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Elevador (Elevator)
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Elevador (Elevator)

TORIma Academia — História da Arquitetura

Elevator

Elevador (Elevator)

Um elevador (inglês norte-americano, inglês filipino) ou elevador (inglês da Commonwealth, exceto Canadá) é uma máquina que transporta verticalmente pessoas ou mercadorias…

Um elevador (em inglês norte-americano e filipino) ou elevador (em inglês da Commonwealth, excluindo o Canadá) funciona como um dispositivo mecânico projetado para o transporte vertical de indivíduos ou cargas entre diferentes níveis. Esses sistemas normalmente operam por meio de motores elétricos que alimentam cabos de tração e mecanismos de contrapeso, semelhantes a uma talha; no entanto, alguns projetos utilizam bombas de fluido hidráulico para elevar um pistão cilíndrico, semelhante a um macaco.

Um elevador (inglês norte-americano, inglês filipino) ou elevador (inglês da Commonwealth, exceto Canadá) é uma máquina que transporta verticalmente pessoas ou mercadorias entre níveis. Eles normalmente são movidos por motores elétricos que acionam cabos de tração e sistemas de contrapeso, como uma talha, embora alguns bombeiem fluido hidráulico para levantar um pistão cilíndrico como um macaco.

Os elevadores encontram aplicação na agricultura e na fabricação para manuseio de materiais, abrangendo diversos tipos, como elevadores de corrente e caçamba, brocas de grãos e elevadores de feno. Na arquitetura contemporânea, os elevadores são frequentemente integrados para garantir a acessibilidade, especialmente em contextos onde as rampas são impraticáveis. Elevadores de alta velocidade são um recurso padrão em arranha-céus. Além disso, certos sistemas avançados de elevadores são capazes de movimento horizontal. As tecnologias de elevadores inteligentes facilitam a coordenação de vários elevadores, melhorando assim a experiência do usuário e otimizando os custos operacionais.

Histórico

Era pré-industrial

A referência documentada mais antiga a um elevador aparece nos escritos do arquiteto romano Vitrúvio, que atribuiu a construção do primeiro elevador a Arquimedes (c. 287 aCc. 212 aC), provavelmente em 236 aC. Relatos históricos subsequentes descrevem os elevadores como cabines suspensas por cordas de cânhamo, operadas por força humana ou animal.

O Coliseu Romano, concluído em 80 d.C., incorporou aproximadamente 25 elevadores para elevar animais até o chão da arena. Cada elevador poderia levantar cerca de 600 libras (270 kg), equivalente ao peso de dois leões, a uma altura de 23 pés (7,0 m), quando movido por até oito homens. Em 1000 dC, o Livro dos Segredos de Ibn Khalaf al-Muradi, originário da Espanha islâmica, detalhou um aparelho de elevação semelhante a um elevador, empregado para elevar um grande aríete para demolição de fortalezas.

Durante o século XVII, protótipos rudimentares de elevadores foram instalados em palácios reais em toda a Inglaterra e França. Notavelmente, Luís XV da França encomendou uma 'cadeira voadora' para uma de suas amantes no Castelo de Versalhes em 1743.

Elevadores antigos e medievais dependiam de sistemas de acionamento que utilizavam guinchos e guinchos. A invenção subsequente de um sistema de acionamento por parafuso representou um avanço fundamental na tecnologia de elevadores desde a antiguidade, abrindo caminho para elevadores de passageiros modernos. Ivan Kulibin construiu o elevador inaugural, instalado no Palácio de Inverno em 1793, embora possa ter existido um projeto anterior de Leonardo da Vinci. Vários anos depois, outro elevador de Kulibin foi implementado em Arkhangelskoye, perto de Moscou.

Era industrial

A evolução dos elevadores foi impulsionada principalmente pela necessidade de transportar matérias-primas, como carvão e madeira, de terrenos elevados. As inovações tecnológicas desenvolvidas por essas indústrias, juntamente com a introdução da construção de vigas de aço, contribuíram coletivamente para os elevadores de passageiros e de carga predominantes hoje. Inicialmente empregados em minas de carvão, os elevadores de meados do século XIX funcionavam com energia a vapor, facilitando a movimentação em massa de mercadorias dentro das minas e fábricas. Esses dispositivos rapidamente encontraram aplicação em diversos contextos. Em 1823, os arquitetos londrinos Burton e Homer criaram e operaram uma nova atração turística, a "sala ascendente", que elevava os clientes a uma altura considerável no centro de Londres, oferecendo vistas panorâmicas da cidade.

Os primeiros elevadores rudimentares movidos a vapor passaram por refinamentos na década seguinte. Em 1835, a empresa inglesa Frost and Stutt desenvolveu um elevador inovador conhecido como Teagle. Este sistema era acionado por correia e incorporava um contrapeso para aumentar sua capacidade de elevação.

Em 1845, o arquiteto napolitano Gaetano Genovese instalou a "cadeira voadora", um elevador excepcionalmente avançado para a época, no Palácio Real de Caserta. O seu exterior era revestido em madeira de castanheiro, enquanto o interior era revestido em madeira de bordo. O projeto incluía iluminação interna, duas bancadas e sinalização manual, podendo ser acionada externamente sem exigir esforço dos ocupantes. A tração era gerenciada por um mecânico de motores que empregava um sistema de rodas dentadas. Um mecanismo de segurança, que consiste em uma viga impulsionada para fora por uma mola de aço, foi projetado para ser acionado em caso de falha do cabo.

Sir William Armstrong desenvolveu o guindaste hidráulico em 1846, inicialmente para operações de carregamento de carga nas docas de Tyneside. Esses guindastes substituíram rapidamente os mecanismos de elevação movidos a vapor, aproveitando a lei de Pascal para gerar uma força significativamente maior. Uma bomba de água fornecia pressão de água ajustável a um êmbolo dentro de um cilindro vertical, permitindo a elevação e descida de uma plataforma que suportava cargas substanciais. Contrapesos e sistemas de balanceamento também foram incorporados para aumentar a capacidade de elevação.

Em 1850, Henry Waterman, de Nova York, é reconhecido por inventar o sistema de "controle de corda em pé" para elevadores.

Elisha Otis introduziu o elevador de segurança em 1852, um dispositivo projetado para evitar que a cabine do elevador caísse no caso de uma falha no cabo. Ele exibiu dramaticamente essa inovação na exposição de Nova York no Crystal Palace em 1854. O elevador de segurança de passageiros inaugural foi posteriormente instalado em 488 Broadway, na cidade de Nova York, em 23 de março de 1857.

