Modelado de detección de fallos en puertas de ascensores mediante fusión de sensores

Este artículo se presentó por primera vez en el 15.º Simposio de tecnologías de ascensores y escaleras mecánicas en septiembre de 2024 y se publicó en liftescalatorlibrary.org.

por Daan Smans

Keywords: Puertas, efecto multiplicador, fusión de sensores, aprendizaje automático, Internet de las cosas (IoT)

Resumen

Aunque el acero y el hormigón permiten construir cada vez más alto, y el vidrio y los sistemas de control ambiental hacen que los edificios altos sean habitables, son los ascensores los que realmente los hacen utilizables. Como era de esperar, los ascensores ocupan cada vez más un lugar central en los edificios.

El valor percibido de un ascensor depende en gran medida de su rendimiento real, generalmente expresado en términos de "disponibilidad" o "tiempo de actividad". Compensar el tiempo de inactividad añadiendo ascensores adicionales al núcleo de un edificio no es una solución viable. La mayor superficie ocupada por el/los hueco(s) de ascensor reduce la superficie habitable disponible del edificio, lo que disminuye su viabilidad económica. Por lo tanto, el tiempo de inactividad debe mitigarse de forma diferente.

Al examinar la anatomía del ascensor como sistema, resulta evidente que la variable más importante en su diseño es el número de puertas necesarias. Con una proporción de ≥1 por planta, el sistema de puertas multiplica el esfuerzo y el material. Los sistemas de puertas también se encuentran entre las partes más utilizadas del ascensor, ya que suelen abrirse y cerrarse cíclicamente con cada viaje con carga, o incluso con mayor frecuencia. Por consiguiente, los sistemas de puertas defectuosos suelen ser la causa de la mayor parte de las paradas imprevistas del ascensor.

Las tecnologías emergentes, como la fusión de sensores, combinan datos de numerosos sensores (p. ej., sensores ópticos, acelerómetros, giroscopios, sensores de temperatura, humedad, presión barométrica, etc.), lo que mejora la precisión y la fiabilidad en la detección de posibles fallos. Entre otras cosas, esto permite supervisar el estado técnico de cada puerta por planta. Al agregar esta gran cantidad de datos a lo largo del tiempo, el aprendizaje automático (ML) permite identificar dónde pueden surgir problemas y cuándo deben abordarse. El Internet de las Cosas (IdC), como infraestructura principal, permite que estas tecnologías sean escalables de forma cada vez más económica.

1. Introducción

Desde la perspectiva del mantenimiento de un ascensor, las puertas suelen ser la variable clave para evaluar el esfuerzo total de mantenimiento necesario para el correcto funcionamiento del equipo. A diferencia de otros subsistemas de ascensores, el número de puertas en un ascensor se multiplica con cada planta del edificio, especialmente cuando un ascensor está configurado con una entrada frontal y otra trasera a la cabina. 

Para que los pasajeros puedan usar un ascensor, las puertas deben abrirse y cerrarse cíclicamente en las plantas de llegada y de destino para permitir la entrada y salida de pasajeros. Por lo tanto, las puertas suelen ser una de las partes más transitadas del ascensor. El estándar de la industria son las puertas correderas automáticas, ya que aumentan la eficiencia y la comodidad del flujo de pasajeros. Las piezas móviles necesarias para esta operación están sujetas a desgaste que se acumula con el tiempo debido al uso habitual del ascensor. 

El desgaste, combinado con el efecto multiplicador mencionado anteriormente (es decir, una proporción de ≥1 puerta por planta), convierte al sistema de puertas del ascensor en el área clave del mantenimiento general. Además, la mayoría de las averías se producen en los sistemas de puertas.^{[ 1 ]} Sin embargo: ¿Cómo se determina la necesidad real de mantenimiento por puerta? Al combinar datos de sensores ubicados directamente sobre las puertas y alrededor de ellas, el análisis de datos basado en la fusión de sensores puede ayudar al personal de mantenimiento a tomar decisiones más informadas sobre qué tipo de mantenimiento se necesita, dónde y cuándo. 

