Prova il discorso sulla torre

Il tuo autore (OQ) parla con il professor Ignacio Herrera (IH) del contributo dell'università spagnola al settore dei trasporti verticali.

La torre di prova degli ascensori dell'Università di Badajoz ha contribuito con un tocco di distinzione e modernità allo skyline di Badajoz, in Spagna. La sommità della torre, alta 40 metri, è accessibile tramite corridoi lungo il perimetro distanziati ogni 3 metri verso l'alto, e la torre può ospitare fino a otto ascensori per i test. La torre è stata progettata con progressi tecnologici, come apparecchiature avanzate di elettrostimolazione funzionale (FES) che consentono l'analisi cinematica, dinamica e completa di un modello biomeccanico del corpo umano all'interno dell'ascensore di prova in modo che l'ascensore possa essere valutato per l'uso in edifici pubblici. La torre è stata promossa dal Gruppo di Ricerca INGELEV dell'Università dell'Estremadura, una struttura collaborativa in cui possono lavorare altri organismi di ricerca, come la Scuola di Ingegneria Industriale - in particolare, il gruppo Dédalo di Ingegneria Meccanica - e il gruppo PE&ES di Elettronica di Potenza insieme. Il tuo autore (OQ) si è incontrato con il professor Ignacio Herrera Navarro (IH), sponsor e scienziato responsabile di questo progetto, per saperne di più sul progetto.

 Il Professor Herrera ha conseguito un dottorato di ricerca in Ingegneria Industriale presso l'Università Politecnica di Madrid nel 1982, dove è stato Professore di Elasticità e Resistenza dei Materiali dopo aver completato i suoi studi. Nel 1986 è stato nominato direttore tecnico del laboratorio ascensori dell'università, intraprendendone la creazione e la messa in servizio da parte dell'allora Ministero dell'Industria e dell'Energia come struttura accreditata per l'omologazione dei componenti di sicurezza degli ascensori nel quadro della Direttiva Ascensori della Commissione Europea. Nel 1996 è stato nominato Professore dell'Area di Meccanica dei Mezzi Continui e Teoria Strutturale presso la Facoltà di Ingegneria Industriale dell'Università dell'Estremadura. È autore di numerosi articoli su riviste scientifiche, soprattutto nel campo dell'ingegneria degli ascensori.

Il progetto di costruzione della torre di prova degli ascensori dell'Università dell'Estremadura, progetto per il quale Herrera è stato promotore e responsabile scientifico, è stato completato nel 2013.

OQ: Come è nata l'idea di realizzare questa torre di prova?

IO: Nel 1997, dopo essere entrato come professore all'Università dell'Estremadura e aver visto la disponibilità di spazio nel campus universitario, ho avuto l'idea di continuare la ricerca che avevo svolto nel Laboratorio di Ascensori dell'Università Politecnica di Madrid a partire dal 1986. Consapevoli che la ricerca di qualità negli ascensori di media e alta velocità richiedeva la verifica, mediante sperimentazione, della situazione teorica, il primo progetto per il quale abbiamo cercato finanziamenti è stata la costruzione di una torre di prova per ascensori.

 OQ: Spiega le caratteristiche e la funzionalità di questa torre nel contesto attuale.

IO: Si compone di due edifici alti 40 m, 8 x 3 m² pozzi, accessibili lungo il perimetro tramite corridoi ogni 3 m. Il montaggio e lo smontaggio degli ascensori sono facilitati da un carroponte da 4 mt e da due cestelli per gli operatori che possono circolare nei vani.

La torre è dotata di una macchina per prove di caduta libera fino a 40 m di altezza; prove di impatto per masse fino a 10 mT; e prove di dissipazione di energia fino a 100 kJ, appositamente progettate per la prova di paracadute progressivi, ammortizzatori e valvole dei paracadute per ascensori. Dispone inoltre di un laboratorio annesso per prove statiche, dinamiche e di fatica dei componenti elettromeccanici degli ascensori.

La torre è stata promossa dal gruppo di ricerca INGELEV dell'Università dell'Estremadura. Data la natura multidisciplinare della tecnologia degli ascensori, la torre è utile anche per altri gruppi di ricerca della Scuola di Ingegneria Industriale, in particolare il gruppo Dédalo di ingegneria meccanica e il gruppo PE&ES di elettronica di potenza.

OQ: Puoi dettagliare il tipo di test tecnologici nel campo dell'elevazione che vorresti sperimentare nella torre di prova?