A construção do primeiro poço do elevador antecedeu em quatro anos a invenção do primeiro elevador. Em 1853, os trabalhos começaram no edifício da Cooper Union Foundation de Peter Cooper, em Nova York, incorporando um poço de elevador em seu projeto. Cooper antecipou a invenção iminente de um elevador de passageiros seguro. O eixo foi projetado de forma cilíndrica, refletindo a crença de Cooper em sua eficiência superior. Posteriormente, a Otis desenvolveu um elevador especializado para esta estrutura.

Em 1868, o arquiteto inglês Peter Ellis instalou os elevadores paternoster iniciais no Oriel Chambers em Liverpool.

O Equitable Life Building, concluído na cidade de Nova York em 1870, é amplamente considerado a primeira estrutura de escritórios a incorporar elevadores de passageiros.

Em 1872, o inventor americano James Wayland obteve a patente de um sistema inovador para proteger poços de elevadores, com portas que abriam e abriam automaticamente e fechou quando o carro do elevador se aproximou e partiu.

J. W. Meaker patenteou um mecanismo em 1874 que permitiu a operação segura de portas de elevador, permitindo-lhes abrir e fechar com segurança. Werner von Siemens construiu o primeiro elevador elétrico na Alemanha em 1880. Anton Freissler, um inventor, posteriormente avançou nos conceitos de von Siemens, estabelecendo uma próspera empresa de fabricação de elevadores na Áustria-Hungria. Frank Sprague melhorou significativamente a segurança e a velocidade dos elevadores elétricos integrando controle de piso, operação automática, gerenciamento de aceleração e mecanismos de segurança adicionais. Seus elevadores superaram os equivalentes hidráulicos e a vapor tanto em velocidade quanto em capacidade de carga. Antes de vender sua empresa para a Otis Elevator Company em 1895, Sprague instalou 584 de seus elevadores. Ele também foi pioneiro no conceito e na tecnologia para operar vários elevadores em um único poço.

Em 1871, durante um período em que a energia hidráulica era uma tecnologia madura, Edward B. Ellington fundou a Wharves and Warehouses Steam Power and Hydraulic Pressure Company, que mais tarde foi renomeada como London Hydraulic Power Company em 1883. Esta empresa desenvolveu uma extensa rede de redes de alta pressão abrangendo ambas as margens do Tâmisa, atingindo eventualmente 184 milhas (296 km) e fornecendo energia para aproximadamente 8.000 máquinas, principalmente elevadores e guindastes.

Schuyler Wheeler obteve uma patente para seu projeto de elevador elétrico em 1883.

Em 1884, D. Humphreys, um inventor americano de Norfolk, Virgínia, patenteou um elevador com portas automáticas projetadas para vedar o poço do elevador quando o carro não estava em uso para entrada ou saída. Posteriormente, em 1887, Alexander Miles, um inventor americano de Duluth, Minnesota, também patenteou um elevador equipado com portas automáticas que protegiam o poço do elevador quando o carro não estava sendo acessado.

Em 1891, os inventores americanos Joseph Kelly e William L. Woods patentearam em conjunto um sistema de segurança inovador para poços de elevador, utilizando escotilhas que abriam e fechavam automaticamente à medida que a cabine do elevador as atravessava.

A Otis instalou o primeiro elevador da Índia na Casa do Governo em Calcutá em 1892.

Em 1900, elevadores totalmente automatizados estavam disponíveis comercialmente, mas a adoção dos passageiros foi inicialmente hesitante. Sua ampla aceitação foi facilitada por uma greve dos operadores de elevadores em 1945 na cidade de Nova York, juntamente com a integração de um botão de parada de emergência, um telefone de emergência e uma voz explicativa automatizada e tranquilizadora.

A era moderna dos elevadores

O primeiro elevador a vácuo comercial foi introduzido na Argentina em 2000.

Elevadores verdes incorporam tecnologias que permitem a recuperação de energia cinética e potencial, além de empregarem componentes mais duráveis. Isto inclui, por exemplo, mecanismos de coordenação aprimorados entre vários elevadores.

Em contextos asiáticos, as telas dos elevadores são um recurso comum, servindo para entreter os passageiros durante o trânsito e potencialmente gerando receitas suplementares.

Desde a década de 2020, alguns navios de cruzeiro incorporaram sistemas de elevadores inteligentes para mitigar o congestionamento do tráfego de passageiros.

Projeto

Perspectivas históricas sugerem que os elevadores se originaram como talhas rudimentares de corda ou corrente. Fundamentalmente, um elevador opera como uma plataforma propelida mecanicamente, subindo por meio de forças de tração ou de empurrão. Os elevadores contemporâneos compreendem uma cabine - alternativamente denominada "cabine", "gaiola", "carruagem", "ônibus" ou "vagão" - situada em uma plataforma dentro de um espaço vertical confinado, conhecido como poço ou ocasionalmente "poço de poço". Historicamente, os sistemas de propulsão de elevadores dependiam de vapor, pistões hidráulicos de água ou operação manual. Em um elevador de "tração", o carro sobe enquanto cabos de aço atravessam uma polia profundamente estriada, profissionalmente chamada de roldana. Um contrapeso compensa a massa do carro. Freqüentemente, dois ou ocasionalmente três elevadores são construídos para garantir que seus carros se movam sincronizadamente em direções opostas, servindo efetivamente como contrapesos mútuos.

A força de atrito gerada entre os cabos e a polia fornece a tração, que é o nome desse tipo específico de elevador.

Os elevadores hidráulicos operam aplicando princípios hidráulicos, utilizando pistões pressurizados acima ou no solo para facilitar a subida e descida do carro. Os sistemas hidráulicos com cabos integram cabos e energia hidráulica para a movimentação do carro. Os avanços modernos abrangem motores de ímã permanente, máquinas sem engrenagens montadas em trilhos sem a necessidade de uma sala de máquinas e sofisticados sistemas de controle por microprocessador.

A seleção de tecnologia para novas instalações de elevadores depende de múltiplas variáveis. Embora os elevadores hidráulicos ofereçam uma solução mais económica, a instalação de cilindros que excedam um comprimento específico revela-se inviável para poços de elevador que requerem elevações excepcionalmente altas. Conseqüentemente, para estruturas que ultrapassam aproximadamente sete andares, são obrigatórios elevadores de tração. Além disso, os elevadores hidráulicos normalmente apresentam velocidades operacionais mais lentas em comparação com os seus equivalentes de tração.

Os elevadores representam um candidato viável para personalização em massa, beneficiando-se das economias de escala associadas à produção em massa de componentes. No entanto, cada edifício apresenta especificações únicas, incluindo diferentes contagens de andares, dimensões de poços e padrões de uso operacional.

