Charla sobre la torre de pruebas

Su autor (OQ) conversa con el profesor Ignacio Herrera (IH) sobre la contribución de la universidad española a la industria del transporte vertical.

La torre de pruebas de ascensores de la Universidad de Badajoz ha aportado un toque de distinción y modernidad al horizonte de Badajoz, España. Se puede acceder a la parte superior de la torre de 40 m de altura a través de pasillos a lo largo de su perímetro espaciados hacia arriba cada 3 m, y la torre puede acomodar hasta ocho ascensores para pruebas. La torre fue diseñada con avances tecnológicos, como un avanzado equipo de electroestimulación funcional (FES) que permite el análisis cinemático, dinámico y completo de un modelo biomecánico del cuerpo humano dentro del ascensor de prueba para que el ascensor pueda ser evaluado para su uso en edificios públicos. La torre ha sido impulsada por el Grupo de Investigación INGELEV de la Universidad de Extremadura, una instalación colaborativa en la que pueden trabajar otros organismos de investigación, como la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial —en concreto, el grupo Dédalo de Ingeniería Mecánica— y el grupo PE&ES de Electrónica de Potencia. juntos. Tu autor (OQ) se sentó con el profesor Ignacio Herrera Navarro (HI), patrocinador y científico responsable de este proyecto, para conocer más sobre el proyecto.

 El Profesor Herrera obtuvo el Doctorado en Ingeniería Industrial por la Universidad Politécnica de Madrid en 1982, donde ha ejercido como Catedrático de Elasticidad y Resistencia de Materiales desde que finalizó sus estudios. En 1986 fue nombrado director técnico del laboratorio de ascensores de la universidad, acometiendo su creación y puesta en marcha por el entonces Ministerio de Industria y Energía como instalación acreditada para la homologación de componentes de seguridad de ascensores en el marco de la Directiva de Ascensores de la Comisión Europea. En 1996 fue nombrado Profesor Titular del Área de Mecánica de Medios Continuos y Teoría Estructural de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial de la Universidad de Extremadura. Es autor de numerosos artículos en revistas científicas, especialmente en el campo de la ingeniería de ascensores.

En 2013 finalizó el proyecto de construcción de la torre de pruebas de ascensores de la Universidad de Extremadura, proyecto del que Herrera ha sido impulsor y responsable científico.

OQ: ¿Cómo surgió la idea de crear esta torre de pruebas?

HI: En 1997, tras incorporarme como profesor en la Universidad de Extremadura y ver la disponibilidad de espacio en el campus universitario, tuve la idea de continuar la investigación que venía realizando en el Laboratorio de Ascensores de la Universidad Politécnica de Madrid desde 1986. Conscientes de que una investigación de calidad en ascensores de media y alta velocidad requería comprobar, mediante experimentación, la situación teórica, el primer proyecto para el que buscamos financiación fue la construcción de una torre de pruebas de ascensores.

 OQ: Explique las características y funcionalidad de esta torre en el contexto actual.

HI: Consta de dos plantas de 40 m de altura y 8 x 3 m.² pozos, accesibles perimetralmente mediante pasillos cada 3 m. El montaje y desmontaje de los ascensores se facilita mediante un puente grúa de 4 toneladas y dos cestas para operadores que pueden circular por los huecos.

La torre cuenta con una máquina para ensayos de caída libre hasta 40 m de altura; pruebas de impacto para masas de hasta 10 mT; y ensayos de disipación de energía hasta 100 kJ, especialmente diseñados para el ensayo de paracaídas progresivos, compuertas y válvulas para paracaídas de ascensores. Además cuenta con un laboratorio adjunto para ensayos estáticos, dinámicos y de fatiga de componentes electromecánicos de ascensores.

La torre ha sido promovida por el grupo de Investigación INGELEV de la Universidad de Extremadura. Dado el carácter multidisciplinar de la tecnología del ascensor, la torre también resulta de utilidad para otros grupos de investigación de la Escuela de Ingeniería Industrial, especialmente el grupo Dédalo de ingeniería mecánica y el grupo PE&ES de electrónica de potencia.

OQ: ¿Puedes detallar el tipo de pruebas tecnológicas en el ámbito de elevación que deseas experimentar en la torre de pruebas?