IO: La torre è appositamente progettata per ridurre i tempi di assemblaggio e il corretto smontaggio di un prototipo completo di ascensore proposto da R&D (o parti di esso) per medie e alte velocità. Attualmente è possibile testare fino a otto ascensori completi contemporaneamente.

OQ: Qual è la capacità della torre di prova?

IO: Con l'aiuto delle attrezzature che il Ministero ci ha appena concesso, oltre a migliorare sostanzialmente il funzionamento dell'impianto sia all'interno che all'esterno della torre, avremo le seguenti attrezzature:

Un ascensore di prova modulare per testare, con passeggeri, componenti di ascensori a velocità fino a 2.5 m/s, che consente prove attitudinali del funzionamento dei componenti di ascensori; installazione e formazione su sistemi esperti di manutenzione predittiva e traffico ascensoristico; e per prove di interazione meccanica ascensore-passeggeri riguardanti studi di comfort e sicurezza per i passeggeri, compresi disabili e pazienti ospedalieri.

Un ascensore di prova modulare per testare, senza passeggeri, componenti di ascensori a velocità fino a 7 m/s, progettato appositamente per testare sistemi avanzati di controllo degli ascensori e soluzioni miste per l'efficienza energetica, in particolare attraverso pannelli fotovoltaici integrati sulla facciata degli edifici, che, oltre a generare energia, offrono isolamento termico e acustico. Viene utilizzato anche per testare apparecchiature di frenatura e di controllo rigenerativo che dispongono di sistemi autonomi di accumulo dell'energia tramite semiconduttori senza la necessità di reimmettere energia nella rete e ha la capacità di rilevare e filtrare oscillazioni di tensione e fastidiosi rumori di funzionamento.

È disponibile anche un mini-ascensore per guida/sospensioni/funzionamento dell'ascensore completo/test della batteria dell'ascensore in scala 1/10 e 1/20, fino a 20 m/s. Può essere utilizzato per test di controllo e soppressione del rollio (oscillazione) e di interazione edificio-ascensore: vento sismico e ciclonico sugli edifici e aerodinamica dell'ascensore (effetto tunnel).

OQ: Il progetto della torre comprende apparecchiature avanzate di elettrostimolazione funzionale (FES). Potrebbe fornire maggiori dettagli a questo proposito, in relazione allo scopo e alla funzionalità di tali apparecchiature per la loro implementazione in luoghi pubblici?

IH: ioIn effetti, l'apparecchiatura FES, insieme a una piastra di misurazione della forza di reazione del corpo umano contro il terreno, all'apparecchiatura di sincronizzazione tra le piastre di misurazione della forza e alle telecamere a infrarossi per la cattura del movimento, ci permetterà di eseguire un'analisi cinematica, dinamica e completa di un modello biomeccanico del corpo umano all'interno dell'ascensore. L'obiettivo di questa apparecchiatura è duplice. Da un lato, può essere ottimizzata per il funzionamento durante l'accelerazione, la corsa e la frenata dell'ascensore, in termini di comfort per l'utente: forze trasmesse alle articolazioni, vibrazioni trasmesse al corpo umano, ecc. Ovvero, un primo obiettivo è quello di includere la biomeccanica del soggetto/dei soggetti nella progettazione dell'ascensore. L'altro obiettivo è quello di convertire l'ascensore di prova in una piattaforma di prova biomeccanica in condizioni di elevata accelerazione, gravità ridotta, impatti, ecc., utilizzando le condizioni dinamiche dell'ascensore per studiare situazioni di puro interesse biomeccanico; ad esempio, strategie di adattamento e controllo per motori, equilibrio, ecc. e per la progettazione di dispositivi di ingegneria biomedica, come scheletri eso-ibridi che "assorbono" le situazioni di impatto durante i test in condizioni controllate in cui l'ascensore è soggetto a una brusca decelerazione tramite rampe o all'attivazione di dispositivi di sicurezza.

OQ: Qual è la data approssimativa in cui la torre sarà completata e sarà operativa al 100%?

IO: Dicembre 2021.

OQ: Cosa rappresenta questa torre per l'Università di Badajoz e per i suoi studenti di ingegneria industriale?

IO: La torre di prova degli ascensori ha modificato lo skyline della città di Badajoz e del campus universitario. È un esempio da seguire nel portare il mondo dell'impresa e dell'industria nell'università, che è apparsa più attenta a far crescere il numero dei titoli offerti che a fornire eccellenza e specializzazione nei titoli offerti. Per gli studenti di master e dottorato in ingegneria industriale la torre rappresenta l'opportunità di ricevere una formazione sperimentale specializzata nell'ingegneria degli ascensori.