Portas

As portas do elevador servem para proteger os ocupantes, evitando quedas, entrada não autorizada ou interferência com o conteúdo do poço. O design predominante apresenta dois painéis que convergem centralmente e retraem lateralmente, designados como portas de “abertura central”. Um arranjo telescópico em cascata, que pode facilitar entradas mais amplas em áreas restritas, envolve portas que se movem em trilhos independentes; quando abertos, eles se empilham uns atrás dos outros e, quando fechados, formam seções em camadas de um lado. Esta configuração pode ser adaptada para empregar dois conjuntos de portas em cascata, imitando a operação de portas de abertura central para acomodar cabines de elevador excepcionalmente largas. Para instalações mais econômicas, uma porta única e expansiva de "laje" - um painel solitário que atravessa a porta e abre lateralmente para a esquerda ou para a direita - pode ser utilizada, conhecida como portas de "corrediça única". Certos projetos arquitetônicos incorporam elevadores com uma única porta no poço combinada com portas duplas em cascata na cabine.

Elevadores sem casa de máquinas (MRL)

Elevadores projetados sem a necessidade de uma sala de máquinas distinta são configurados para integrar a maioria de seus mecanismos de potência e controle diretamente no poço do elevador, que é o poço vertical que envolve a cabine do elevador. Um gabinete compacto normalmente contém o controlador. Além desta distinção de design, o equipamento reflete em grande parte o encontrado em elevadores hidráulicos de tração convencional ou sem furos. A Kone apresentou o Kone MonoSpace, o primeiro elevador sem casa de máquinas do mundo, em 1996. Em relação aos sistemas de elevadores convencionais, esta inovação ofereceu diversas vantagens:

Uma desvantagem notável foi o aumento da dificuldade e o risco consideravelmente maior associado à sua assistência e manutenção.

Características Adicionais

Sistemas de elevadores de dois andares

Elevadores de dois andares constituem um tipo de elevador de tração com carros equipados com um andar superior e um inferior. Ambos os decks são normalmente movidos por um único motor, permitindo atendimento simultâneo em diferentes andares. Esta configuração aumenta a eficiência em estruturas altas e otimiza a utilização do espaço, eliminando a necessidade de poços e carros suplementares.

Em 2003, a TK Elevator introduziu o sistema TWIN, que incorpora dois carros de elevador independentes operando dentro de um único poço.

Análise de tráfego de elevador

Determinação do tempo de ida e volta

Desenvolvimento histórico

Em 1901, Charles G. Darrach (1846–1927), um engenheiro consultor, introduziu a fórmula inaugural para avaliar o serviço de elevadores.

Em 1908, Reginald P. Bolton foi o autor da primeira publicação abrangente sobre este tópico, intitulada Serviço de elevadores. Sua contribuição seminal culminou em um extenso gráfico desdobrável, anexado ao livro, que permitiu aos profissionais determinar o número necessário de elevadores expressos e locais para um edifício específico para atingir um intervalo de serviço predeterminado.

Em 1912, Edmund F. Tweedy, um engenheiro comercial, e Arthur Williams, um engenheiro elétrico, foram co-autores de um volume intitulado Engenharia Comercial para Estações Centrais. Com base no trabalho fundamental de Bolton, Tweedy posteriormente desenvolveu um "Gráfico para determinar o número e o tamanho dos elevadores necessários para edifícios de escritórios de uma determinada área total ocupada". Em 1920, Howard B. Cook apresentou um artigo intitulado "Serviço de elevadores de passageiros". Esta publicação representou o primeiro caso em que um profissional da indústria de elevadores propôs uma metodologia matemática para avaliar o serviço de elevadores. A fórmula de Cook calculou o tempo de ida e volta (RTT) derivando o tempo de viagem única, multiplicando-o por dois e incorporando 10 segundos adicionais.

Em 1923, Bassett Jones escreveu um artigo intitulado "O número provável de paradas feitas por um elevador". Suas equações foram baseadas na teoria da probabilidade, produzindo um método razoavelmente preciso para calcular o número médio de paradas. A equação apresentada neste artigo postula uma distribuição uniforme da população em todos os andares.

S = n { §1415§ ( n §3132§ n ) N } {\displaystyle S=n\{1-\left({\frac {n-1}{n}}\right)^{N}\}}

Jones posteriormente publicou uma iteração atualizada de suas equações em 1926, que incorporava disposições para densidades populacionais variáveis em andares individuais. Embora Jones tenha atribuído o desenvolvimento da equação a David Lindquist, a data da proposta inicial permanece não especificada.

S = n { ( P P uma P ) N + ( P P b P ) N + . . . + ( P P n P ) N } {\displaystyle S=n-\{\left({\frac {P-P_{a}}{P}}\right)^{N}+\left({\frac {P-P_{b}}{P}}\right)^{N}+...+\left({\frac {P-P_{n}}{P}}\right)^{N}\}}

Apesar da existência de equações relevantes, a análise do tráfego de elevadores continuou a ser uma tarefa altamente especializada, acessível apenas a especialistas globais. Esta situação persistiu até 1967, quando Strakosch introduziu uma metodologia de oito etapas para avaliar a eficiência do sistema em sua publicação, "Transporte vertical: elevadores e escadas rolantes".

Cálculos de pico superior

Em 1975, Barney e Dos Santos avançaram no trabalho fundamental de Strakosch ao desenvolver e publicar a "fórmula Round Trip Time (RTT)". Isso representou o modelo matemático formalizado inaugural e continua sendo a iteração mais direta empregada pelos analistas de tráfego contemporâneos.

R T T = H t §2021§ + t §3031§ ( S + §4041§ ) + §4647§ P t §5455§ {\displaystyle RTT=Ht_{1}+t_{2}(S+1)+2Pt_{3}}

Com o tempo, essa equação passou por diversas modificações e aprimoramentos, principalmente em 2000, quando Peters introduziu "Melhorias no cálculo do tempo de ida e volta do pico ascendente". Esta publicação aprimorou a precisão dos cálculos de tempo de voo, contabilizando breves viagens de elevador onde o carro não atinge sua velocidade ou aceleração máxima nominal e incorporando a funcionalidade de zonas expressas. Atualmente, esta equação é designada como 'Cálculo Up-peak' porque funciona sob a premissa de que todos os passageiros têm origem no piso térreo (tráfego de entrada), não havendo passageiros que desçam dos pisos superiores para o piso térreo (tráfego de saída) ou se desloquem entre pisos internos (tráfego entre pisos). Embora este modelo tenha um desempenho eficaz durante o pico de atividade matinal de um edifício, sua aplicabilidade diminui em sistemas de elevadores mais complexos.

