Carga nominal y área de cabina máxima disponible

Propuesta de revisión de EN 81-20:2022, Tabla 6

por la Dra. Gina Barney

Cuando dimensionamos una instalación de ascensores para satisfacer la demanda de pasajeros en un nivel de rendimiento definido, el diseñador del tráfico de ascensores especifica el número de ascensores, su velocidad nominal, tiempos de puerta, etc., más el número medio de pasajeros (P) a transportar en cada viaje. El diseñador acomoda la variación estadística en el número de pasajeros estimando el número máximo de pasajeros (P_max) para ser transportado utilizando:

(1)

Luego, puede mirar la placa de características del automóvil y ver 17 pasajeros, y creerlo. Pero todos sabemos, porque nos hemos dado cuenta, que los ascensores no se llenan hasta el número de pasajeros indicado en la placa de características del coche.

Q1: ¿Por qué?

La placa de características de una cabina de ascensor indica la carga nominal (Q) y determina el número máximo de pasajeros (P_max) que se pueden transportar de forma segura según la fórmula de BS EN 81-20:2020 (BS ISO 8100-1:2019):

(2)

 y el resultado redondeado hacia abajo al número entero más cercano.

P2: ¿De dónde vienen los 75?

Se origina a partir de la suposición de que una persona pesaba, en promedio, 150 kg (68 lb) y se paraba, en promedio, dentro de un área de 2 m (2 ft0.186)²). Esta suposición fue recomendada en julio de 1935 [A] por el Consejo Nacional de Industrias de la Construcción del Reino Unido, que publicó un Código de práctica para ascensores eléctricos de pasajeros y mercancías y escaleras mecánicas (COP), en el que declaraba:

c) Se colocará una placa en cada cabina de ascensor en un lugar visible y llevará, al menos, las siguientes indicaciones:

(i) La carga del contrato de elevación de (mercancías) en cwts. [B] y/o lbs.

(ii) La capacidad máxima de elevación (de pasajeros) en pasajeros, calculada en 150 lbs. por pasajero. 

CEN actualizó y aumentó esta estimación a 75 kg, cuando se desarrolló el nuevo enfoque BSI/EN 81 para escribir estándares[C] en 1985.[D] No sabemos por qué se seleccionó 75 kg, pero habiendo trabajado en comités de estándares, podrían haber dicho: "El Reino Unido usa 150 libras, así que hagamos un poco de aritmética simple y conviertamos las medidas imperiales a métricas dividiéndolas por dos". Esto agregaría un aumento del 10 %, ya que el divisor real debería haber sido 2.205. Esto podría ofrecer algún ajuste para el aumento del tamaño del cuerpo humano durante los 50 años intermedios.

Esta es la respuesta a la pregunta 2

En mayo de 1943,[E] el Consejo Nacional de Industrias de la Construcción del Reino Unido revisó su COP de 1935 para incluir un gráfico, como se muestra en la Figura 1. Este gráfico muestra una variable dependiente en su eje vertical derecho, el número de pasajeros y, en su eje vertical izquierdo eje, su peso en libras (lb). La variable independiente es el eje horizontal, área del piso del automóvil. El peso supuesto del pasajero sigue siendo de 150 lb por pasajero. La línea indica una relación entre la "Carga de contrato" (ahora denominada carga nominal) y el "Área del suelo de la cabina". 

El gráfico no es lineal y comienza con una carga en el piso de un automóvil de 75 lb/ft2 [F] y termina con 120 lb/ft2 (consulte la nota al pie de la Figura 1). El Consejo introdujo esta no linealidad en 1943, ya que existía el temor de que demasiada gente subiera a los ascensores más grandes y los sobrecargara. El miedo de los pasajeros a ser aplastados hizo que la carga de los vagones se autorregulara. Recuerde, el pesaje exacto de la carga no estaba disponible. Las versiones de este gráfico se incluyeron en BS2655, Parte 1:1958.

Los redactores de normas de 1985 tomaron la Figura 1 y seleccionaron una secuencia numérica de Renard y, con un poco de suavizado, produjeron una tabla, la Tabla 1.1. La Tabla 6 tanto en EN 81-20:2020 como en ISO 8100-1:2019 es idéntica a la Tabla 1985 de 1.1 y se muestra arriba como Tabla 1.

Tabla 1: {extracto} Tabla 6 de EN 81-20:2020

He agregado el número nominal de pasajeros (redondeado hacia abajo), con un peso de 75 kg cada uno, que se pueden acomodar como columnas 3/7 (en gris). En las columnas 4/8 verás el espacio asignado a cada pasajero (en gris).

Los pasajeros de un automóvil de 450 kg tienen un espacio personal de 0.22 m² (1.30/6), pero los pasajeros de un automóvil de 2500 kg tienen un espacio personal de 0.15 m² (5.00/33). Los pasajeros no se reducen a medida que los automóviles se hacen más grandes. Los pasajeros comienzan a entrometerse en el espacio personal de los demás (se muestra con guiones en la Figura 2). Eventualmente, no queda espacio y se produce un contacto íntimo cuerpo a cuerpo (se muestra la línea continua en la Figura 2). Los pasajeros no lo toleran y se sienten incómodos.

