Operadores de portas de elevador: ontem e hoje.

Os atendentes de antigamente deram lugar a soluções automatizadas e de alta tecnologia.

Pessoas de certa idade talvez se lembrem de quando os automóveis eram ligados manualmente, girando uma manivela, em vez de eletronicamente, ou quando as ligações telefônicas, em vez de discadas, eram atendidas por operadores humanos, ou ainda quando os elevadores eram operados por um ascensorista treinado. Os ascensoristas, geralmente com uniformes semelhantes aos usados ​​hoje por porteiros e recepcionistas, tinham total responsabilidade pela operação do elevador. Suas duas principais tarefas eram abrir e fechar as portas e/ou catracas para permitir a entrada e saída dos passageiros e "conduzir" o elevador de andar em andar usando as alavancas ornamentadas no painel de controle para iniciar e parar a cabine e regular sua velocidade. A profissão exigia um nível de experiência e habilidade para parar a cabine com segurança e conforto, alinhando-a com a entrada de cada andar, e, da maneira mais suave possível, abrir e fechar a porta manualmente. 

Elevadores operados manualmente eram onipresentes, encontrados em edifícios residenciais e comerciais, lojas de departamento, hotéis e atrações turísticas. No início do século XX, a modernização levou ao desenvolvimento de sistemas de elevadores automáticos que permitiram aos passageiros usar o elevador sem a assistência de um operador humano. Para isso, as duas principais responsabilidades do operador foram automatizadas. O controle da movimentação do elevador para cima e para baixo no poço foi substituído por novos painéis na cabine com botões e, atualmente, por painéis sensíveis ao toque de última geração. Operadores automáticos de portas, que utilizam uma combinação de motores, alavancas, correias, embreagens e intertravamentos, substituíram as portas e portões que eram abertos e fechados manualmente. Embora elevadores operados manualmente ainda sejam encontrados ocasionalmente em algumas partes do mundo, o advento das cabines e dos operadores automáticos de portas os tornou, em grande parte, coisa do passado.

A experimentação levou aos primeiros operadores de portas automáticas, que utilizavam sistemas pneumáticos, pistões, válvulas de retenção reversíveis a óleo e outros dispositivos longe do ideal. A inovação, por fim, conduziu ao desenvolvimento da primeira solução prática e padrão da indústria: os operadores harmônicos, muitos dos quais ainda são utilizados atualmente. 

Os novos atuadores harmônicos criavam mecanicamente um perfil de quatro partes para abrir e fechar as portas, o que era necessário porque os primeiros atuadores eram acionados por motores CA de velocidade constante. LJ Blaiotta Jr., presidente da Columbia Elevator, explica:

“Imagine o movimento de um pêndulo e o conceito ficará claro. Você vê uma fase lenta em uma extremidade do movimento, uma aceleração até atingir a velocidade máxima no ponto médio, uma desaceleração do ponto médio até uma velocidade mais lenta e, em seguida, uma desaceleração novamente ao se aproximar da extremidade oposta. Durante o primeiro movimento do sistema harmônico, a velocidade linear da porta aumenta gradualmente, permitindo o engate silencioso das portas da cabina e do poço do elevador e, ao abrir a porta, dando tempo para o limitador e o intertravamento se desengatarem. A velocidade linear aumenta durante o segundo movimento até atingir o ponto médio da abertura, diminui durante o terceiro movimento do ponto médio até o ponto de desaceleração e, durante o quarto movimento, diminui até a porta parar.”

Com o sistema harmônico, a velocidade de deslocamento da porta era a mesma durante a abertura e o fechamento e, por razões de segurança, buscou-se uma maneira de permitir que a porta fechasse lentamente enquanto abria mais rapidamente. Isso levou ao desenvolvimento do operador acionado por motor CC. Para criar perfis distintos de abertura e fechamento, foram introduzidos motores CC de alta tensão, controlados por chaves fim de curso e resistores que alteravam a corrente e a tensão do motor, permitindo que a porta "soubesse" quando estava fechada. Uma desvantagem era que os motores CC controlados por resistência apresentavam baixo torque em baixas velocidades, o que criava problemas na movimentação de portas mais pesadas.

Elevadores operados manualmente eram onipresentes, encontrados em diversos locais, como prédios residenciais e comerciais, lojas de departamento, hotéis e atrações turísticas.

O processo de superação desse problema levou à introdução do controlador de motor de estado sólido, que permitiu o uso da modulação por largura de pulso (PWM) em vez de resistência para controlar a velocidade do motor. A PWM enviava ao motor CC pulsos de onda quadrada de tensão total com duração variável para controlar a velocidade, possibilitando alto torque em baixas rotações e controle preciso do torque e da aceleração. "É um conceito semelhante ao dos freios ABS que temos em nossos carros", observa Blaiotta. "Em vez de níveis mais altos e mais baixos de força de frenagem, os freios ABS aplicam força total às rodas o tempo todo, mas em 'rajadas' ou 'pulsos' rápidos e controlados para controlar com precisão o movimento do carro."

Os operadores de portas entram na era da informática.