Análise Geral

Em 1990, Peters introduziu uma nova fórmula em seu artigo, "Análise de tráfego de elevação: fórmulas para o caso geral", projetada para acomodar padrões de tráfego mistos e modelar agrupamento de passageiros por meio da aproximação de Poisson. Embora esta nova equação de Análise Geral (AG) tenha facilitado a análise de sistemas significativamente mais complexos, a sua complexidade tornou a computação manual quase impossível, necessitando da utilização de software especializado. A fórmula GA foi posteriormente expandida em 1996 para incorporar elevadores de dois andares.

Simulações

Os cálculos do Round Trip Time (RTT) determinam a capacidade de manuseio de um sistema de elevador por meio de uma série de cálculos repetíveis que produzem consistentemente resultados idênticos para entradas especificadas. Este método é eficaz para sistemas simples; no entanto, à medida que a complexidade do sistema aumenta, o desenvolvimento e a implementação destes cálculos tornam-se mais desafiadores. Consequentemente, para sistemas altamente complexos, a simulação do ambiente do edifício é frequentemente empregada.

Simulação baseada em Dispatcher

Essa metodologia envolve a criação de uma representação virtual de um edifício em um computador, modelando meticulosamente passageiros e elevadores para obter o máximo de realismo. Em vez de depender de equações matemáticas e probabilidades percentuais, números aleatórios são utilizados para simular eventos probabilísticos.

Embora a simulação baseada em despachantes tenha passado por avanços significativos ao longo do tempo, seus princípios fundamentais permaneceram consistentes. O simulador proeminente neste domínio, Elevate, foi inicialmente introduzido em 1998 sob a designação Elevate Lite.

Apesar de ser atualmente reconhecido como o método mais preciso para modelar sistemas de elevadores, esta abordagem apresenta certas limitações. Ao contrário dos cálculos analíticos, ele não produz um valor de tempo de ida e volta (RTT), pois não executa viagens de ida e volta padrão. Conseqüentemente, ele se desvia das metodologias padronizadas de análise de tráfego de elevadores e não pode determinar métricas como intervalo médio. Em vez disso, sua principal aplicação é determinar o tempo médio de espera.

Simulação de Monte Carlo

Durante o simpósio inaugural sobre Elevadores e Escadas Rolantes em 2011, Al-Sharif introduziu um paradigma de simulação alternativo que modelou uma única viagem de ida e volta de um carro de elevador, seguida por uma reinicialização e subsequente execução. Essa abordagem mantém a capacidade de modelar sistemas complexos e se alinha com metodologias padrão, gerando um valor de Round Trip Time (RTT). Outras melhorias no modelo foram apresentadas por Al-Sharif em 2018, demonstrando a reintrodução de uma função semelhante a um despachante, capaz de simular sistemas de controle de destino.

Embora este método resolva efetivamente uma limitação significativa da simulação, sua precisão é um pouco menor do que a das simulações baseadas em despachantes, principalmente devido às suas simplificações inerentes e à natureza operacional não contínua. Além disso, ao contrário de outras metodologias que utilizam passageiros por segundo, o método Monte Carlo necessita da contagem de passageiros como parâmetro de entrada.

Tipos de mecanismos de elevação

Elevadores são categorizados como sistemas dependentes de corda ou sem corda. Pelo menos quatro mecanismos distintos são empregados para a propulsão do elevador:

Elevadores de tração

As máquinas de tração com engrenagens operam por meio de motores elétricos de corrente alternada (CA) ou corrente contínua (CC). Essas máquinas empregam engrenagens helicoidais para regular o movimento mecânico dos carros do elevador, conseguido guiando cabos de elevação de aço sobre uma roldana motriz conectada a uma caixa de engrenagens acionada por um motor de alta velocidade. Eles normalmente são considerados ideais para aplicações de tração subterrânea ou suspensa, acomodando velocidades de até 3 m/s (500 pés/min).

Historicamente, os motores CA foram empregados em sistemas de elevadores de velocidade simples ou dupla, principalmente devido à sua relação custo-benefício e adequação para aplicações de menor uso, onde a velocidade do carro e o conforto dos passageiros não eram preocupações primordiais. Contudo, para elevadores de alta velocidade e grande capacidade, a exigência de controle de velocidade infinitamente variável da máquina de tração apresentava um desafio significativo. Consequentemente, as máquinas CC, alimentadas por um conjunto motor-gerador (MG) CA/CC, surgiram como a solução preferida. Este conjunto MG normalmente também fornecia energia ao controlador de relé do elevador, oferecendo o benefício adicional de isolar eletricamente o sistema do elevador da alimentação elétrica principal do edifício. Este isolamento mitigou picos de energia transitórios causados por partidas e paradas do motor (por exemplo, diminuição da intensidade das luzes durante a operação do elevador) e reduziu a interferência eletromagnética em outros equipamentos elétricos resultantes do arco voltaico dos contatores do relé dentro do sistema de controle.

A ampla disponibilidade de inversores de frequência variável facilitou a adoção universal de motores CA, integrando assim os benefícios dos sistemas mais antigos baseados em motor-gerador e CC, ao mesmo tempo que mitigou suas desvantagens inerentes em termos de eficiência e complexidade. Consequentemente, as instalações mais antigas baseadas em motores-geradores (MG) em estruturas existentes estão sendo progressivamente desativadas e substituídas devido à sua eficiência energética abaixo do ideal.

As máquinas de tração sem engrenagens são caracterizadas como motores elétricos de baixa velocidade e alto torque, operáveis ​​com energia CA ou CC. Nestes sistemas, a roldana motriz é acoplada diretamente ao eixo do motor. Elevadores de tração sem engrenagens são capazes de atingir velocidades de até 20 m/s (4.000 pés/min). Um mecanismo de freio está estrategicamente posicionado – entre o motor e a caixa de engrenagens, entre o motor e a roldana de acionamento ou na extremidade terminal da roldana de acionamento – para fixar a cabine do elevador em um andar específico. Normalmente, esse freio é do tipo tambor externo, ativado pela força da mola e desengatado eletricamente; uma interrupção de energia aciona automaticamente o freio, evitando assim a descida descontrolada, um princípio de design que reflete a segurança inerente. Alternativamente, freios do tipo disco podem ser empregados, apresentando uma ou mais pinças atuando sobre um disco localizado em uma extremidade do eixo do motor ou da roldana de acionamento. Esses freios a disco são comumente utilizados em elevadores de alta velocidade, arranha-céus e grande capacidade equipados com salas de máquinas, oferecendo potência de frenagem superior, compacidade e redundância (assumindo múltiplas pinças). Notavelmente, o EcoDisc do Kone MonoSpace, um sistema sem casa de máquinas não destinado a aplicações de alta velocidade, arranha-céus ou grande capacidade, utiliza uma variante mais fina deste projeto de freio a disco. Além disso, elevadores sem casa de máquinas muitas vezes incorporam um ou mais freios a disco com uma única pinça em uma extremidade do eixo do motor ou da roldana de acionamento, priorizando a compacidade, a potência de frenagem e a redundância (assumindo freios múltiplos).