En apoyo de dicha Conclusión (Sección 5), este trabajo cubrirá las siguientes áreas: 

• Anatomía de puertas correderas de accionamiento automático para ascensores (fundamental)
• Enfoque convencional para el mantenimiento de puertas de ascensores (contexto relevante)
• El concepto de Sensor Fusion aplicado a puertas de ascensores (aplicación práctica)

2. Anatomía de las puertas correderas automáticas para ascensores

El propósito de esta sección es proporcionar conocimientos básicos sobre el funcionamiento de las puertas correderas automáticas para ascensores, el estándar actual de la industria. Esto se hace para que este documento sea más accesible como lectura independiente para quienes no están especializados en tecnología de ascensores, pero no pretende ser exhaustivo. Para más información sobre la tecnología de puertas de ascensores, consulte la obra estándar. Ascensores 101 Se recomienda por Zack McCain.

A lo largo de los 172 años de historia transcurridos desde que Elisha Otis inventó el polipasto de seguridad que hizo posible el ascensor moderno tal como lo conocemos hoy,^{[ 2 ]} Las puertas de ascensor han presentado diversos diseños, a menudo impulsados ​​por la necesidad de mayor seguridad. Los primeros mecanismos de las puertas de ascensor consistían en simples puertas con bisagras que se abrían y cerraban manualmente o con la ayuda de sistemas mecánicos. 

El desarrollo de la puerta de ascensor moderna es fundamentalmente una historia del siglo XX.^{[ 3 ]} A medida que la tecnología avanzaba, surgieron diseños más sofisticados. El estándar actual de la industria son las puertas correderas de accionamiento automático. Este tipo de puertas se abren y cierran automáticamente mediante múltiples paneles que se deslizan uno sobre otro para ahorrar espacio. La Figura 1 ofrece un esquema general de las configuraciones típicas de puertas correderas. 

Los mecanismos de las puertas de los ascensores están diseñados para garantizar la carga y descarga segura y eficiente de pasajeros y mercancías, según corresponda. La función principal de las puertas es abrirse y cerrarse para facilitar la entrada y salida de los pasajeros. Para que las puertas funcionen automáticamente de forma segura y cómoda, se utilizan sensores y sistemas de control que detectan el movimiento de los pasajeros, garantizando así un funcionamiento puntual y seguro.

Los ascensores utilizan dos tipos de puertas: las que dan a la cabina (es decir, las "puertas de cabina") y las que dan al hueco del ascensor en cada rellano accesible del edificio (es decir, las "puertas de rellano"). Un requisito fundamental para el diseño de las puertas de los ascensores es que solo puedan funcionar si el suelo de la cabina está alineado, dentro de los límites de tolerancia aceptados, con un rellano del edificio. Esto se conoce como la zona de rellano de la cabina. 

Por lo tanto, solo se necesita un operador de puerta ubicado en la cabina del ascensor. Para que las puertas de la cabina abran y cierren las puertas de piso de forma segura y suave, utilizan un mecanismo de embrague que desbloquea la puerta de piso correspondiente, permitiendo que la puerta de la cabina las abra o cierre simultáneamente. Las puertas funcionan mediante un motor eléctrico, controlado por una unidad de control de puerta específica o, en su defecto, por el sistema de control principal del ascensor. Existen dos tipos comunes de configuraciones de operadores de puerta:

Operador de puerta armónico: un accionamiento armónico, es decir, un motor eléctrico que contiene un dispositivo mecánico de cambio de velocidad que reduce la relación de transmisión de una máquina rotatoria para aumentar el torque, hace girar una rueda que está unida a un conjunto de brazos metálicos que tiran o empujan los paneles de la puerta para abrirlos o cerrarlos.