Esta es la respuesta a la pregunta 1: No hay suficiente espacio para la comodidad.

El legado bien intencionado de los años de la posguerra ya no es relevante, ya que está disponible un pesaje de carga preciso, fiable y eficaz. Es hora de ir lineal.

¿Qué hacemos?

Usando el trabajo de Fruin y otros, sugerí en la Guía D: 1993 de la Chartered Institution of Building Services Engineers (CIBSE), que el "área de pie" para una persona que pesa 75 kg debe ser de 0.21 m.². Esto ahora se cita extensamente y se acepta.

Aplicando este requisito de espacio, el área del automóvil para un automóvil de 33 personas sería de 6.93 m² (33 0.21 ×).

Lo que estoy sugiriendo aquí es que el área máxima disponible para una carga nominal específica debe aumentarse para adaptarse al tamaño de los pasajeros, no a su peso.

Propuesta

La tabla 6 en EN 81-20/ISO 8100 se revisará para reflejar una realidad lineal.

Para un rango de cargas nominales, la Tabla 2 muestra el número máximo de pasajeros permitido en base a 75 kg por pasajero, y el área de cabina máxima disponible requerida en base a 0.21 m² por pasajero.

Tabla 2: Revisión propuesta de EN 81-20, Tabla 6, para ascensores de tracción e hidráulicos

La placa de características de la cabina del ascensor no debe mostrar el número de pasajeros. La razón de esto es que el peso promedio de un pasajero varía según el país y la región del mundo. Consulte la Guía CIBSE D:2020, Tabla A2.2 para el índice de área corporal (BAI). EN 81-20:2020, la Tabla 8, que indica el número de pasajeros y el área mínima de cabina disponible, ahora es redundante y puede eliminarse.

¿Qué pasa con los ascensores hidráulicos?

La Tabla 7 en EN 81-20:2020 aumenta el espacio para cada carga nominal, pero se gana poco al usarla, como muestra el ejemplo que sigue a la Tabla 7. El ejemplo intenta relacionar dos variables: carga nominal y área disponible. Como resultado, una carga de 6000 kg en el área proporcionada requiere que la eslinga, los amortiguadores, el equipo de seguridad, etc., tengan una capacidad nominal de 11,300 XNUMX kg.

El ejemplo debe hacer dos preguntas:

1. “¿Qué espacio se requiere para acomodar una carga de 6000 kg?”

2. “¿Qué carga nominal se puede acomodar en un ascensor con un área de cabina disponible de 19.04 m²? "

Respuestas, usando la Tabla 2:

1. 16.8 m²

2. 6,800 kg

P3: ¿Existe un problema de seguridad?

No. La carga nominal es siempre la principal variable de seguridad. Tomando la carga nominal y dividiéndola por 75 y multiplicándola por 0.21 se obtiene el área de cabina disponible necesaria. Alternativamente, si se conoce el área de la cabina, la carga nominal se obtiene dividiendo el área de la cabina por 0.21 y multiplicándola por 75 kg.

Hoy en día, los modernos dispositivos de pesaje de cargas evitan cualquier sobrecarga, por ejemplo, si se tuvieran que llevar mercancías pesadas a una cabina de ascensor.

Beneficio VERDE: CO más bajo₂ y carbono incorporado

Como consecuencia de esta propuesta de aumentar el área disponible para automóviles, podemos:

• Transporte a más personas en los ascensores y ahorre energía para la misma carga nominal; o, 

• Transporte el mismo número de personas en ascensores con una carga nominal inferior.

Ejemplos

1. Un diseño de tráfico determina que el número promedio de pasajeros a transportar es de 13.6 personas. El número máximo de pasajeros según (1) es de 17.0 pasajeros. De la Tabla 2, se seleccionaría un ascensor con una carga nominal de 1275 kg.

1. Un ascensor con una superficie de coches disponible de 3.47 m² se va a modernizar. ¿Cuál será la nueva carga nominal y cuántos pasajeros se pueden transportar?

Interpolando la Tabla 2, el ascensor debe tener una carga nominal de 1240 kg. Puede transportar 16.5 pasajeros en promedio. En la práctica, el ascensor tendría una capacidad nominal de 1275 kg.

Referencias

[A] Comité Asesor del Consejo Nacional de Industrias de la Construcción sobre Leyes y Reglamentos de Construcción. Código de práctica para ascensores y escaleras mecánicas eléctricos de pasajeros y mercancías. julio de 1935

[B] “cwt” es “un quintal” y pesa 112 lb.

[C] Las normas se escribieron como requisitos/recomendaciones, no como especificaciones.

[D] BS 5655: Parte 1:1986/EN 81: Parte 1: 1985, Ascensores y montacargas. Parte 1 Normas de seguridad para la construcción e instalación de ascensores eléctricos.

[E] Comité Asesor del Consejo Nacional de Industrias de la Construcción sobre Leyes y Reglamentos de Construcción. Código de práctica para ascensores y escaleras mecánicas eléctricos de pasajeros y mercancías. mayo de 1943

[F] La carga del piso de diseño en los edificios justo después de la Segunda Guerra Mundial fue de 50 lb/ft2. Una cabina de ascensor es un espacio pequeño, por lo que parece que se ha utilizado un factor de seguridad del 50%.