Em todas as configurações, os cabos de aço ou Kevlar são presos a uma placa de engate, posicionada no topo ou pendurada abaixo da cabine do elevador. Esses cabos então passam pela roldana de acionamento e se conectam a um contrapeso na extremidade oposta, um projeto que reduz significativamente a potência necessária para o movimento da cabine. O contrapeso, situado dentro do poço do elevador, viaja ao longo de um sistema de trilhos guia independente, movendo-se inversamente à direção da cabine do elevador. Esse movimento dinâmico é impulsionado pela máquina de tração, que é governada por um controlador – normalmente uma lógica de relé ou um sistema computadorizado – que gerencia as sequências de inicialização, aceleração, desaceleração e parada da cabine do elevador. A massa do contrapeso é geralmente equivalente ao peso da cabine do elevador mais 40–50% da capacidade nominal do elevador. A polia de acionamento apresenta ranhuras especialmente projetadas para maximizar a aderência do cabo e evitar deslizamentos, proporcionando assim a "tração" que deu origem ao nome do sistema. Com o tempo, à medida que os cabos envelhecem e as ranhuras de tração se desgastam, uma redução na tração exige a substituição dos cabos e o reparo ou substituição da roldana. A mitigação significativa do desgaste das roldanas e dos cabos pode ser alcançada garantindo uma tensão uniforme em todos os cabos, distribuindo assim a carga uniformemente. A equalização da tensão do cabo, facilitada por um medidor de tensão do cabo, representa um método simples para prolongar a vida útil operacional das roldanas e dos cabos.

Elevadores que excedem 30 m (98 pés) de deslocamento vertical incorporam um sistema de compensação. Este sistema compreende um conjunto distinto de cabos ou uma corrente que conecta a parte inferior do contrapeso à parte inferior da cabine do elevador. Sua principal função é facilitar o controle do elevador, neutralizando o peso variável dos cabos de elevação entre a máquina de elevação e a cabine. Por exemplo, quando a cabine do elevador está no topo do poço do elevador, um pequeno comprimento de cabo de elevação fica acima da cabine, equilibrado por um longo comprimento de cabo de compensação abaixo dele; o inverso se aplica ao contrapeso. Caso o sistema de compensação utilize cabos, uma roldana auxiliar é instalada no poço abaixo do elevador para guiar esses cabos. Por outro lado, se forem utilizadas correntes para compensação, a corrente é guiada por uma barra posicionada entre os trilhos do contrapeso.

Unidades regenerativas

Uma inovação significativa em termos de poupança de energia é a transmissão regenerativa, que funciona de forma semelhante aos sistemas de travagem regenerativa dos veículos. Essa tecnologia utiliza o motor elétrico do elevador como gerador para recuperar energia potencial gravitacional durante fases operacionais específicas. Especificamente, capta energia durante a descida de uma cabina totalmente carregada (quando é mais pesada que o seu contrapeso) ou a subida de uma cabina vazia (quando é mais leve que o seu contrapeso), devolvendo posteriormente esta energia à rede eléctrica do edifício.

Elevadores Hidráulicos

Em comparação com elevadores de tração, a complexidade mecânica reduzida dos sistemas hidráulicos os torna ideais para aplicações de baixa elevação e baixo tráfego. No entanto, apresentam menor eficiência energética porque a bomba gasta energia para elevar o carro e os seus ocupantes contra a gravidade, um gasto de energia que não é recuperado durante a descida do carro assistida pela gravidade. Além disso, o aumento substancial de corrente exigido pela bomba durante o arranque impõe exigências acrescidas à infra-estrutura eléctrica de um edifício. Também existem preocupações ambientais em relação a possíveis vazamentos de fluidos de cilindros de elevação subterrâneos para o solo, o que motivou o desenvolvimento de elevadores hidráulicos sem furos, eliminando assim a necessidade de uma escavação profunda na base do poço do elevador.

Propulsão eletromagnética

Elevadores sem cabos, que empregam propulsão eletromagnética e são capazes de movimento vertical e horizontal, foram projetados pela empresa alemã Thyssen Krupp para implantação em contextos arquitetônicos de alta densidade e arranha-céus.

Elevador de escalada

Um elevador trepante funciona como um sistema autoascendente equipado com mecanismo de propulsão próprio, que pode ser elétrico ou a combustão. Esses elevadores são implantados em estruturas como mastros estaiados ou torres para facilitar o acesso para tarefas de manutenção, principalmente para componentes como lâmpadas de segurança de vôo. Exemplos notáveis ​​incluem as torres ao luar em Austin, Texas, onde o elevador acomoda uma única pessoa e equipamentos de manutenção, e a Torre de Glasgow, na Escócia, que utiliza dois elevadores ascendentes. Além disso, elevadores ascendentes temporários são frequentemente utilizados durante a construção de novos edifícios altos para transportar materiais e pessoal antes da instalação da infraestrutura permanente do elevador, após o que são posteriormente desmontados.

Elevador pneumático

Este tipo de elevador opera criando um vácuo acima da cabine e utilizando uma válvula na parte superior do poço para facilitar o movimento ascendente. A válvula fecha para manter a posição da cabine em um nível específico. No caso de um aumento abrupto de pressão acima da cabine, um diafragma ou pistão atua como mecanismo de freio. Para a descida, a válvula se abre, permitindo que o ar pressurize a seção superior do eixo, permitindo assim que a cabine desça com seu próprio peso. Consequentemente, em caso de falha de energia, a cabina desce automaticamente. O eixo, construído em acrílico, é inerentemente redondo devido ao design da bomba de vácuo. Vedações de borracha são empregadas para garantir a estanqueidade dentro da cabine. Devido a restrições técnicas inerentes, esses elevadores possuem uma capacidade limitada, normalmente acomodando de 1 a 3 passageiros e pesando no máximo 238 kg (525 libras).

