Elevadores hidráulicos na década de 1950

Tudo velho é novo outra vez.

A edição de outubro de 1954 da revista ELEVATOR WORLD incluiu um artigo (reproduzido de) EnergiaO artigo de Frederick A. “Fred” Annett (1879-1959), intitulado “Unidades Hidráulicas Retornam aos Elevadores Modernos de Baixa Altura”, iniciava com a seguinte observação: “Há cerca de 40 anos, os elevadores hidráulicos atingiram o auge de sua aceitação em aplicações de baixa e alta altura. Em seguida, foram gradualmente substituídos pelos modelos elétricos.” Os sistemas de elevadores hidráulicos (de vários tipos) dominaram o mercado do final da década de 1870 até o início do século XX. No entanto, como Annett corretamente observou, o surgimento do elevador elétrico moderno inaugurou uma nova era. 

No início da década de 1950, o elevador de tração elétrica era considerado por muitos como a solução ideal para todos os problemas de transporte vertical. No entanto, como também observava o título do artigo de Annett, o elevador hidráulico havia "retornado" para desafiar seu rival elétrico. A história do "renascimento" dos elevadores hidráulicos como uma solução viável para aplicações em edifícios baixos abrange tanto a invenção de outro importante sistema de transporte do século XX quanto a invenção dos modernos sistemas de controle elétrico.

Novas invenções frequentemente levam ao desenvolvimento de novas indústrias para sua fabricação, bem como à criação de novas indústrias e negócios de apoio. A invenção do automóvel moderno no início do século XX exigiu o desenvolvimento de postos de gasolina e oficinas mecânicas, onde mecânicos treinados pudessem reparar e fazer a manutenção dessas máquinas notáveis. A origem do elevador hidráulico "moderno" reside no desejo de se ter um meio simples e seguro de elevar automóveis em oficinas mecânicas. 

Em 1º de setembro de 1925, Peter J. Lunati (1890-1946) recebeu a patente americana nº 1,552,326 por um “Dispositivo de Elevação para Veículos Motorizados”. Sua patente aplicou o conceito do elevador de pistão direto à elevação de automóveis, em vez de pessoas ou cargas (Figura 1). Essa invenção impulsionou a criação da Rotary Lift Co., dedicada à produção de elevadores para veículos. Na década de 1940, a empresa expandiu gradualmente sua linha de produtos para incluir uma ampla gama de elevadores. (Em 1955, a empresa tornou-se uma divisão da recém-criada Dover Elevator Co.) O projeto de elevador de Lunati incluía uma mudança aparentemente pequena que constituiu uma melhoria significativa na operação de elevadores hidráulicos: ele propôs o uso de óleo em vez de água como fluido hidráulico. Em seu artigo de 1954, Annett descreveu as diferenças entre as máquinas hidráulicas “antigas” e “novas”. Os sistemas mais antigos tinham:

1. Utilizou-se água como fluido hidráulico.
2. Normalmente, utiliza-se um tanque de pressão comum para vários elevadores.
3. O movimento do elevador era controlado por válvulas operadas mecanicamente.

Os novos elevadores hidráulicos: 

1. Utilizou-se óleo, que “eliminou muitos problemas associados à água, como ferrugem, corrosão e risco de congelamento”. 
2. Apresentava “sistemas de pressão” individuais que incluíam um reservatório de óleo ou tanque de armazenamento.
3. Utilizou-se uma “bomba de deslocamento positivo acionada por motor”. 
4. Utilizou um “sistema de controle eletro-hidráulico” 

Annett se referiu a essas máquinas como “eletro-hidráulicas”, que ele considerava “um nome apropriado para esse tipo de elevador, já que é uma combinação do antigo tipo de pistão hidráulico com um motor elétrico e controle eletro-hidráulico”. Ele também fez uma comparação do novo elevador eletro-hidráulico com seu principal concorrente:

“Esses elevadores diferem dos projetos elétricos de várias maneiras: Primeiro, por sua extrema simplicidade. . . . Como não há equipamentos suspensos, as colunas e fundações da caixa do elevador podem ter um projeto menor. Dispositivos de segurança ou limitadores de velocidade não são necessários, porque a cabine e sua carga não podem cair mais rápido do que a velocidade normal.”