Operador de puerta de correa lineal: un accionamiento lineal, es decir, un motor eléctrico que impulsa una correa dentada horizontal conectada a las puertas para hacer que se abran y se cierren, que utiliza una correa para mover los paneles de la puerta para abrirlos o cerrarlos.

Los paneles de las puertas se cuelgan en la parte superior de rieles mediante rodillos, y en la parte inferior, mediante guías que se deslizan a través de un umbral de puerta integrado en la cabina, respectivamente, en cada piso de rellano. Normalmente, cada panel de puerta cuenta con dos rodillos de suspensión que se deslizan sobre los rieles, o bien dentro de ellos, y dos rodillos de empuje debajo de estos, que evitan que se salgan. Las guías suelen ser piezas estáticas de acero recubiertas de plástico, fieltro u otro material resistente pero relativamente blando, para garantizar un deslizamiento suave y silencioso de las puertas a través del umbral. 

Existen diversas razones por las que las puertas de un ascensor podrían tener que reabrirse inesperadamente. Para mitigar el riesgo de lesiones personales, daños a las mercancías o a las puertas del ascensor, las puertas correderas automáticas deben contar con un dispositivo de reapertura (también conocido como "banda de seguridad") que las reabra cuando un pasajero u objeto las obstruya. Este puede ser de contacto mecánico (normalmente "parachoques") o sin contacto (normalmente "cortinas de luz" o, alternativamente, una "célula fotoeléctrica" ​​en los modelos más antiguos). 

Tanto las fotocélulas (de un solo haz) como las cortinas de luz (de varios haces) funcionan con rayos infrarrojos que mantienen las puertas del ascensor abiertas mientras alguno de los haces esté obstruido. Esto permite a los pasajeros entrar y salir del ascensor libremente sin riesgo de contacto físico con las puertas. La ventaja de usar una cortina de luz en lugar de una fotocélula es que la primera puede detectar prácticamente toda la superficie de la puerta, mientras que la segunda solo detecta posibles obstrucciones en un punto. 

Una cortina de luz bien diseñada incorpora métodos para reconocer cuándo los haces de luz han estado bloqueados durante un período considerable. Esta función, conocida como "empuje", alertará y señalará a la persona que está bloqueando las puertas. El empuje hará que el mecanismo de cierre funcione a menor velocidad y par para cerrar las puertas con suavidad y reabrirlas si es necesario.

A diferencia de las cortinas de luz, los parachoques de puerta (también conocidos como "tope de puerta" o "bordes de seguridad mecánicos") activan la retracción de las puertas solo al entrar en contacto con un pasajero o un objeto. Si bien son relativamente seguros, ocasionalmente pueden fallar y, por lo tanto, no retraerse al colisionar con un pasajero. Por consiguiente, la mayoría de los parachoques de puerta se han reemplazado por cortinas de luz que ofrecen un rendimiento más confiable. Se pueden encontrar excepciones en varios países asiáticos, como Japón, Corea del Sur, etc., donde los parachoques de puerta más nuevos incorporan cortinas de luz para mayor protección. 

Las puertas de piso deben estar cerradas y bloqueadas antes de permitir el movimiento de la cabina del ascensor. La excepción es el movimiento a la llamada "velocidad de nivelación" (es decir, cuando un ascensor necesita realinear el piso de la cabina con el piso del piso correspondiente), lo cual se permite con las puertas abiertas. El enclavamiento (también conocido como "bloqueo de puerta") es un mecanismo de seguridad que garantiza que:

• La cabina no puede moverse a menos que todas las puertas estén bien cerradas;
• No se puede abrir las puertas de aterrizaje a menos que la cabina esté presente;
• Las puertas del ascensor quedan bloqueadas de forma segura cuando la cabina está en movimiento.