Controles

Controles manuais

Durante a primeira metade do século XX, a maioria dos elevadores não possuía capacidade de posicionamento automático no piso. Os elevadores de carga mais antigos, por exemplo, eram frequentemente controlados por interruptores ativados puxando cordas adjacentes. Geralmente, antes da Segunda Guerra Mundial, a maioria dos elevadores eram operados manualmente por atendentes usando um reostato conectado a um motor. Este reostato era normalmente alojado dentro de um invólucro cilíndrico, aproximadamente do tamanho e formato de um bolo, montado verticalmente ou lateralmente na parede da cabine. A operação era facilitada por uma alça saliente que podia deslizar ao longo da metade superior do cilindro.

O motor do elevador era posicionado na parte superior ou próximo à parte inferior do poço. Avançar a alavanca de controle para frente iniciou a subida da cabine, enquanto puxá-la para trás causou a descida. A velocidade do elevador era diretamente proporcional à pressão aplicada na alça. Essa alça também funcionava como um interruptor de homem morto: liberá-la faria com que ela retornasse à posição vertical, parando assim a cabine do elevador. Posteriormente, foram implementados intertravamentos de segurança para garantir que as portas internas e externas fossem fechadas com segurança antes que o movimento do elevador fosse permitido.

Esta alavanca oferecia um certo grau de controle sobre o fornecimento de energia do motor, facilitando o posicionamento preciso do elevador, desde que o operador possuísse habilidade suficiente. Mais normalmente, os operadores tinham que ajustar gradualmente o controle, movendo a cabine em pequenos estágios até que ela estivesse adequadamente alinhada com o patamar. Posteriormente, os passageiros que entravam ou saíam eram instruídos a ter cautela em relação ao degrau.

O sistema Autotronic da Otis, introduzido no início da década de 1950, foi pioneiro em tecnologias preditivas capazes de antecipar padrões de tráfego em edifícios para otimizar o envio e o movimento dos elevadores. Os sistemas de elevadores controlados por relé permaneceram predominantes até a década de 1980, quando foram progressivamente substituídos por sistemas de estado sólido; os controles baseados em microprocessadores constituem agora o padrão da indústria. A maioria dos elevadores antigos operados manualmente também passou por modernização com mecanismos de controle automáticos ou semiautomáticos.

Mecanismos de controle padrão

Um elevador de passageiros contemporâneo normalmente incorpora os seguintes recursos:

A operação do botão 'porta aberta' é simples: ele abre e segura instantaneamente as portas, normalmente até que um período de tempo limite predefinido decorra, após o qual as portas fecham automaticamente. Por outro lado, a operação do botão de “fechar porta” é menos intuitiva e muitas vezes parece ineficaz, gerando afirmações frequentes, embora errôneas, de que funciona como um placebo, seja sem fio ou inativo durante a operação normal. Em muitos elevadores mais antigos, quando presente, o botão de “fechar porta” está operacional, muitas vezes devido à não conformidade do elevador com os padrões ADA ou à ausência de um modo de serviço de bombeiros. Os botões funcionais de 'porta aberta' e 'fechada' são obrigatórios por código em diversas jurisdições, incluindo os Estados Unidos, especificamente para protocolos de emergência; no modo de serviço independente, estes botões facilitam o controle manual da porta. Além disso, as implementações de programação variam consideravelmente: alguns botões de “fechamento de porta” efetuam o fechamento imediato, enquanto outros estão sujeitos a um tempo limite geral, impedindo o fechamento até vários segundos após a abertura. Consequentemente, em cenários destinados a acelerar o encerramento normal, o botão “fechar porta” pode parecer ineficaz. No entanto, o botão 'fechar porta' pode anular uma chamada de hall, impedindo a reabertura da porta e, uma vez decorrido o tempo limite, fechará instantaneamente a porta, por exemplo, para cancelar um comando anterior de 'porta aberta'. Nos Estados Unidos, o tempo limite mínimo de fechamento automático da porta é de 5 segundos, o que constitui um atraso perceptível, a menos que seja anulado.

Os sistemas de elevador podem incorporar um ou mais dos seguintes recursos:

Um botão de sinal sonoro, designado 'S', foi obrigatório nos EUA para elevadores instalados entre 1991 e 2012 (abrangendo a aprovação inicial da ADA e a implementação de sua revisão de 2010). Quando acionado, esse botão emitia um sinal sonoro ao passar por cada andar, auxiliando os passageiros com deficiência visual. Este botão específico agora está obsoleto em novas instalações de elevadores, onde o anúncio sonoro do andar é normalmente um recurso padrão e obrigatório.

Os controles adicionais, inacessíveis ao público em geral devido à sua operação através de interruptores de chave ou à sua colocação atrás de painéis trancados, incluem:

Mecanismos de controle externos.

A operação padrão do elevador envolve controle externo por meio de uma cabine telefônica localizada em cada patamar, equipada com botões "para cima" e "para baixo". Pressionar um botão de "chamada de hall" em um andar específico aciona o elevador para transportar passageiros. Um elevador atualmente envolvido em atender solicitações em uma direção responderá exclusivamente às chamadas alinhadas com essa direção, a menos que não existam outras chamadas além de sua posição atual.

Para bancos de elevadores compostos por duas ou mais unidades, os botões de chamada são frequentemente integrados a um computador de despacho central, permitindo iluminação e cancelamento sincronizados. Essa sincronização evita que vários carros sejam enviados para uma única chamada.

As instalações no térreo podem incluir interruptores de chave, facilitando a ativação ou desativação remota do sistema de elevador a partir de um ponto externo.

Os sistemas de controle de destino exigem que os usuários insiram o andar desejado diretamente, em vez de selecionar "para cima" ou "para baixo", e posteriormente informem qual elevador específico atenderá sua solicitação.

Numeração de andares

Os patamares recebem números e, ocasionalmente, letras para diferenciar os andares.

Algoritmo de Elevador

O algoritmo do elevador, um método direto para um único elevador determinar seus pontos de parada, funciona da seguinte maneira:

O algoritmo elevador foi adaptado para uso em sistemas operacionais de computadores, especificamente para agendar solicitações de disco rígido. Os sistemas de elevadores contemporâneos, no entanto, empregam algoritmos heurísticos mais sofisticados para priorizar as solicitações de serviço. Em arranha-céus e estruturas de alto tráfego, como o New York Marriott Marquis ou o Burj Khalifa, o algoritmo de despacho de destino é implementado para consolidar os passageiros que viajam para andares próximos, otimizando assim a capacidade de carga em até 25%.