Além disso, como os elevadores hidráulicos se deslocavam a baixas velocidades, podiam utilizar fossos muito rasos equipados com simples "amortecedores de mola pesados" como dispositivos de segurança. A crescente popularidade dessas máquinas e sua presença cada vez maior no mercado são indicadas nos agradecimentos de Annett, onde ele agradeceu a sete empresas por fornecerem informações sobre seus sistemas de elevadores hidráulicos: Globe Hoist Co., Rotary Lift, Shepard Elevator Co., S. Heller Elevator Co., Rosenberg Elevator Co., Murphy Elevator Co. e White-Evans Elevator Co.

Annett ilustrou a simplicidade mecânica do novo elevador hidráulico em um desenho em perspectiva (Figura 2). É interessante comparar esta imagem com um desenho semelhante de um elevador de pistão direto de 1906 (Figura 3). O elevador mais antigo empregava um conjunto complexo de válvulas de controle localizadas no poço. Essa localização era necessária porque as válvulas eram operadas por meio de uma conexão mecânica. O sistema mais antigo também apresentava contrapesos, que eram comumente usados ​​em sistemas de edifícios altos. A simplicidade da nova instalação do elevador hidráulico foi possibilitada pela aplicação do sistema de controle eletro-hidráulico, que foi localizado adjacente à caixa do elevador. Annett abordou a operação desses sistemas em um segundo artigo publicado na edição de março de 1955 da EW (também reimpresso de Energia), intitulado “Unidades a óleo garantem a confiabilidade de elevadores eletro-hidráulicos modernos”. O sistema de controle típico de um elevador de passageiros utilizava um “motor de eixo horizontal de velocidade constante acoplado a uma bomba rotativa tipo engrenagem com válvula de alívio de pressão integrada”. A bomba descarregava o óleo “através de uma válvula de retenção em uma linha de óleo que levava ao cilindro hidráulico do elevador”, e a válvula de retenção “travava” o elevador na posição quando a bomba parava. O artigo ilustrava e fornecia descrições detalhadas das unidades de bomba projetadas pela Globe Hoist e pela Rotary Lift (Figuras 4 e 5).

Em um artigo publicado na edição de abril de 1956 da EW (reproduzido de) Engenheiro consultorFloyd Willison relacionou a popularidade da "simplicidade" do novo elevador de pistão direto ao surgimento da arquitetura moderna: "Elevadores Hidráulicos e Design Moderno". Willison foi identificado como um "engenheiro sênior de materiais e equipamentos para movimentação de passageiros" empregado pela Smith, Hichman & Grylls, Inc., Arquitetos e Engenheiros (Detroit). 

Willison introduziu seu tema da seguinte forma: “As tendências no design de edifícios nos últimos anos criaram novos problemas para engenheiros, arquitetos e a indústria de elevadores.” Esses problemas incluíam a propensão da arquitetura moderna por “linhas elegantes, longas e baixas, sem interrupções por projeções arquitetônicas ou estruturais”, o que, naturalmente, significava que a cobertura estava agora “em desuso”. Willison observou que uma “solução frequente para esse problema tem sido o uso de máquinas elétricas do tipo subterrâneo”. Ele seguiu essa observação com uma declaração interessante que oferece uma visão sobre o mercado de elevadores contemporâneo. Ele relatou que, embora a escolha de uma máquina elétrica do tipo subterrâneo “resolva o problema para o arquiteto e o livre de possíveis críticas dos grandes fornecedores de equipamentos para elevadores, ela não representa necessariamente o melhor investimento do proprietário em transporte vertical”. Isso serve como um lembrete de que empresas menores e regionais (como as mencionadas por Annett em seu artigo de 1954) foram as principais responsáveis ​​pelas inovações que impulsionaram o renascimento do elevador hidráulico.

Willison afirmou que havia cinco requisitos básicos a serem considerados na seleção de elevadores: “adequação às necessidades do serviço, custo original, vida útil esperada, custo de operação e manutenção e segurança”. Embora esses critérios sejam bastante normativos, sua explicação sobre a aplicação deles a elevadores hidráulicos revela o caráter de transição da década de 1950, quando o transporte vertical entrou na era moderna. Por exemplo, “adequação” incluía “velocidade, suavidade de operação, capacidade de nivelamento, método de operação, capacidade, tamanho da cabine, tipo de cabine [e] tipo de portas”. Dentro desses critérios, Willison observou: “De modo geral, qualquer método de controle que possa ser usado em elevadores elétricos pode ser usado em elevadores hidráulicos”. Os tipos de controle disponíveis incluíam “controle automático simples, controle coletivo seletivo ou controle de dois botões para duas cabines e sistemas totalmente automáticos para múltiplas cabines”. Ele afirmou que os novos elevadores hidráulicos ofereciam o melhor custo-benefício para edifícios baixos.

