La otra leyenda de Otis

Una especulación

por Oskar Rosin

En la construcción de las pirámides, los teatros romanos y los monasterios griegos, los equipos de elevación desempeñaron un papel de apoyo en todas partes. Estos sistemas también se utilizaron en las primeras etapas de la minería y pronto permitieron salvar alturas de elevación considerables.

Sin embargo, el transporte de personas se limitó a unos pocos casos individuales. Los primeros informes al respecto se pueden encontrar en el libro de Jacob Leupold. Teatro Machinarium, publicado en 1725. El capítulo XII, «Máquinas que suben o bajan solas», informa sobre el «Fahr-Stuhl» («Ascensor») del Sr. D. Weigel (1667) en Jena, Alemania, que causó gran sensación, pero del que, lamentablemente, no existen registros ni descripciones. También menciona una «silla» del maestro modelista Gärthner, de Dresde, Alemania, que usaba a diario con gran comodidad tanto para subir como para bajar. También son de interés en este libro la descripción e ilustración de:

“Fahr-Stuhls, Worauf ein Mensch über und unter sich, und also aus einem Zimmer oder Stockwerck in das andere gelangen kann.” (“Una silla móvil en la que una persona puede moverse por encima y por debajo de sí misma y, por tanto, de una habitación o de un piso a otro”).

Sin embargo, no se sabe si esta construcción de aspecto más bien "moderno" se realizó realmente.

Existen otros informes que indican que el emperador francés Luis XV encargó un sistema de transporte con contrapeso para sus aposentos privados en Versalles en 1743. La emperatriz austriaca María Teresa también utilizó un sistema de transporte de pasajeros en el ala oeste de Schönbrunn en 1772, y en 1793 Catalina la Grande encargó al inventor ruso Kulibin el desarrollo de un sillón que le permitiera desplazarse entre las plantas del Palacio de Invierno de San Petersburgo. Kulibin optó por un mecanismo de husillo para subir y bajar el sillón, operado por un sirviente.

En las minas inglesas, los accidentes relacionados con el transporte de personas en los pozos a menudo resultaban en muertes por rotura de cuerdas o cadenas. Estadísticas publicadas en La revista de minería En 1848 se registraron 415 muertes en las minas de Gales, Lancashire, Staffordshire, Cornwall, Derbyshire, Durham, Northumberland, Shropshire y Cumberland, 89 de las cuales fueron causadas únicamente por fallos de cuerdas y cadenas.^{[ 1 ]} Como informó el Dr. Lee Gray en ELEVATOR WORLD, George Prior desarrolló una "Máquina para prevenir accidentes en minas descendentes" en 1807, un equipo de seguridad similar al que Elisha Graves Otis demostró en la Feria Mundial de 1854 en el Crystal Palace de Nueva York.^{[ 2 ]}

Y en Emil Maximilian Dingler Revista politécnicaSe informa sobre una patente de Edward N. Fourdrinier sobre “aparatos mejorados para levantar y bajar cargas en minas, etc.”, fechada el 1 de febrero de 1847.^{[ 3 ]}

El periódico inglés Anunciante de Staffordshire artículos publicados en 1848 sobre la invención de Fourdrinier de un ingenioso dispositivo con el titular: APARATO DE SEGURIDAD PATENTE DE FOURDRINIER PARA PREVENIR ACCIDENTES EN MINAS Y OTROS LUGARES CUANDO SE ROMPE LA CUERDA O LA CADENA.^{[ 4 ]} En un folleto de 1849 de la patente de Fourdrinier dirigido a los propietarios de minas y minas de carbón, también hay un artículo que describe cómo, poco después de que se concediera la patente, Fourdrinier se paró en lo alto de un pozo sobre una cesta cargada y ordenó que se cortara la cuerda (como Elisha G. Otis también demostró en la Feria Mundial de Nueva York en 1854).^{[ 5 ]} La cesta quedó sujetada sobre los rieles por el “aparato de seguridad” en lugar de caer al fondo del pozo.

Además de la carta al editor del Diario de minería, correspondencia con el gerente de Wearmouth Colliery confirmando el uso exitoso de la invención, una carta de un inspector de la mina al editor de la Observador de Gateshead sobre ensayos de captura exitosos con el “Aparato de Seguridad” de Fourdrinier y certificados de participación de propietarios de minas, supervisores e ingenieros en ensayos que demuestran la eficacia del dispositivo de seguridad, también hay una ilustración que muestra una jaula fijada a los rieles en el pozo de la mina mediante el dispositivo de seguridad con la cuerda cortada.