HI: La torre está especialmente diseñada para reducir los tiempos de montaje y desmontaje adecuado de una propuesta de I+D de un prototipo completo de ascensor (o partes del mismo) para media y alta velocidad. Actualmente se pueden probar hasta ocho ascensores completos simultáneamente.

OQ: ¿Cuál es la capacidad de la torre de prueba?

HI: Con la ayuda de los equipos que nos acaba de conceder el ministerio, además de mejorar muy sustancialmente el funcionamiento de la instalación tanto dentro como fuera de la torre, contaremos con los siguientes equipos:

Un ascensor de prueba modular para probar, con pasajeros, componentes de ascensores a velocidades de hasta 2.5 m/s, lo que permite realizar pruebas de aptitud del funcionamiento de los componentes de ascensores; instalación y formación sobre sistemas expertos de mantenimiento predictivo y tráfico de ascensores; y para pruebas de interacción mecánica ascensor-pasajero en relación con estudios de comodidad y seguridad para los pasajeros, incluidas personas discapacitadas y pacientes hospitalizados.

Un ascensor de pruebas modular para probar, sin pasajeros, componentes de ascensores a velocidades de hasta 7 m/s, que está diseñado especialmente para probar sistemas avanzados de control de ascensores y soluciones mixtas de eficiencia energética, especialmente a través de paneles fotovoltaicos integrados en las fachadas de los edificios. que además de generar energía, ofrecen aislamiento térmico y acústico. También se utiliza para probar equipos de frenado y control regenerativo que cuentan con sistemas autónomos de almacenamiento de energía a través de semiconductores sin necesidad de reinyectar energía a la red, y tiene la capacidad de detectar y filtrar oscilaciones de voltaje y ruidos molestos de funcionamiento.

También hay un miniascensor para guiado/suspensiones/operación de elevación completa/prueba de batería de ascensor a escala 1/10 y 1/20, hasta 20 m/s. Se puede utilizar para pruebas de control y supresión de balanceo (balanceo), e interacción edificio-ascensor: sísmico, viento ciclónico sobre edificios y aerodinámica del ascensor (efecto túnel).

OQ: El proyecto de la torre incluye equipos avanzados de electroestimulación funcional (FES). ¿Podría brindar más detalles al respecto, en relación con la finalidad y funcionalidad de dichos equipos para su implementación en lugares públicos?

yo: yoDe hecho, el equipo FES, junto con una placa de medición de fuerza de reacción del cuerpo humano contra el suelo, equipo de sincronización entre placas de medición de fuerza y ​​cámaras de captura de movimiento infrarrojas nos permitirá realizar un análisis cinemático, dinámico y completo de un modelo biomecánico del cuerpo humano dentro del ascensor. El objetivo de este equipo es doble. Por un lado, se puede optimizar para el funcionamiento durante la aceleración, el viaje y el frenado del ascensor, en términos de comodidad para el usuario: fuerzas transmitidas a las articulaciones, vibración transmitida al cuerpo humano, etc. Es decir, un primer objetivo es incluir la biomecánica del sujeto(s) en el diseño del ascensor. El otro objetivo es convertir el ascensor de prueba en una plataforma de prueba biomecánica en condiciones de alta aceleración, gravedad reducida, impactos, etc. utilizando las condiciones dinámicas del ascensor para estudiar situaciones de interés puramente biomecánico; Por ejemplo, estrategias de adaptación y control para motores, equilibrio, etc., y para el diseño de dispositivos de ingeniería biomédica, como esqueletos exohíbridos que "absorben" situaciones de impacto durante pruebas en condiciones controladas en las que el ascensor se somete a una desaceleración brusca mediante rampas o mediante la activación de dispositivos de seguridad.

OQ: ¿Cuál es la fecha aproximada en que la torre estará terminada y 100% operativa?

HI: Diciembre 2021.

OQ: ¿Qué representa esta torre para la Universidad de Badajoz y para sus estudiantes de ingeniería industrial?

HI: La torre de pruebas de ascensores ha alterado el horizonte de la ciudad de Badajoz y del campus universitario. Es un ejemplo a seguir a la hora de acercar a la universidad el mundo de la empresa y la industria, que ha parecido más preocupado por hacer crecer el número de titulaciones ofertadas que por aportar excelencia y especialización en las titulaciones ofertadas. Para los estudiantes de maestría y doctorado en ingeniería industrial, la torre representa la oportunidad de recibir una formación experimental especializada en ingeniería de ascensores.