Sistema de controle de destino

Certos arranha-céus e outras instalações incorporam um painel de operação de destino onde os passageiros inserem o andar desejado antes de entrar no carro do elevador. Este sistema direciona os passageiros para um carro específico, em vez de permitir o embarque geral na próxima unidade disponível. Consequentemente, o tempo de viagem é minimizado devido ao menor número de paradas individuais, já que o sistema aloca de forma inteligente paradas adjacentes entre diferentes carros dentro do banco. Embora o tempo de viagem seja reduzido, o tempo de espera dos passageiros pode aumentar porque a atribuição não é necessariamente ao carro que parte imediatamente. Durante os períodos de pico de tráfego, as vantagens do controle de destino são diminuídas, pois a maioria dos passageiros compartilha um destino comum.

Este sistema também melhora a acessibilidade, permitindo que passageiros com mobilidade reduzida sigam preventivamente para a cabine do elevador designada.

Dentro da cabine do elevador, os botões tradicionais de chamada de andar estão ausentes ou ficam inoperantes, com exceção dos botões de abertura de porta e de alarme; os botões existentes servem principalmente para indicar andares de parada.

O conceito de controle de destino foi inicialmente proposto por Leo Port em Sydney em 1961. No entanto, os controladores de elevador baseados em relés predominantes naquela época não tinham capacidade computacional para otimizar efetivamente as alocações de controle de destino.

O Elevador Schindler introduziu este sistema comercialmente pela primeira vez em 1992 sob a designação Miconic 10. Os fabricantes afirmam que esses sistemas podem reduzir o tempo médio de viagem em até até 30%.

No entanto, as melhorias de desempenho não são universalmente aplicáveis, pois as vantagens e desvantagens do sistema dependem de inúmeras variáveis. Uma questão notável é a suscetibilidade do sistema a “jogos”. Por exemplo, um único indivíduo pode inserir um destino para um grande grupo que se dirige para o mesmo andar. O algoritmo de despacho muitas vezes tem dificuldade para acomodar totalmente essas variações, potencialmente fazendo com que os retardatários encontrem o elevador atribuído já lotado. Além disso, os indivíduos ocasionalmente pressionam um botão de andar várias vezes, um comportamento frequentemente observado com os tradicionais botões para cima/para baixo, motivados pelo equívoco de que isso agiliza o serviço do elevador. No entanto, esta ação faz com que o sistema registe vários passageiros em espera, potencialmente despachando carros vazios para servir um único indivíduo.

Para mitigar esse problema, uma implementação específica de controle de destino envolve atribuir a cada usuário um cartão RFID para identificação e rastreamento. Isto permite ao sistema registar todos os pedidos do utilizador e posteriormente cancelar as chamadas iniciais caso um passageiro altere o destino pretendido, eliminando assim envios supérfluos. Sistemas avançados, aproveitando essa identificação, podem determinar a localização precisa e o número de indivíduos em cada andar, facilitando a evacuação do edifício ou melhorando os protocolos de segurança. Alternativamente, esse problema pode ser contornado consolidando todos os indivíduos que viajam entre andares específicos em um único grupo e atribuindo um elevador solitário para atender esse coletivo.

Esta metodologia de agendamento de destino também é aplicável a sistemas de transporte público, incluindo trânsito rápido em grupo.

Modos operacionais especializados

Proteção Anticrime

O recurso de Proteção Anticrime (ACP) determina que cada carro do elevador pare em um patamar predeterminado e abra suas portas. Este protocolo facilita a inspeção visual dos passageiros por um segurança ou recepcionista posicionado naquele patamar. O elevador executa esta parada durante o trajeto para atender às solicitações de serviço subsequentes.

Modo Up-Peak

Durante o modo de pico, também conhecido como tráfego de entrada moderado, os elevadores de um grupo designado são chamados de volta ao saguão. Esta ação visa atender prontamente os passageiros que entram no prédio, normalmente observados nas chegadas matinais ao trabalho ou após o intervalo para almoço. Os elevadores são despachados sequencialmente ao atingir uma capacidade predefinida de passageiros ou após suas portas permanecerem abertas por um período especificado. Para otimizar a utilização do sistema, o próximo elevador programado para despacho geralmente acende a lanterna do hall ou um indicador "este vagão é o próximo a sair". Além disso, certos bancos de elevadores são configurados para garantir que pelo menos um carro retorne consistentemente e estacione no saguão quando ocioso.

O início do modo de pico pode ser ativado por uma programação baseada em tempo, pela saída de uma quantidade específica de carros totalmente ocupados do saguão dentro de um período de tempo definido ou por meio de ativação manual por um atendente do prédio.

Modo Down-Peak

No modo de pico, os elevadores dentro de um grupo são despachados do saguão em direção ao andar com serviço mais alto. Posteriormente, eles descem pelos andares, atendendo aos chamados dos passageiros que pretendem sair do prédio. Essa estratégia operacional maximiza a capacidade do sistema de elevadores para o tráfego de saída de passageiros.

A ativação do modo de pico pode ser iniciada por um cronograma baseado em tempo, pela chegada de uma quantidade específica de carros totalmente ocupados ao saguão dentro de um período de tempo definido ou por meio de ativação manual por um atendente do prédio.

Modo de serviço sabático

Em regiões com populações judaicas praticantes substanciais ou em instalações que atendem comunidades judaicas, um "elevador do sábado" pode ser implementado. Este modo configura o elevador para parar automaticamente em todos os andares, permitindo que os passageiros embarquem e desembarquem sem acionamento manual de botões. Esta funcionalidade garante o cumprimento da proibição do sábado contra a operação de dispositivos elétricos para os adeptos desta observância religiosa.

No entanto, o modo sábado incorre em uma penalidade significativa no consumo de energia, pois a cabine do elevador atravessa continuamente todos os andares do edifício, parando repetidamente nos andares onde o serviço não é necessário. Em edifícios de vários andares, o movimento da cabina deve ser suficientemente frequente para evitar atrasos excessivos aos potenciais utilizadores que se abstêm de operar os comandos, uma vez que as portas abrem automaticamente em todos os andares ascendentes.

Modo de serviço independente

O serviço independente, também conhecido como preferência de carro, representa um modo operacional especializado predominante na maioria dos sistemas de elevadores. A ativação normalmente é realizada por meio de um interruptor de chave localizado dentro do carro do elevador ou em um painel de controle centralizado no saguão. Quando um elevador está ativado neste modo, ele deixa de responder às chamadas externas do hall. Nas instalações com vários carros, o tráfego é redirecionado para outros elevadores disponíveis; para elevadores individuais, os botões do hall estão desativados. O elevador permanece parado num andar com as portas abertas até que um andar de destino seja selecionado e o botão de fechar porta seja pressionado continuamente até o início do deslocamento. Este serviço independente é particularmente vantajoso para transportar itens de grandes dimensões ou facilitar a circulação de grupos entre pisos específicos.

