia de los ascensores han sido un aspecto del diseño, la aplicación y la evaluación del sistema durante mucho tiempo.