Durante las décadas de 1970 y 1980, hubo varios accidentes que involucraron a pasajeros de ascensores que abrieron manualmente las puertas de la cabina al intentar abrir las puertas de aterrizaje liberando manualmente su enclavamiento como medio para autoevacuarse de un ascensor detenido entre pisos.^{[ 4 ]} Para mitigar este riesgo de seguridad, se introdujeron limitadores de puertas para evitar que las puertas de la cabina se abran más allá de un espacio estrecho cuando la cabina no está dentro de su zona de aterrizaje.

No obstante lo anterior, cada puerta de piso cuenta con un mecanismo de anulación mecánica operado manualmente, que permite al personal autorizado (es decir, a los técnicos de ascensores) acceder al hueco del ascensor mediante una llave especial para desbloquear la puerta, conocida como "llave de desbloqueo". Esta anulación manual puede activarse independientemente de si la cabina del ascensor se encuentra dentro de su zona de piso. El desbloqueo manual de las puertas de piso del ascensor se realiza normalmente durante el mantenimiento del ascensor o en caso de emergencia, como cuando los pasajeros quedan atrapados.

Por todo lo anterior: Cualquier pieza móvil del sistema de puertas del ascensor es susceptible de degradarse con el tiempo debido al desgaste por el uso normal. Sin embargo, dependiendo de diversos factores (como la función específica, la intensidad de uso, el material utilizado, las condiciones climáticas, etc.), algunas piezas se degradan más rápido que otras. La siguiente sección abordará la degradación de las puertas de ascensor por desgaste, así como las prácticas convencionales para su mantenimiento.

3. Enfoque convencional para el mantenimiento de las puertas de los ascensores 

Dadas las posibles consecuencias graves de los ascensores inseguros para los usuarios, los organismos reguladores de todo el mundo han exigido un mantenimiento preventivo regular de los ascensores. La frecuencia de mantenimiento preventivo varía según el mercado, en función de los requisitos regulatorios establecidos y aplicados por la autoridad competente correspondiente. Por ejemplo, existen mercados donde la frecuencia puede determinarse en gran medida entre el propietario del ascensor y el contratista de mantenimiento (con al menos una visita anual obligatoria), mientras que en mercados donde la frecuencia de mantenimiento está prescrita por la regulación. 

Los principios básicos de los enfoques convencionales para el mantenimiento de cualquier equipo electromecánico se pueden subdividir en dos categorías:

El mantenimiento preventivo busca abordar la degradación del equipo causada por el desgaste debido al uso normal. El desgaste suele provocar daños que hacen que el sistema deje de funcionar en condiciones óptimas, pero aún pueda funcionar satisfactoriamente.^{[ 5 ]} 

El mantenimiento correctivo busca solucionar averías en equipos cuyo desgaste ha provocado un fallo por el cual el sistema ya no puede funcionar satisfactoriamente (un cambio que produce una reducción inaceptable en la calidad).^{[ 5 ]} Otra causa de averías en los equipos puede ser el uso incorrecto del ascensor por parte de los pasajeros (tanto involuntario/accidental como intencionado/vandálico). 

Lo anterior aplica al mantenimiento de ascensores en general, respectivamente, y también a las puertas de ascensores en particular. Con el fin de armonizar, dirigir y controlar las actividades de mantenimiento, se codificaron conjuntos de normas ampliamente aceptadas. Por ejemplo, la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos (ASME) ya incluía una sección dedicada al mantenimiento cuando publicó su primer código en 1921.^{[ 6 ]} Posteriormente, las empresas especializadas en el mantenimiento de ascensores han basado sus denominados Programas de Control de Mantenimiento (PCM) en dichos códigos.