El catálogo de la “Gran Exposición” —la Exposición Industrial de Londres de 1851, que tuvo lugar del 1 de mayo al 11 de octubre en Hyde Park, Londres, como la primera exposición mundial en el Crystal Palace— también informa sobre el aparato de seguridad de Fourdrinier y los intentos exitosos de mantener la cesta cargada en los rieles cuando se cortó la cuerda para evitar que cayera.

Sin embargo, también existe un informe sobre un accidente ocurrido en 1852 en la mina de carbón de Loscoe, cerca de Belper, Inglaterra. Dos mineros cayeron al pozo junto con la jaula. Aunque se utilizó el dispositivo de seguridad patentado por Fourdrinier, este no pudo evitar la caída de la jaula. Sin embargo, no fue posible determinar si la falla se debió a un fallo del dispositivo o a la flexibilidad de la madera.

En diciembre de 1850 aparecieron dos artículos en el Diario del mecánico práctico sobre los paracaídas de seguridad en las jaulas de los pozos mineros, que también fueron reproducidos en Revista Politécnica de Dingler con ilustraciones.^{[ 6 ]} El primero se titula "Plataforma de seguridad y gancho autoliberable para toboganes de elevación de minas" y trata sobre un desarrollo de los ingenieros White y Grant. Si se rompe un cable o un eslabón de conexión, un resorte elástico presiona las partes dentadas de las superficies de los rodillos contra los rieles guía de madera. Esto detiene la plataforma.

El segundo artículo trata sobre una "plataforma de seguridad para pozos mineros" de John Winton. Los resortes de tensión, diseñados para amortiguar las fluctuaciones excesivas de tensión en los cables de suspensión, actúan sobre palancas en caso de rotura de los medios de suspensión, introduciendo cuñas entre los rieles guía y la plataforma, de modo que esta quede fija en su lugar.

En la sección Boletín de la Sociedad de Fomento En 1854 se encuentra la «Descripción de un dispositivo de seguridad o llamado freno de caída para prevenir los accidentes que pueden producirse en los pozos debido a la rotura del cable de elevación» del Sr. Fontaine, capataz de máquinas en las minas de carbón de Anzin, en el norte de Francia.^{[ 7 ]} Este artículo también se reproduce en Revista Politécnica de Dingler con ilustraciones que demuestran que “de los muchos frenos de caída que se han inventado a lo largo de los años, el de Fontaine destaca por su practicidad, reconocida tanto en Francia como en Bélgica”.

Este freno de caída ya fue mencionado en una descripción preliminar en el Volumen I de la quinta serie de la Anales de minas en el 1852.^{[ 8 ]} El autor fue el Ingeniero de Minas del Departamento Imperial, conde de Anzin. Esta descripción también apareció traducida en el Berg- und Hüttenmännische Zeitung en 1852.^{[ 9 ]} Desde entonces, este freno de caída se ha modificado y mejorado y se describe e ilustra en el Annales des Travaux publics de Bélgica:

En 1851, se realizaron varias pruebas con el aparato en Anzin, que se repitieron antes de su introducción en la minería de carbón belga y se describen en la última fuente mencionada, pág. 199. El 3 de abril de 1853, se probó el freno de caída de Fontaine en el pozo Alliance de las minas de carbón 'Nord du Bois de Boussu' en presencia del ingeniero jefe de minas Gonot de Mons, varios otros ingenieros de minas reales y el inventor del dispositivo. En presencia del ingeniero jefe de minas Gonot de Mons, varios otros ingenieros de minas reales, así como el inventor, los directores y funcionarios de la mina, se realizó una prueba y se redactó un informe, del cual se extrae lo siguiente: Un marco de elevación de tres niveles, equipado con un freno de caída, estaba suspendido del extremo de una cuerda, cuyo metro lineal pesaba 2.5 kg. En cada uno de los dos niveles inferiores, se colocó un vagón de chapa metálica, que pesaba 130 kg y tenía capacidad para 4 ½ hectolitros de carbón.

