La inspección de los ascensores Taipei 101: 10 años después

Se examinan a fondo los ascensores que fueron los más rápidos del mundo hasta este año.

por Toshiaki Nakagawa y Shunta Sasaki

Los ascensores de 1,010 mpm instalados en el edificio Taipei 101 de Taipei han funcionado con normalidad durante casi 10 años desde su inauguración en 2005 (ELEVATOR WORLD, septiembre de 2005). Estos ascensores están equipados con dispositivos especiales, como un control de la presión atmosférica en la cabina y un dispositivo de amortiguación activo, para permitir viajes ultrarrápidos y de larga distancia. Toshiba Elevator and Building Systems Corp. inspeccionó exhaustivamente estos dispositivos en busca de deterioros por el funcionamiento prolongado y los cambios en la comodidad del viaje (como la vibración de la cabina). Confirmó que las unidades han brindado un buen servicio y son capaces de ofrecer servicios suficientemente seguros y cómodos.

 Taipei 101 se completó a finales de 2004 y tiene 508 m de altura, el récord mundial en ese momento. Los dos ascensores de ultra alta velocidad de Toshiba también fueron un récord mundial (de velocidad), que se mantuvo hasta noviembre de 2014. Los ascensores se desarrollaron con el fin de lograr no solo este récord, sino también un confort de conducción satisfactorio. Toshiba también hizo esfuerzos para garantizar confiabilidad como la seguridad y una larga vida útil de los dispositivos. Para cumplir con estos requisitos, se diseñaron nuevos dispositivos, como una máquina de tracción de alta potencia y dispositivos de seguridad, de acuerdo con una gran capacidad a una velocidad ultra alta. Además de proporcionar control de calidad de los ascensores a través del mantenimiento e inspección periódicos, Toshiba inspeccionó exhaustivamente los ascensores en junio de 2010 y junio de 2014. Esta inspección tenía como objetivo comprobar si los dispositivos mantenían la misma condición de rendimiento y confiabilidad que cuando comenzaron a funcionar.

Esquema del ascensor

La Tabla 1 enumera las principales especificaciones del elevador de 1,010 mpm. Tarda aproximadamente 39 s. para correr desde la planta baja (nivel B1) hasta el observatorio de (piso 89) 382 m sobre el suelo. Las unidades cuentan con una amplia variedad de dispositivos especialmente desarrollados para lograr un desplazamiento estable a toda velocidad y garantizar la seguridad y la comodidad.

Sistema de accionamiento

La máquina de tracción es una máquina rápida y de gran capacidad que emplea un motor síncrono de imanes permanentes de dos devanados (PMSM). Se emplea un sistema de accionamiento doble para controlar de forma independiente convertidores e inversores duales. La máquina de tracción y el sistema de control se han sometido a un mantenimiento periódico para examinar su funcionamiento.

Sistema de control de presión atmosférica

Surge una diferencia de presión atmosférica de aproximadamente 48 hPa entre el suelo y el piso más alto en el que se detiene el ascensor en Taipei 101. Esto haría que los pasajeros experimentaran una congestión incómoda en los oídos mientras suben o bajan a alta velocidad. Para superar este desafío, Toshiba desarrolló el primer sistema de control de presión atmosférica para su aplicación en una cabina de ascensor. Se instaló una cámara de prueba de descompresión en el suelo y se realizaron pruebas para cambiar el patrón de cambio de la presión atmosférica tanto en hombres como en mujeres, jóvenes y mayores. Las pruebas demostraron que la tasa estable de cambio de presión era aceptable. Por lo tanto, la tasa de cambio de presión atmosférica en la cabina del ascensor se controló para que fuera constante suministrando aire y descargando aire de la cabina del ascensor utilizando un ventilador de escape y un ventilador de admisión.