Equipos para puertas de ascensores	Tipo
Operador de puerta, enlaces y correa	Yo, A, R
Interruptor de puerta y enclavamientos	Yo, A, R
Rodillos de puertas de cabina y de rellano	Yo, r
Velocidades y tiempos de las puertas	I A
Limitadores de puerta	Yo, A, R
Cierrapuertas y dispositivos relacionados	Yo, A, R
Rieles de puertas y hangares	Yo, C, L
Embrague de puerta y mecanismos de acoplamiento	Yo, A, L
Presión de la puerta	I A
Cierre forzado, empujoncitos	I A
Vigas de puerta, protectores de obra y astrágalos	Yo, A, R

En esencia, el mantenimiento preventivo de ascensores consiste en un proceso de inspección, lubricación, limpieza y ajuste rutinarios de piezas, componentes y/o subsistemas para garantizar que el rendimiento del ascensor cumpla con los requisitos de la normativa aplicable. Los MCP lo guían prescribiendo los trabajos necesarios a realizar, proporcionando un registro del trabajo realizado y almacenando los registros de finalización. Es comúnmente aceptado que, al seguir estos procedimientos de forma diligente y constante, el mantenimiento preventivo reduce el riesgo de paradas inesperadas del ascensor y, a la vez, aumenta su vida útil restante, al evitar una degradación excesiva.

En lo que respecta específicamente a los sistemas de puertas del ascensor, la Tabla 1 describe lo que los MCP suelen cubrir (aunque no se limitan a ello) con respecto a las actividades de mantenimiento preventivo y correctivo.

A pesar de las numerosas ventajas que ofrecen los MCP, la aparición de nuevas tecnologías también ha puesto de manifiesto las limitaciones de los MCP convencionales. En particular, estos no tienen en cuenta variables clave como la intensidad de uso a lo largo del tiempo, la calidad de los materiales empleados, las condiciones climáticas en el hueco del ascensor y la sala de máquinas, etc. Los avances en las tecnologías digitales están habilitando cada vez más las capacidades necesarias para tener en cuenta estas dinámicas. Esto, a su vez, ha propiciado la aparición de estrategias de mantenimiento predictivo y basado en la condición. ^{[ 7,8 ]} 

La siguiente sección cubrirá una breve historia sobre la introducción de los primeros sistemas de monitorización remota en la industria de los ascensores, sus propósitos, cómo evolucionaron con el tiempo y, en última instancia, cómo esto ha llevado al último desarrollo basado en el concepto de fusión de sensores.

4. El concepto de fusión de sensores aplicado a las puertas de ascensores

Muchas de las principales empresas de ascensores del mundo desarrollaron e introdujeron sus primeras versiones de sistemas de monitorización remota (RMS) hace casi cuatro décadas. Estos sistemas de primera generación se basaban principalmente en datos preprocesados ​​del sistema de control del ascensor mediante análisis rudimentarios y algunos sensores. Estos sistemas se desarrollaron antes de la llegada de internet, por lo que solían almacenar los datos en bases de datos locales. Un breve viaje al pasado:

• Hitachi Elevator desarrolló su primer sistema RMS en 1987. 
• Otis introdujo el “Monitoreo Remoto de Ascensores” (REM) en 1988, actualmente comercializado como “OTIS – ONE”.
• Schindler introdujo el sistema de monitorización remota “Servitel” en la década de 1990, actualmente comercializado como “Schindler Ahead”.
• KONE introdujo “KoneXion” en la década de 1990, actualmente comercializado como “KONE 24/7 Connected Services”. 
• TK Elevator (TKE) también introdujo por primera vez la monitorización remota “TeleService” en Europa en la década de 1990 y, posteriormente, su primer intento de un producto de última generación llamado “VISTA” en EE. UU. en 2002. Su solución armonizada a nivel mundial, presentada en 2015, se comercializa como “MAX”. 

Estos sistemas de primera generación innovaron en la industria de los ascensores, convirtiéndola en una de las primeras en adoptar la tecnología de monitorización remota. Sin embargo, las limitaciones tecnológicas también implicaron que estos sistemas originales presentaban poca integración en el flujo de trabajo y, por lo tanto, una materialización inconsistente de los beneficios, en el mejor de los casos. El rápido auge y la adopción generalizada de internet en la década de 1990 dieron lugar a la siguiente generación de tecnología de monitorización remota basada en el IoT.