El bastidor de elevación así preparado se introdujo en el pozo a una velocidad aproximada de 2.5 m/s. Estaba guiado por dos varillas guía de madera de roble, fijadas a pernos a intervalos de 2.5 m, cuyos extremos se incrustaban en los orificios de la plataforma. Durante el descenso, el cable se cortó en la abertura del pozo. El ruido que causó la caída del cable sobre la parte superior del bastidor indicó inmediatamente que se había detenido y que, por lo tanto, el freno de caída había actuado.

“De lo anterior se desprende claramente que el freno de caída de Fontaine cumple perfectamente su función, es decir, impide por completo que el mecanismo de elevación al que está conectado entre en el pozo en cuanto se rompe el cable de elevación”.^{[ 10 ]}

En la minería alemana, el transporte de mineros mediante montacargas estuvo prohibido hasta bien entrado el siglo XIX. Fue solo con la invención del arte del transporte en 1833 por el veterano minero Georg Ludwig Dörell en Clausthal, en el que varillas de madera equipadas con escalones subían y bajaban alternativamente en los pozos para que los mineros pudieran moverse verticalmente cambiando de una cuerda a otra, que fue posible penetrar profundidades cada vez mayores dentro de los pozos. Y con el desarrollo del cable de acero tendido por Clausthaler Oberbergrat (un alto funcionario minero asociado con Clausthal, Alemania) Julius Albert, las cadenas utilizadas hasta entonces, que se dañaban al rodar hacia arriba y hacia abajo y, a veces, se rompían con consecuencias desastrosas, fueron reemplazadas, de modo que las minas modernas de finales del siglo XIX pudieron establecer el transporte de pasajeros por cuerda.

En contraste, el transporte vertical (VT) de personas en las fábricas se promovió durante la revolución industrial. La primera descripción de dicho sistema se encuentra en Abraham Rees. Ciclopedia o Diccionario Universal de Artes, Ciencias y Literatura, publicado en 1819, en el que describe el accionamiento y control de una grúa en la fábrica de algodón operada por Henry Strutt en Belper, Derbyshire (Inglaterra central), en 1803.^{[ 11 ]} La grúa se utilizaba para transportar mercancías y trabajadores por la fábrica en una cesta. En una descripción más detallada de un volumen posterior, la cesta se movía mediante una transmisión accionada por una rueda de molino. Según Rees, se trata de «una máquina extremadamente ingeniosa y útil, utilizada por el Sr. Strutts en todas sus fábricas de algodón y también en muchas otras».

En la ilustración de la hilandería, la escalera "Q" que conecta las plantas se muestra en la parte delantera del edificio. Junto a ella se encuentra el hueco "P", en el que se mueven la cesta y un contrapeso, que equilibra el peso de la cesta y la mitad de la carga habitual que debe soportar la grúa. La cesta se dirige mediante cables de control operados por un niño sentado en un asiento en la parte superior de la jaula. La jaula tiene paredes en tres de sus lados. El cuarto lado está abierto para el acceso. El hueco tiene una compuerta de cierre en cada planta para evitar que las personas caigan en él. Estas compuertas solo se pueden abrir cuando la cesta se detiene en la planta correspondiente, ya que el pestillo de la compuerta se levanta cuando el suelo está a nivel de la compuerta.

Una descripción más detallada de esta “grúa”, ahora llamada Teagle (¿Aparejo?) o Polipasto, se puede encontrar en un libro publicado en 1835 por Andrew Ure titulado La filosofía de los fabricantes, donde evidentemente se han realizado algunas modificaciones respecto de la versión original de 1803.

El mecanismo del Teagle se entiende mediante la siguiente descripción y dibujo, tomado de una de las formas más mejoradas de Frost de Derby, quien, junto con el difunto William Strutt, Esq., recibió el crédito por la invención de esta elegante máquina automática.

En este dibujo del Teagle, ya no se muestra la posición de control del niño en la parte superior de la jaula. Ahora se controla mediante cuerdas que recorren la jaula y que son operadas por el usuario correspondiente.