"A dura realidade sobre o custo dos elevadores é que os melhores elevadores hidráulicos, que equivalem aos melhores equipamentos para elevadores, independentemente do custo, no que diz respeito a edifícios baixos, podem ser adquiridos por menos do que o elevador elétrico mais barato. Acrescente-se a isso o fato de que uma quantia considerável pode ser economizada com a eliminação da cobertura, e temos um bom argumento a favor do elevador hidráulico."

Willison também afirmou que esses elevadores tinham uma longa vida útil, eram o tipo de elevador mais seguro e que seu custo de operação e manutenção era "50-70% do custo de operação e manutenção de um elevador elétrico" projetado para uma instalação semelhante.

Outros artigos da EW publicados na década de 1950 que abordavam esse tema incluíam “O Controle Elétrico de Elevadores Hidráulicos”, de Joseph C. Tamsitt (janeiro de 1955), e a série em três partes “Bombas Hidráulicas para Elevadores”, de E.M. Richman e T.A. Herman (maio, junho e agosto de 1956). Tamsitt, engenheiro-chefe da Keystone Controls (Baltimore), descreveu seu artigo como um “relatório atualizado” sobre seletores e controles. Ele apresentou informações coletadas entre 1952 e 1955 sobre sistemas de controle de elevadores. Ele caracterizou a subida como “mais difícil de controlar”, e a maior parte de seu artigo abordou esse tópico. Tamsitt relatou: “As partidas para cima foram testadas tanto pela sensação da partida quanto por meio de um acelerômetro”. Este último foi útil para coletar “informações durante esse período, pois achávamos que não se podia confiar na memória”. Sua investigação revelou quatro “grupos”, ou tipos, de sistemas de controle: 

1. Bombas simples com motores de velocidade única até 50 pés por minuto (fpm)
2. Bombas simples com motores de velocidade única até 150 pés por minuto (fpm)
3. Bombas simples com motores de duas velocidades
4. Duas bombas acionadas por motores individuais. 

Tamsitt também forneceu uma análise detalhada de cada sistema de controle. Ele afirmou que o controle da direção descendente era essencialmente o mesmo para todos os elevadores hidráulicos, escrevendo: “A válvula pequena, ou de nivelamento, é aberta primeiro, com a válvula grande, ou válvulas, programadas para abrir em seguida”. Quando a cabine se aproximava do seu destino, a válvula grande fechava e a válvula pequena nivelava a cabine com o pavimento.

A série de Richman e Herman concluiu com um “Gráfico de Solução de Problemas de Bombas Rotativas” que listava sete “sintomas” do sistema, 18 “causas” (muitas das quais apresentavam múltiplos sintomas possíveis) e 18 “soluções sugeridas”. A natureza detalhada do gráfico, que só foi possível graças à vasta experiência, revela o aumento do uso e da popularidade dos novos elevadores hidráulicos (Figura 6). No entanto, essas novas máquinas também tinham uma conexão singular com as máquinas mais antigas. A definição da palavra “hidráulico”, segundo o dicionário Webster, é “operado, movido ou acionado por meio de água”. Levando essa definição ao pé da letra, os novos elevadores “hidráulicos” foram comercializados como elevadores “óleo-hidráulicos” (um termo que não aparece em Dicionário WebsterComo mencionado anteriormente, seu projeto básico também era semelhante ao dos elevadores projetados no início do século XX e, embora utilizassem o sistema de controle eletro-hidráulico de Annett, em seu artigo de 1955, ele também relatou que eles acomodavam um “sistema de controle” antiquado. Annett observou que era difícil para a cabine ultrapassar seus limites de percurso, porque “se o operador estiver distraído e permitir que a cabine ultrapasse os limites normais, o ruído da bomba e o estalo da válvula de alívio o despertarão rapidamente”. Embora o operador de elevador estivesse rapidamente se tornando uma figura do passado na década de 1950, essa referência nos lembra das mudanças drásticas que ocorreram em uma década em que, pelo menos por um breve período, tudo o que era velho se tornou novo novamente.