El término “Internet de las cosas” fue acuñado por primera vez por el pionero tecnológico británico Kevin Ashton en 1999.^{[ 9 ]} En esencia, IoT se refiere a una red de elementos físicos o “cosas” (en el contexto de este documento, “cosas” son ascensores) que incorporan sensores, software y otras tecnologías con el propósito de conectar y compartir datos con otros dispositivos y sistemas a través de Internet. 

Las empresas líderes de ascensores mencionadas anteriormente volvieron a ser pioneras en la adopción de tecnologías; el IoT proporcionó una infraestructura que resolvió muchas de las limitaciones tecnológicas previas. Por ejemplo, la tecnología en la nube proporcionó accesibilidad desde cualquier lugar y con cualquier dispositivo, seguridad de datos centralizada, mayor rendimiento y disponibilidad, desarrollo rápido de aplicaciones y capacidad de almacenamiento ilimitada. En la nube, las tecnologías de aprendizaje automático (ML) permitieron procesar y adaptarse a grandes cantidades de datos; mediante algoritmos estadísticos, el ML pudo aprender de los datos, generalizar datos desconocidos y, de este modo, realizar tareas sin instrucciones explícitas de los usuarios. 

Sin embargo, no se reevaluaron los criterios para el tipo de datos de entrada utilizados. El controlador del ascensor, al ser el proverbial "cerebro y sistema nervioso central", se consideraba generalmente capaz de proporcionar todos los datos relevantes necesarios para llevar el mantenimiento del ascensor al siguiente nivel. La suposición general era que los técnicos ya utilizaban ampliamente las capacidades de diagnóstico del controlador como principal fuente de información. En aquel momento, se priorizaba la armonización de los flujos de trabajo y la centralización de las herramientas de diagnóstico. Esto significaba que los datos preprocesados ​​de los sistemas de control del ascensor seguían siendo prevalentes. 

Las soluciones de IoT centradas en el controlador de ascensores pronto demostraron presentar sus propias limitaciones en términos de compatibilidad entre diferentes marcas, modelos y generaciones de equipos de ascensores, así como limitaciones en la calidad de los datos y la usabilidad. Estas limitaciones de compatibilidad se debían a la amplia variedad de conectores de hardware utilizados para la interfaz con el controlador y a la forma en que el software del dispositivo IoT edge interactuaba con él. Muchos controladores de ascensores de generaciones anteriores tampoco ofrecían la capacidad de interactuar y requerían una modernización previa. Desde la perspectiva de los datos, para modelar la detección de fallos, el ML debe ser capaz de determinar cómo funciona un ascensor dentro de los parámetros operativos normales, cómo estos cambian antes de una avería y, finalmente, cómo se manifiesta realmente la avería. El controlador del ascensor solo proporciona códigos de error y cambios de modo de estado, lo que limita drásticamente la capacidad predictiva del ML. 

A principios de la década, comenzaron a surgir en la industria las primeras soluciones de IoT que utilizaban datos directamente del borde del sensor. En ese momento, el concepto de Fusión de Sensores entró en juego, ya que las entradas sensoriales de múltiples sensores debían procesarse simultáneamente e interpretarse de forma integral. Una vez sintetizada correctamente, la Fusión de Sensores ayuda a reducir la incertidumbre en la percepción de las máquinas, ya que cada sensor individual presenta sus propias ventajas y desventajas. Usar un solo sensor para identificar el entorno circundante no es lo suficientemente fiable, lo que se traduce en errores en los resultados obtenidos. Por el contrario, los algoritmos de Fusión de Sensores procesan todas las entradas y, posteriormente, producen resultados con mayor precisión y fiabilidad, incluso cuando las mediciones individuales no siempre son lo suficientemente fiables.