Este informe también se publicó en el Polytechnisches Journal en 1835 bajo el título “Ueber einen Apparat, dessen man sich in den größeren englischen Fabriken bedient, um die Arbeiter aus einem Stokwerke zum ande=ren emporzuschaffen, Mit Abbildungen auf Tab. II”. (“Sobre un aparato utilizado en las fábricas inglesas más grandes para transportar trabajadores de un piso a otro. Con ilustraciones en la Tabla II”).^{[ 12 ]}

Por lo tanto, el Teagle ya se había introducido en la industria de los transportadores de virutas en esta forma o en una similar, como elevador de mercancías, y, según el Dr. Lee Gray, se puede suponer que ya existían elevadores de carga similares en las fábricas estadounidenses a principios de la década de 1840.[13] En 1856, la hilandería Parsons Paper Company en Holyoke, Massachusetts, contaba con un elevador de carga similar al Teagle en su configuración general. Dado que estos elevadores no solo se utilizaban para transportar mercancías en las fábricas estadounidenses, sino que también eran frecuentemente mal utilizados por los trabajadores, se produjeron numerosos accidentes con lesiones o muertes por roturas de los equipos de carga.

Esta era la situación inicial en Estados Unidos cuando Elisha Graves Otis (1811-1861) recibió el encargo en 1852 de instalar maquinaria para la empresa de camas Maize & Burns y construir un montacargas. Empezó a pensar en dispositivos de seguridad que impidieran la caída de la cabina o plataforma en caso de fallo del sistema de soporte de carga (cuerda o cadena). El resultado fue un dispositivo en forma de un robusto resorte de acero al que se fijaba la cuerda de suspensión, de manera que el peso de la plataforma tensaba el resorte. Si el cable se rompía, el resorte se relajaba. Los extremos del resorte se acoplaban a rieles dentados que, a su vez, estaban unidos a las guías y mantenían la plataforma en su lugar.

La plataforma con el dispositivo de seguridad se exhibió y demostró en 1854 en la Segunda Exposición Universal, en el Crystal Palace de Nueva York, cortando el cable de suspensión de la plataforma cargada. Se cuenta que el propio Otis se encontraba sobre la plataforma y, al igual que Fourdrinier unos años antes, dio la orden de cortar el cable de suspensión y luego comentó: «Todo seguro, caballeros, todo seguro», indicando que la plataforma se había fijado en su lugar tras unos centímetros de caída libre. De este modo, Otis había creado, como lo expresó en la descripción de su patente, «un aparato de elevación nuevo y mejorado», es decir, había añadido un dispositivo de seguridad a los montacargas con el objetivo de detener el mecanismo de elevación en cualquier punto, incluso si se rompía el cable de suspensión.

Sin embargo, la manifestación de Otis no causó la sensación que sus hijos luego difundieron. Solo se informó en Estados Unidos en... New York Tribune y Scientific American. Se puede encontrar una publicación adicional en el Reino Unido. Diario del mecánico práctico y en Revista Politécnica de Dingler.^{[ 6,14 ]} El último artículo incluso señala que este “invento” se utiliza para “garantizar la seguridad de los ascensores que transportan mercancías hacia arriba en almacenes” y que “dispositivos similares se han utilizado durante mucho tiempo en huecos de ascensores”. Otis —al igual que Fourdrinier— mejoró la seguridad de los equipos de elevación que se utilizaban anteriormente con sus inventos, pero la invención del ascensor tal como lo conocemos hoy y su uso generalizado no era su ambición. Otros tuvieron la visión de transportar personas de forma segura verticalmente en edificios cada vez más altos: Peter Cooper (1791-1883) y Otis Tufts (1804-1869).

A principios del siglo XIX, los edificios en las áreas metropolitanas de la costa este de Estados Unidos aumentaron en altura debido al aumento del precio de los terrenos. Sin embargo, también existían límites a este crecimiento. La condición de los usuarios limitaba el crecimiento a cinco o seis pisos. Además, los ascensores, utilizados en fábricas y algunos hoteles para transportar mercancías, no se consideraban lo suficientemente seguros para el transporte de pasajeros debido a numerosos accidentes: caídas por rotura de cuerdas o cadenas.

En 1857, Otis construyó un ascensor en los grandes almacenes EV Haughwout and Co. de Broadway, Nueva York, equipado con el sistema de seguridad presentado en la Feria Mundial. Sin embargo, el ascensor, que era más un montacargas que un ascensor para el transporte de personas, no fue bien recibido por los clientes y fue reemplazado tres años después. Por lo tanto, difícilmente puede considerarse el primer ascensor de pasajeros, como se describe en la literatura actual.