Es necesario asegurarse de que la cabina del ascensor sea suficientemente hermética para controlar la presión atmosférica en su interior. Para ello, se proporciona caucho especial entre los paneles de la cabina del ascensor. Además, el ascensor está estructurado de modo que cuando la puerta está cerrada, el panel de la puerta se hunde para reducir el espacio de la puerta. Las tasas de cambio de presión atmosférica en la cabina del ascensor mientras el ascensor se movía hacia arriba y hacia abajo fueron de 1.26 hPa / sy 0.95 hPa / s, respectivamente. Estas medidas son similares a los valores de 1.24 hPa / sy 0.96 hPa / s medidos cuando el ascensor comenzó a funcionar.

Amortiguador de masa activo

Toshiba desarrolló y adoptó un amortiguador de masa activo (AMD) para evitar que la cabina del ascensor se balancee debido a dobleces, curvas o golpes en los rieles de guía. El AMD detecta el balanceo de la cabina del ascensor con un sensor y opera un peso móvil mediante un motor lineal para cancelar el balanceo y suprimir la vibración. El AMD está instalado en la parte inferior de la cabina del ascensor. En esta inspección exhaustiva, verificamos los dispositivos AMD e investigamos si se mantuvo el rendimiento de la restricción de vibraciones.

Los datos de vibración medidos por el sensor de aceleración instalado en AMD se compararon con los datos de un nuevo sensor de aceleración 2G para verificar si el sensor de aceleración en AMD funcionaba normalmente. También verificamos el rendimiento de las vibraciones de los automóviles cuando se cruzan entre sí. No se encontró ninguna disminución en el rendimiento del sensor de aceleración. Cuando los carros pasaban uno al lado del otro, la vibración era de aproximadamente 0.15 mps2, lo que resultó ser casi equivalente a los datos medidos cuando el ascensor comenzó a funcionar.

Rendimiento de confort de marcha

Toshiba verificó la vibración y el ruido de la cabina del ascensor, no solo en el caso de la velocidad nominal de 1,010 mpm, sino también a 1,101 mpm. Las vibraciones del coche superior e inferior, derecha e izquierda, delantera y trasera eran muy pequeñas. Se logró una conducción cómoda, a pesar de velocidades superiores a 1,000 mpm. Asumimos que esto sería lo mismo a velocidades de 1,010 mpm (Figura 9). Confirmamos que el rendimiento es casi el mismo inmediatamente después de la instalación. Aunque la vibración aumenta un poco cuando está a la velocidad de 1,101 mpm, es ajustable mediante la selección de parámetros, lo que permitió una conducción cómoda (Figura 10).

Resumen y conclusión

Una de las principales razones por las que estos ascensores mantuvieron un muy buen rendimiento sin mayores problemas durante 10 años de funcionamiento es la verificación periódica de su estado y el mantenimiento de los mismos. Un socio comercial, Golden Friends Corp. Ltd. de Taiwán, hace todo lo posible por reparar las unidades para su mantenimiento. Toshiba enseñó a Golden Friends el plan de mantenimiento y lo administra. Continuaremos con este proceso, incluida la inspección periódica y completa del rendimiento y la calidad. Creemos que la tecnología de este sistema de ascensores sigue siendo avanzada, incluso después de 10 años.

Referencias
[1] Yoshiaki Fujita, Tadashi Shudo, Masaaki Hirai, Kousei Kamimura, Sueyoshi Mizuno y Toshiaki Nakagawa. “Ascensor de 1,010 m / min instalado en Taipei101, Conferencia de jinetes de ascensores, escaleras mecánicas y atracciones” (2005), Sociedad Japonesa de Ingenieros Mecánicos, Conferencia, recopilación de documentos, p.31-34.
[2] Toshiaki Nakagawa, Takashi Nishikawa y Hiroyuki Kimura.
“Tecnologías de alta fiabilidad para los ascensores más rápidos del mundo”, Toshiba Review, Vol.60 No.5 (2005), p.26-29.
[3] Tadashi Shudo, Kosei Kamimura y Shingo Maeda. “Ascensor de 1,010m / min instalado en el edificio Taipei101”, Elevator Technology 15: Actas de Elevcon 2005, p.185-194.
[4] Hiroaki Mizuguchi, Toshiaki Nakagawa y Yoshiaki Fujita, “Ascensores de alta velocidad en Taipei 101”, ELEVATOR WORLD, septiembre de 2005, págs. 71-76.