OQ: ¿Ha iniciado algún tipo de colaboración con equipos internacionales con el objetivo de superar algún desafío en el campo de los ascensores?

HOLA: INGELEV ha contribuido al estudio del confort de los pasajeros mediante el análisis, simulación y ensayos mecánicos del sistema de ascensor, teniendo en cuenta la capacidad de amortiguación de pasajeros y mercancías. Este grupo viene colaborando con varios equipos de investigación, tanto en el ámbito empresarial como universitario a nivel internacional. También ha habido una estrecha colaboración con la división de Ingeniería de Ascensores de la Universidad de Northampton (Reino Unido) en investigaciones sobre la interacción de los ascensores con los pasajeros y sobre los medios de suspensión de los ascensores utilizados en edificios de gran altura, especialmente para el control y la supresión del balanceo. (influencia).

OQ: Desde su punto de vista, ¿cuáles son los mayores desafíos que enfrenta el campo de los ascensores?

HI: El mayor desafío en sentido estricto es, sin duda, el ascensor espacial. La Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio ha financiado la investigación sobre esta idea revolucionaria que permitiría transportar bienes y personas a una estación orbital, o poner satélites en órbita, pero aún no ha financiado ningún proyecto para su construcción.

Sin embargo, el mayor desafío en el campo de la elevación es mejorar los ascensores para que funcionen de forma segura y cómoda, puedan soportar viajes más largos y puedan transportar más personas y cargas por unidad de tiempo. Este desafío cobra mayor relevancia con el creciente interés por la construcción de edificios de gran altura. Más allá de eso, tenemos el desafío de varias limitaciones tecnológicas no resueltas. Entre ellos se incluyen el subdesarrollo de la tecnología de elevación de alta velocidad; mejora de componentes críticos, como un reemplazo más ligero y resistente de los cables de acero (los nanotubos de carbono han mostrado mejoras significativas en esta área); y mejoras en el confort y la sostenibilidad, que irían de la mano de cabinas de ascensor en las que la fricción no influyera en su guiado (guiado sin contacto: las guías no requerían lubricación [guiado en seco]).

 OQ: ¿Cuántas torres existen en el mundo con características similares a la de ésta? ¿Qué novedades aportará esta torre ubicada en la Universidad de Badajoz a las existentes?

HI: Las multinacionales del ascensor sí disponen de torres elevadas (algunas alcanzan alturas superiores a los 200 m) o pozos excavados (de más de 300 m de profundidad) para probar sus propios prototipos de ascensores. Aunque su distancia de recorrido es muy grande, ninguno de ellos puede cubrir las necesidades de los edificios más altos ya construidos (como el Burj Khalifa de 828 m), por lo que en estos casos, se debe utilizar el edificio en construcción como su propia torre de pruebas. con las limitaciones inherentes que esto trae.

La Torre de Ensayos de Ascensores de Badajoz está disponible para cualquier proyecto de investigación/desarrollo/innovación, tanto público como privado, de un ascensor completo o de un componente de ascensor, mediante la firma de acuerdos que garanticen la independencia y confidencialidad de los resultados de la investigación.

La torre, a través de su concepción innovadora en cuanto a accesibilidad al sistema de ascensores y adaptabilidad a las necesidades de investigación, permite una reducción sustancial de los tiempos de montaje y desmontaje de ascensores completos y sus componentes. Además, teniendo en cuenta el número de ascensores de prueba simultáneos, hueco y medidas de altura, hasta donde sabemos, no existe otra torre construida de prestaciones similares o mejores. Gracias a los nuevos equipos que se instalarán en él, aportaremos una capacidad de pruebas de ascensores caracterizada por una reducción sustancial de los tiempos de diseño, desarrollo e instalación de nuevos prototipos y componentes de ascensores.

Más información sobre la torre de pruebas y el Centro de Ingeniería de Elevación de la Universidad de Extremadura se puede encontrar en
https://www.eweb.unex.es/eweb/cie/?

olga quintanilla es una periodista independiente, community manager y bloguera conocida por sus escritos para medios de comunicación relacionados con temas de salud, publicaciones turísticas, cultura, tecnología y responsabilidad en las redes sociales. Durante 20 años fue corresponsal parlamentaria del grupo balear Hora Nova Media. Actualmente ejerce como responsable de medios de la Asociación Española de Técnicos Profesionales de Bomberos (APTB).