La velocidad máxima de los ascensores

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Los ascensores que recorren grandes distancias verticales a alta velocidad deben considerarse imposibles. Las leyes de la naturaleza han reservado esta ventaja para los viajes horizontales. Tras leer con interés el artículo “¿Qué tan rápidos podrían ser los ascensores más rápidos?” del Dr. Albert So y Ricky Chan (ELEVATOR WORLD, febrero de 2016), me alegro de que los autores hayan aceptado el reto de EW en el comentario “Evaluación adicional del 'ascensor más rápido'” (EW, diciembre de 2014) de sumarse al debate sobre la velocidad máxima, porque los arquitectos y los propietarios de edificios necesitan esta información para facilitar la planificación de ascensores exprés a vestíbulos elevados.

Aunque todos los autores involucrados tienen las mismas preocupaciones (comodidad de los pasajeros y tiempos de viaje más cortos), sus puntos de vista sobre las soluciones son diferentes. El artículo sugiere que la velocidad máxima posible de los ascensores es un problema complejo y difícil, aunque creo que es una tarea lógica. Su autor asume que la velocidad de subida máxima tolerable para nuestros órganos auditivos es de 12.5 mps y de 8 mps para viajes descendentes. Estos máximos deben ser investigados por empresas de ascensores y / o expertos médicos, porque definen la velocidad máxima de las cabinas de ascensores, como lo demostrará y demostrará lo siguiente. Los automóviles herméticos que pueden controlar su presión de aire interior permiten un modesto ahorro de tiempo.

Velocidad máxima de ascensores exprés a vestíbulos elevados

La figura 1 muestra la velocidad y la distancia de viaje para el viaje ascendente de un ascensor expreso a un vestíbulo elevado a 1,000 m. Una distancia de 1,000 m permite que un automóvil acelere a una velocidad máxima de aproximadamente 31 mps, asumiendo tasas de aceleración y desaceleración de 1 mps2. Los períodos de aceleración y desaceleración son 32 s. cada. Durante una fracción de segundo, el automóvil viajará a su velocidad máxima. La velocidad media del coche será de aproximadamente 1000/64 = 15.6 mps.

El nivel del piso del automóvil durante el viaje de subida está definido por la línea de distancia naranja, que también indica la presión de aire del hueco del ascensor en todos los niveles. Para un automóvil hermético, la línea recta entre 0 y 1,000 m indica la presión de aire interna del automóvil ideal para los sistemas que controlan la presión del aire del automóvil como si el automóvil se estuviera moviendo a una velocidad promedio de 15.6 mps. Es obvio que durante la primera mitad del viaje ascendente, el automóvil debe estar despresurizado, y durante la segunda mitad del viaje, el automóvil debe estar presurizado para dar a los pasajeros la sensación de que el automóvil viaja a una velocidad constante de 15.6 mps. . Una vez que el ascensor llega a los 1,000 m, las puertas se pueden abrir, porque durante el viaje de subida, los pasajeros se han ajustado a la presión de aire más baja.

En el caso de que la velocidad de subida máxima tolerable sea de 12.5 mps, la velocidad máxima de 31 mps debe reducirse a 16 mps para lograr el tiempo de viaje más corto posible hasta el vestíbulo del cielo, que se define por 1000 / 12.5 = 80 s. Este viaje ascendente se demuestra en la Figura 2.

La figura 3 es válida para un viaje de un automóvil no hermético a 1,000 my una velocidad de contrato de 12.5 mps. Para este viaje ascendente, los períodos de aceleración y desaceleración son 13.5 s. cada uno, más 67 s. a 12.5 mps. El tiempo total de vuelo del coche es de 94 s. El ahorro de tiempo de 14 s. facilitado por un coche hermético se pierde.

A continuación, consideraremos un sky lobby a 500 m. En esta distancia, un automóvil hermético puede alcanzar una velocidad máxima de casi 22 mps. Los períodos de aceleración y desaceleración serán de 23 s. cada uno, y el tiempo total de vuelo del automóvil será de 46 s. La velocidad media del coche será 500/46 = 10.9 mps. Para lograr el tiempo de vuelo del automóvil de 46 s., El automóvil debe ser hermético, ya que su velocidad de desplazamiento será superior a 12.5 mps durante aproximadamente 20 s.

La Figura 5 muestra el tiempo de vuelo del automóvil para un automóvil no hermético hasta el nivel 500 m. En este caso, los períodos de aceleración y desaceleración son 13.5 s. cada uno, y el período a la velocidad del contrato es de 27 s. El tiempo total de vuelo del coche es de 54 s., Es decir, 8 s. más largo en comparación con la opción hermética y controlada por presión. La velocidad media del coche es 500/54 = 9.3 mps.

Automóviles controlados por presión

Controlar la presión del aire interno de los automóviles herméticos es un problema técnico complejo, especialmente si consideramos las necesidades de ventilación y aire acondicionado de los automóviles. Hacer herméticas las puertas de los automóviles es un problema en sí mismo. En caso de que un automóvil hermético se detenga debido, por ejemplo, a un corte de energía, se requerirá una solución inmediata para una ventilación adecuada para evitar la asfixia de los pasajeros. Los pasajeros de automóviles herméticos posiblemente estén expuestos a nuevos riesgos por un modesto ahorro de tiempo. Las velocidades máximas elevadas conllevan costes adicionales para los sistemas de propulsión, los componentes de seguridad, los coches herméticos y el consumo de energía.

Observaciones finales

Probablemente sea imposible alcanzar velocidades de desplazamiento elevadas para distancias de desplazamiento verticales largas. La referencia de So y Chan a "un lobby de adaptación a la presión" parece indicar que los escritores tienen las mismas dudas.

Cabe señalar que las limitaciones de velocidad también se aplican a la velocidad de desplazamiento vertical de los automóviles autopropulsados. Los tiempos de viaje para viajes de bajada se pueden evaluar con los mismos métodos. La velocidad descendente máxima tolerable es incluso más importante que la velocidad ascendente máxima.

Dudo de la viabilidad de los coches herméticos. Los ahorros de tiempo son modestos en relación con los costos y riesgos. Para edificios muy altos, los ascensores locales y exprés de varios pisos con controles inteligentes de grupo de destino permiten configuraciones que son extremadamente eficientes y ahorran una gran cantidad de espacio.

Un edificio eficiente de más de 1,000 m de altura parece posible con la tecnología de ascensores actual. Para el diseño de edificios muy altos, es esencial investigar las tasas de cambio de presión de aire que puede tolerar el pasajero promedio. ¿Qué desviaciones se pueden permitir y por cuánto tiempo? Otra pregunta interesante es la distancia máxima de recorrido de los sistemas de propulsión con automóviles y contrapesos conectados por cuerdas.