OQ: Hai avviato qualche tipo di collaborazione con team internazionali con l'obiettivo di superare qualche sfida nel campo degli ascensori?

CIAO: INGELEV ha contribuito allo studio del comfort dei passeggeri attraverso analisi, simulazioni e prove meccaniche dell'impianto ascensore, tenendo conto della capacità di smorzamento dei passeggeri e delle merci. Questo gruppo collabora con diversi gruppi di ricerca, sia in ambito aziendale che universitario a livello internazionale. C'è stata anche una stretta collaborazione con la divisione Lift Engineering dell'Università di Northampton (Regno Unito) nelle indagini sull'interazione degli ascensori con i passeggeri e sui mezzi di sospensione degli ascensori utilizzati nei grattacieli, in particolare per il controllo e la soppressione del rollio (ondeggiamento).

OQ: Dal tuo punto di vista, quali sono le maggiori sfide che il settore degli ascensori deve affrontare?

IO: La sfida più grande in senso stretto è senza dubbio l’ascensore spaziale. La National Aeronautics and Space Administration ha finanziato la ricerca su questa idea rivoluzionaria che consentirebbe di trasportare merci e persone su una stazione orbitante, o di mettere in orbita i satelliti, ma non ha ancora finanziato alcun progetto per la sua costruzione.

Tuttavia, la sfida più grande nel campo del sollevamento è migliorare gli ascensori in modo che funzionino in modo sicuro e confortevole, possano sostenere viaggi più lunghi e trasportare più persone e carichi per unità di tempo. Questa sfida diventa più rilevante con il crescente interesse per la costruzione di grattacieli. Oltre a ciò, dobbiamo affrontare la sfida di diversi limiti tecnologici irrisolti. Questi includono il sottosviluppo della tecnologia di sollevamento ad alta velocità; miglioramento dei componenti critici, come un sostituto più leggero e più resistente della fune d'acciaio (i nanotubi di carbonio hanno mostrato un miglioramento significativo in questo settore); e miglioramenti in termini di comfort e sostenibilità, che andrebbero di pari passo con cabine di ascensori in cui l'attrito non influenzasse la guida (guida senza contatto: le guide non necessitano di lubrificazione [guida a secco]).

 OQ: Quante torri esistono al mondo con caratteristiche simili a questa? Che novità porterà questa torre situata presso l’Università di Badajoz a quelle già esistenti?

IO: Le multinazionali degli ascensori dispongono di torri elevate (alcune raggiungono altezze superiori a 200 m) o pozzi scavati (più di 300 m di profondità) per testare i propri prototipi di ascensori. Sebbene la loro distanza di percorrenza sia molto elevata, nessuno di questi può soddisfare le esigenze degli edifici più alti già costruiti (come il Burj Khalifa di 828 m), quindi in questi casi è necessario utilizzare l'edificio in costruzione come propria torre di prova, con le limitazioni intrinseche che ciò comporta.

La Badajoz Elevator Test Tower è a disposizione per qualsiasi progetto di ricerca/sviluppo/innovazione, sia a scopo pubblico che privato, per un ascensore completo o una sua componente, attraverso la firma di accordi che garantiscono l'indipendenza e la riservatezza dei risultati della ricerca.

La torre, attraverso la sua concezione innovativa per quanto riguarda l'accessibilità all'impianto ascensore e l'adattabilità alle esigenze di indagine, consente una sostanziale riduzione dei tempi di montaggio e smontaggio degli ascensori completi e dei loro componenti. Inoltre, tenendo conto del numero di ascensori di prova simultanei, delle misurazioni del vano e dell'altezza, per quanto ne sappiamo, non esiste altra torre costruita con prestazioni simili o migliori. Grazie alle nuove apparecchiature che verranno installate al suo interno, porteremo una capacità di test degli ascensori caratterizzata da una sostanziale riduzione dei tempi di progettazione, sviluppo e installazione di nuovi prototipi e componenti di ascensori.

Maggiori informazioni sulla torre di prova e sul Centro di Ingegneria dell'Elevazione dell'Università dell'Estremadura sono disponibili all'indirizzo
https://www.eweb.unex.es/eweb/cie/?

Olga Quintanilla è una giornalista freelance, community manager e blogger nota per i suoi scritti per i mass media relativi a questioni di salute, pubblicazioni turistiche, cultura, tecnologia e responsabilità nei social media. Per 20 anni è stata corrispondente parlamentare del gruppo Baleari Hora Nova Media. Attualmente ricopre il ruolo di responsabile media per l'Associazione spagnola dei tecnici professionisti dei vigili del fuoco (APTB).