Na segunda metade do século XX, os operadores de portas de elevador entraram na era da informática com os controles por microprocessador. Um grande avanço, isso permitiu que a velocidade da porta permanecesse a mesma tanto para portas pesadas e decorativas de halls de entrada quanto para portas mais leves posicionadas mais acima no mesmo poço do elevador, além de possibilitar a criação e modificação de perfis de abertura e fechamento sem a necessidade de ajustes em interruptores ou sensores. Com base no feedback do encoder, o microprocessador de circuito fechado variava a corrente e a tensão do motor para garantir que a porta seguisse o perfil programado. O perfil era rastreado usando o feedback do encoder, com a corrente do motor variada conforme necessário para garantir que a porta abrisse ou fechasse na velocidade especificada. "Em termos simples", observa Blaiotta, "o microprocessador 'explica' ao motor precisamente o que ele precisa fazer para abrir e fechar a porta. E, combinando isso com a tecnologia de detecção de corrente do motor, é possível eliminar os interruptores de limite como uma fonte de potenciais problemas futuros."

O aprimoramento da tecnologia de operadores de portas ao longo dos anos teve um impacto positivo para usuários finais, instaladores e técnicos de manutenção de elevadores. Isso permitiu que os operadores de portas se tornassem mais leves, fáceis e baratos de instalar e fazer manutenção, melhorou os tempos de deslocamento entre andares, reduziu a frequência de falhas mecânicas e acompanhou as normas da ASME. O operador harmônico tradicional apresentava muitas vantagens, incluindo a criação mecânica de perfis de abertura e fechamento da porta, um projeto comprovado que se tornou muito familiar aos instaladores, com flexibilidade que permitia que o mesmo equipamento fosse usado em uma ampla variedade de tipos de abertura e funcionasse com trilhos e equipamentos de poço de elevador de outros fabricantes.

Os operadores harmônicos trouxeram desafios.

Os operadores harmônicos, no entanto, apresentavam diversas desvantagens. Eram compostos por muitas peças móveis com rolamentos que geravam ruído, afrouxavam-se e falhavam. A instalação e configuração iniciais eram relativamente complicadas. Eram pesados, causando problemas de balanceamento da cabine. Seus componentes rotativos e articulações adicionavam massa ao equipamento da porta e causavam aumento da energia cinética, o que afetava o tempo mínimo de fechamento da porta. Eram montados na parte superior da cabine, exigindo um espaço considerável acima deles. A articulação de acionamento era normalmente montada na parte traseira da porta, o que limitava o uso de portas de vidro decorativas sem a necessidade de criar painéis especiais para ocultar os componentes do operador.

Mais recentemente, aperfeiçoamentos adicionais levaram ao desenvolvimento do operador linear. Nesse formato, os painéis das portas são movidos por braços articulados acionados por uma engrenagem sem-fim, cabo, corrente ou correia que se estende por todo o comprimento necessário para abrir a porta. Amplamente utilizados na Europa antes de serem introduzidos nos Estados Unidos, os operadores lineares tornaram-se mais populares após a introdução dos controles por microprocessador. Eles ofereciam muitas novas vantagens. Eram controlados por uma unidade central de processamento, utilizavam correias de transmissão de alto torque para reduzir o ruído e tinham menos peças móveis. Os interruptores de limite deixaram de ser necessários em muitos modelos. Para o instalador/mantenedor, as vantagens incluíam a montagem do trilho incorporada ao operador, redução do tempo de instalação e acesso aos componentes pela frente da cabine. Blaiotta afirma:

“A Columbia Elevator tem um histórico de envolvimento com a evolução dos operadores de portas e hoje está na vanguarda da tecnologia. Tudo começou com a aquisição, em 2007, da antiga fábrica da Montgomery/KONE no Kansas, que fabricava operadores harmônicos há 50 anos. Com a aquisição, obtivemos a licença para fabricar os operadores MAC®, o que continuamos a fazer. Além disso, para atender ao mercado residencial e de uso limitado/aplicações restritas – para o qual o operador MAC era muito grande e pesado – desenvolvemos nosso próprio operador ALURE®, mais leve e compacto, em colaboração com a Fermator, da Espanha, a maior fabricante de portas do mundo. Como o operador de porta europeu da Fermator não atendia às normas norte-americanas, resolvemos isso comprando os motores e encoders da Fermator e combinando-os com trilhos de tamanho padrão americano para atender aos requisitos das normas de segurança nacionais.”

A partir de sua parceria com a Fermator, a Columbia Elevator percebeu que o mercado norte-americano estava pronto para um operador linear comercial construído de acordo com os padrões e normas dos EUA. Essencialmente uma versão mais robusta do produto ALURE da Columbia, o operador linear Fermator ROBUSTA™ é repleto de atributos avançados. O operador, com chave de comporta, restritor, trilho e controles pendentes, é pré-montado na viga superior. Opera com 230 VCA, incorpora um motor CC plano com ímã permanente e utiliza um controlador de malha fechada de tensão e frequência variáveis. Possui um mecanismo silencioso de acionamento por correia serpentina e de alto torque. Ele se encaixa no espaço da viga superior/travessa da maioria das cabines e é ajustável pela frente da cabina. A embreagem Fermator montada na porta interage com o equipamento de poço de elevador GAL, e os parafusos de fixação dos controles pendentes são espaçados em 4.125 polegadas para funcionar com portas furadas para GAL. Blaiotta comenta: “Percorremos um longo caminho desde os tempos do ascensorista manual até a tecnologia Robusta de hoje. E, felizmente, estamos vendo que a demanda por essa nova tecnologia é, bem, robusta!”