El inventor e industrial Cooper abrió un laminador en Trenton, Nueva Jersey, en 1845 para la producción de vigas de acero estandarizadas para la construcción de edificios. Creía que el futuro de las ciudades residía en la conquista de la verticalidad, que el desarrollo de rascacielos ignífugos era urgente y que en un futuro próximo también habría ascensores seguros para pasajeros. Por ello, al planificar el Edificio de la Fundación Cooper Union en 1850 —donde se ofrecían oportunidades educativas a personas de todas las clases sociales y se ubicaba un gran salón para eventos culturales—, también planeó un hueco de ascensor con acceso a todas las plantas.

El edificio fue uno de los primeros de Nueva York en construirse con los soportes de acero estandarizados desarrollados por Cooper y fabricados en su acería. Su construcción comenzó en 1853 y se completó en 1859, convirtiéndose en uno de los edificios más altos del Bajo Manhattan tras su inauguración.

El hueco del ascensor independiente construido en el interior del edificio causó sensación, sobre todo por su sección circular, ya que los montacargas habituales, ya numerosos en las fábricas, tenían plataformas y huecos rectangulares. Cooper optó por la forma circular, pues, según se dice, creía que era la forma más eficiente de acomodar al mayor número de personas en un hueco, tanto en espacio como en volumen de vapor. Sin embargo, la sección circular también fue la razón por la que el primer ascensor a vapor con cabina circular no se instaló en este edificio hasta unos años después, obra de Edward, el hijo de Peter Cooper.

Casi al mismo tiempo que se planificaba y construía el edificio de la Fundación Cooper Union, otro inventor tuvo la visión de transportar personas verticalmente con la misma seguridad que el ferrocarril permitía hacerlo horizontalmente. Tufts —quien construyó imprentas, máquinas de vapor y equipos contra incendios, además de inventar el martinete a vapor, construyó el primer barco de vapor de hierro con doble casco y el primer barco íntegramente de hierro en Estados Unidos, basado en los diseños de John Ericsson— planeó un "ferrocarril vertical" para llegar a los pisos superiores de los edificios con facilidad y sin esfuerzo.

Como se puede ver en su especificación de patente, fechada el 9 de agosto de 1859 (véase la Figura 6), su objetivo era construir un ascensor para transportar personas desde las distintas plantas de hoteles, edificios públicos e incluso residencias privadas, libre de los peligros de suspensión por cadenas, cuerdas o cordones de cualquier tipo, ya que consideraba que no podía confiar en su seguridad. Por lo tanto, eligió el principio de un tornillo o una columna helicoidal giratoria que se extiende desde la base hasta la cima del edificio. La cabina está unida a una "tuerca" que corre a lo largo de este tornillo. El tornillo gira entonces mediante la energía del vapor u otro tipo de fuerza motriz. Para evitar que las personas caigan al hueco cuando la cabina no está en el rellano correspondiente, se proporciona un sistema de palanca con el que las puertas de las galerías del edificio se abren y cierran y se bloquean automáticamente mediante las levas de la cabina que se desplaza hacia arriba o hacia abajo.

Como medida de seguridad adicional, las puertas de la cabina protegen a los pasajeros del riesgo de quedar atrapados entre la cabina y la pared del hueco. Para ello, se abren y cierran mediante un sistema de palancas, resortes y levas, instalados en cada rellano, a los lados de la abertura en el suelo de la cabina o en el hueco. Además, la cabina cuenta con una cubierta fija para evitar la caída de objetos desde los pisos superiores sobre los pasajeros. Las aberturas de luz o ventilación necesarias están protegidas con rejillas o redes para que la cabeza o los brazos de los pasajeros no sobresalgan de la cabina y, por lo tanto, estén protegidos de lesiones.

Era inusual que este "ferrocarril vertical" tuviera una cabina de ascensor redonda, ya que los montacargas instalados en las fábricas solían tener dispositivos de carga rectangulares. Esto lleva a suponer que Tufts conocía el proyecto de construcción de Cooper y el hueco redondo del ascensor, o que Cooper había previsto su hueco redondo para alojar el ascensor de Tufts. Sin duda, habría sido más fácil para Tufts instalar los dispositivos de cierre y bloqueo de las puertas del hueco y de la cabina de su ascensor en puertas rectas y no en curvas. Lamentablemente, aún no se ha encontrado evidencia de esta especulación en la literatura de la época.