El concepto de Fusión de Sensores resuelve así las limitaciones inherentes al uso de los datos de diagnóstico del controlador del ascensor, como los códigos de error y los cambios de estado. Los sensores son de aplicación universal, independientemente de la marca, el modelo o la antigüedad del equipo. Al utilizar datos directamente del sensor, se eliminan las limitaciones de calidad y usabilidad gracias a la posibilidad de aplicar las leyes universales de la física. Para concretar el concepto de Fusión de Sensores, se presentará un ejemplo concreto de su aplicación práctica en la detección de fallos en puertas de ascensores.

Entre otros, algunos de los problemas más comunes con las puertas corredizas son: 

• Los paneles de las puertas están obstruidos debido a la acumulación de residuos en el umbral de la puerta.
• Desalineación de los contactos eléctricos del enclavamiento, por lo que no se puede cerrar el circuito de seguridad
• Los contactos eléctricos del enclavamiento se vuelven pegajosos (es decir, pequeñas chispas conocidas como “arcos” pueden corroer el metal de contacto), dando lugar a circuitos defectuosos. 
• Los rodillos de la puerta están desgastados y, por lo tanto, ya no pueden abrir o cerrar la puerta correctamente.

El denominador común de las cuatro causas anteriores es que, por lo general, las puertas del ascensor necesitan varios intentos para cerrarse completamente antes de que la cabina pueda despegar. Este fenómeno se conoce comúnmente como ciclado de puertas.

Mediante sensores ópticos, como los de una cortina de luz, el tiempo de apertura y cierre puede calcularse a partir de la intensidad de los haces de luz transmitidos y recibidos entre las dos cortinas. Las cortinas también pueden filtrar las inversiones de puerta intencionales (que podrían considerarse un ciclo de puerta superior al promedio si no se puede validar) frente a las inversiones de puerta involuntarias. 

Al agregar un acelerómetro a cada cortina de luz individual, se puede observar la vibración de los paneles de las puertas; incluso aunque las cortinas de luz estén instaladas en las puertas de la cabina, debido al mecanismo de embrague mecánico que une la puerta de la cabina y la puerta del pasillo, la vibración de las puertas del pasillo también se transmite a las puertas de la cabina y, por lo tanto, se observa. 

Al añadir un sensor de presión barométrica, se puede determinar la posición de la cabina con respecto a las plantas del edificio. Al ser un sensor independiente, existe un mayor riesgo de inexactitud; por lo tanto, se debe instalar un acelerómetro adicional en la cabina para medir la aceleración y la velocidad y obtener la distancia recorrida desde su última ubicación conocida.  

Al combinar todas las entradas sensoriales mencionadas, se puede observar el rendimiento de la puerta por planta. La precisión del posicionamiento de la cabina se mejora aún más gracias a que la firma de vibración de la puerta es una "huella digital" única para cada planta. Asimismo, la diferenciación por planta proporciona las mejores referencias comparables para determinar los parámetros ideales de rendimiento de la puerta de cada ascensor. Los datos históricos a lo largo del tiempo refuerzan la robustez de la evaluación del rendimiento de la puerta.

Finalmente, la ciencia de datos y la experiencia en el dominio por sí solas no pueden aprovechar el concepto de Fusión de Sensores. Los científicos de datos comprenden el modelado de datos y pueden generar algoritmos, pero normalmente no comprenden el dominio de los ascensores. Por el contrario, los expertos en el dominio pueden interpretar los ascensores como un libro abierto; sin embargo, suelen carecer de los conocimientos y las habilidades necesarias para modelar datos y generar algoritmos. Los científicos de datos y los expertos en el dominio deben colaborar para alcanzar el éxito con la Fusión de Sensores. 

5. Conclusión

Las puertas se encuentran entre las partes más transitadas del ascensor debido a su función. Al estar presentes en cada piso, tienen un efecto multiplicador en el mantenimiento general del ascensor. Esto también hace que las averías relacionadas con las puertas sean una de las causas más comunes de inactividad del ascensor, como han demostrado estudios anteriores.^{[ 1 ]}

Para mejorar aún más el mantenimiento de las puertas de los ascensores, es necesario que los técnicos puedan tomar decisiones mejor informadas, considerando las variables únicas de cada ascensor y de las puertas de cada planta. Esto no es posible sin la ayuda de tecnologías como el IoT y el aprendizaje automático (ML), aprovechando el concepto de fusión de sensores. 

El concepto de Fusión de Sensores abarca el procesamiento simultáneo y la interpretación holística de las entradas sensoriales generadas por múltiples sensores en paralelo. De esta forma, Fusión de Sensores resuelve las limitaciones tecnológicas previas inherentes al uso de los datos de diagnóstico del controlador del ascensor, que se limitan a códigos de error y cambios de modo de estado. Los sensores pueden aplicarse universalmente, independientemente de la marca, el modelo o la antigüedad de cada ascensor. Al utilizar datos directamente del sensor, se eliminan las limitaciones de calidad y usabilidad gracias a la capacidad de aplicar las leyes universales de la física.

Al combinar la ciencia de datos con la experiencia en el sector, se pueden obtener conocimientos prácticos de los datos. Estos conocimientos prácticos ayudan al técnico de ascensores a tomar decisiones más informadas sobre las necesidades reales de mantenimiento de las puertas de cada planta. Considerando el efecto multiplicador mencionado anteriormente, se puede lograr una optimización significativa del tiempo invertido en las instalaciones sin comprometer la calidad del servicio.

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Referencias

[1] A. Torres Perez, S. Kaczmarczyk y R. Smith, “Detección y clasificación automática de fallos en sistemas de puertas de ascensores mediante señales de vibración”, 10.º Taller europeo sobre monitorización de la salud estructural, EWSHM 2020 – Apuntes de las clases de ingeniería civil, vol. 128, Springer, págs. 765-775 (2021).

[2] S. Freeman, “Who Invented the Elevator”, How Stuff Works, última actualización: 12 de marzo de 2024, accesible a través de science.howstuffworks.com/innovation/inventions/who-invented-the-elevator.htm, último acceso: 18 de julio de 2024. 

[3] L. Gray, “A History of Elevator Doors”, ELEVATOR WORLD, publicado el 1 de diciembre de 2016, accesible a través de elevatorworld.com/article/a-history-of-elevator-doors/, último acceso 18 de julio de 2024.

[4] B. Gustin, “Restrictores mecánicos para puertas de ascensores: lo que los bomberos necesitan saber”, Fire Engineering, publicado el 1 de agosto de 2003, accesible a través de fireengineering.com/leadership/mechanical-elevator-door-restrictors-what-firefighters-need-to-know/, último acceso el 19 de julio de 2024.

[5] K. Worden, JM Dulieu-Barton, Una descripción general de la detección inteligente de fallas en sistemas y estructuras. SHM, 2004, vol. 3(1), págs. 85–98.

[6] Código de Normas de Seguridad para la Construcción, Operación y Mantenimiento de Ascensores, Montaplatos y Escaleras Mecánicas – 1921. Este Código de normas de seguridad tiene como objetivo servir de guía para la construcción, el mantenimiento y la operación de ascensores, montaplatos, escaleras mecánicas y sus huecos, salvo lo dispuesto en el párrafo siguiente. Regla 702 Mantenimiento. ASME, 1921.

[7] ST Park, BS Yang, “Una implementación de inspección basada en riesgos para el mantenimiento de ascensores”, Journal of Mechanical Science and Technology, vol. 24, n.° 12, págs. 2367-2376 (2010).

[8] JX Yang, et al., “Monitoreo y diagnóstico inteligente de ascensores en tiempo real: Casos prácticos y soluciones con aplicaciones que utilizan inteligencia artificial”. Computers and Electrical Engineering, vol. 100, artículo 107965 (2022)

[9] A. Bassi et al., “Permitiendo que las cosas hablen”, Springer, DOI 10.1007/978-3-642-40403-0, pág. 1 (2013)