Lo que sí es seguro es que Tufts instaló su “ferrocarril vertical” en dos de los hoteles más importantes de la época: el Fifth Avenue Hotel de Nueva York y el Continental Hotel de Filadelfia. La instalación en el Fifth Avenue Hotel se puso en funcionamiento en 1859, el mismo año en que se inauguró el edificio de la Fundación Cooper. El Fifth Avenue Hotel era un hotel de lujo (1859-1908) que ofrecía a sus huéspedes la comodidad de un fácil acceso a los pisos superiores gracias al ascensor de Otis Tufts. El sistema era seguro, pero también extremadamente caro. El otro de los dos únicos ascensores de este tipo se construyó en el Continental Hotel, que era el hotel más lujoso de su época cuando abrió sus puertas en 1860. El ascensor del Fifth Avenue Hotel funcionó sin problemas durante 15 años, pero los frenos del ascensor del Continental Hotel fallaron y la cabina patinó, provocando que una persona resultara herida.

El 23 de enero de 1860, apareció un extenso artículo en el New York Times titulado: “Vapor versus escaleras: la habitación móvil del hotel de la Quinta Avenida: el valor del principio para residencias privadas y para todos los ascensores”. Además de describir el ascensor —un hueco cuadrado de aproximadamente 10 metros de lado—, también expresa la esperanza de que “este nuevo y excelente dispositivo se utilice ampliamente en edificios públicos, privados y comerciales” y que evite a las personas mayores y enfermas la molestia de subir escaleras. El ascensor de Otis en los grandes almacenes EV Haughwout no se menciona en absoluto.

Aunque Tufts no pudo lograr el avance y el éxito deseados, ya que su ascensor era demasiado grande, demasiado costoso y no rentable con un mayor número de pisos, él y Cooper habían creado las bases para transportar personas en un "ferrocarril vertical", que también se convirtió en un medio seguro de TV a través de inventos posteriores, como el mecanismo de seguridad (1846), la polea de tracción del director de la mina Friedrich Köpe (1877), el accionamiento eléctrico de la empresa Siemens & Halske (1880), etc. Estas innovaciones hicieron de los ascensores un medio seguro de TV sin el cual un rascacielos sería impensable.

Referencias

[1] Edward N. Fourdrinier, Aparato de seguridad patentado de Fourdrinier para prevenir accidentes en minas y minas de carbón. A los propietarios de minas y minas de carbón del Reino Unido (1849).

[2] Dr. Lee Gray, “Elisha Otis en Crystal Palace, Parte 2”, ELEVATOR WORLD (febrero de 2022).

[3] Emil Maximilian Dingler, Polytechnisches Journal, vol. 104, pág. 458 (1847).

[4] Shaffordshire Advertiser, 26 de febrero y 4 de marzo (1848).

[5] Staffordshire Advertiser, 23 de junio (1849).

[6] Practical Mechanic's Journal, diciembre, pág. 193 y pág. 205 (1850).

[7] Bulletin de la Société d'Encouragement, mayo, p. 278 (1854).

[8] Annales des Mines, quinta serie, volumen I (1852).

[9] Berg-und Hüttenmännische Zeitung, núm. 39. (1852).

[10] Annales des Travaux publics de Bélgica, vol. XII, pág. 187 (1853-1854).

[11] Abraham Rees, La enciclopedia o diccionario universal de artes, ciencias y literatura, vol. 21, pág. 760 (1819).

[12] D. Johann Gottfried Dingler, Polytechnisches Journal, vol. 58, número 2, "Ueber einen Apparat, dessen man sich in den größeren englischen Fabriken bedient, um die Arbeiter aus einem Stokwerke zum ande= ren emporzuschaffen, Mit Abbildungen auf Tab. II." (1835).

[13] Lee E. Gray, De las habitaciones ascendentes a los ascensores exprés: una historia del ascensor de pasajeros en el siglo XIX (2002).

[14] D. Johann Gottfried Dingler, Polytechnisches Journal, Volumen 133, No. XCIX, p. 415 “Ascensor de seguridad para almacenes de mercancías” (1854).