Modo de serviço de inspeção

O serviço de inspeção facilita o acesso ao poço do elevador e ao topo da cabine para mecânicos de elevadores qualificados que realizam inspeção e manutenção. A ativação ocorre através de um interruptor de chave no painel de operação da cabine, normalmente identificado como 'Inspeção', 'Parte superior da cabine', 'Habilitar acesso' ou 'HWENAB' (acesso ao HoistWay ENABled). Após a ativação, um elevador em movimento irá parar, as chamadas de cabine serão canceladas (e seus botões desativados) e as chamadas de corredor serão reatribuídas a outros elevadores dentro de um grupo ou canceladas em um sistema de elevador único. O movimento subsequente do elevador é controlado exclusivamente por interruptores específicos de 'Acesso', geralmente posicionados no patamar mais alto (para acesso ao topo da cabine) e no patamar mais baixo (para acesso ao poço do elevador). Estas chaves de acesso permitem que a cabina opere a uma velocidade de inspeção reduzida, mesmo com a porta do poço aberta. Essa velocidade operacional pode atingir até 60% da velocidade operacional normal na maioria dos controladores e normalmente é regulada pelos códigos de segurança locais.

A estação de inspeção superior da cabine de um elevador permite que um mecânico opere a cabine para movimento dentro do poço. Esta estação normalmente possui três botões: UP, RUN e DOWN. Para iniciar o movimento em uma direção específica, tanto o botão RUN quanto o botão de direção correspondente devem ser pressionados continuamente; liberar esses botões para imediatamente o elevador. Alternativamente, muitos outros sistemas de elevador utilizam uma chave seletora para cima/para baixo em conjunto com um botão RUN. Além disso, o painel de inspeção incorpora tomadas elétricas padrão para conectar lâmpadas de trabalho e ferramentas elétricas.

Corpo de Bombeiros

Os códigos de bombeiros para elevadores apresentam variabilidade com base na localização geográfica, diferindo entre estados e países. Normalmente, o serviço de bombeiros é bifurcado em dois modos operacionais distintos: Fase Um e Fase Dois.

O modo Fase Um é iniciado por um sensor de fumaça, sensor de calor ou uma chave manual dentro do edifício. Após a ativação do alarme, o elevador passa automaticamente para a Fase Um. Após um atraso predeterminado, o elevador entra em modo de “empurrão”, sinalizando sua saída iminente do andar atual. Após a partida, o elevador segue para um andar designado para alerta de incêndio, sendo o destino específico dependente da origem do alarme. Caso o alarme seja originado no andar primário de recall de incêndio, o elevador será desviado para um andar alternativo de recall. Uma vez chamado, o elevador viaja até o andar designado e para com as portas abertas, deixando de responder a chamadas ou comandos direcionais. Um interruptor de chave do serviço de bombeiros, localizado no andar de bombeiros, controla o sistema, oferecendo opções para desativar, ativar ou ignorar o serviço de bombeiros. A operação normal do elevador só pode ser restaurada alternando para o modo bypass após todos os alarmes terem sido redefinidos.

O modo Fase Dois é ativado exclusivamente por uma chave situada no painel de operação da cabine dentro do elevador. Este modo foi projetado especificamente para bombeiros para facilitar as operações de resgate em um prédio em chamas. A chave da Fase Dois possui três configurações: desligar, ligar e segurar. A ativação da Fase Dois permite o movimento do carro. No entanto, semelhante ao modo de serviço independente, o carro não responderá a uma chamada, a menos que o bombeiro pressione e segure manualmente o botão de fechar a porta. Ao chegar ao andar desejado, as portas não abrirão a menos que o bombeiro segure continuamente o botão de abertura da porta. Este recurso de segurança permite que os bombeiros avaliem perigos potenciais, como o calor de um incêndio, antes de se exporem ao chão. O botão de abertura da porta deve ser pressionado até que as portas estejam totalmente estendidas. Caso um bombeiro precise sair do elevador, a posição “hold” na chave garante que o elevador permaneça naquele andar. Para retornar ao piso de recall, o bombeiro simplesmente gira a chave para a posição "desligada" e fecha as portas.

No Reino Unido e na Europa, as especificações para elevadores de bombeiros são delineadas dentro da norma EN81-72. Por outro lado, ASME A17.1/CSA B44 constitui o principal código de segurança que rege elevadores e escadas rolantes nos Estados Unidos.

Emergência Médica ou Serviço Code-Blue

O serviço Code-blue, frequentemente implementado em instalações de saúde, permite que um elevador seja rapidamente enviado para qualquer andar durante uma emergência. Cada andar está equipado com um interruptor de chave de recall de código azul; após a ativação, o sistema de elevador identifica e despacha prontamente o carro com melhor resposta, independentemente de sua direção atual ou ocupação de passageiros. Os ocupantes do elevador ativado são alertados por um alarme e uma luz indicadora, sinalizando-os para desembarcar ao abrir a porta.

Ao chegar ao andar designado, o elevador estaciona com as portas abertas e todos os botões do carro são desativados para evitar o controle não autorizado de passageiros. A equipe médica é então obrigada a ativar a chave de código azul do carro, selecionar o andar de destino e fechar as portas usando o botão designado. O elevador segue posteriormente sem parar até o andar escolhido, mantendo o serviço código azul até ser desativado manualmente de dentro da cabine. Certos elevadores hospitalares incorporam uma posição de 'espera' no interruptor de chave de código azul, análoga à funcionalidade de bombeiros, que mantém o elevador em um andar, bloqueado para serviço geral, até que o modo de código azul seja desativado.

Modo Riot

Durante períodos de distúrbios civis, insurreições ou tumultos, a administração do edifício pode configurar elevadores para contornar o saguão ou os níveis de estacionamento. Esta medida restringe o acesso de indivíduos não autorizados, ao mesmo tempo que garante que os inquilinos do edifício possam continuar a utilizar os elevadores para viajar dentro de outras partes da estrutura.

Operação de energia de emergência

As instalações de elevadores contemporâneos frequentemente incorporam sistemas de energia de emergência, como fontes de alimentação ininterruptas (UPS), para facilitar a operação do elevador durante cortes de energia e evitar o aprisionamento de passageiros. A adesão aos padrões de segurança BS 9999 exige que os elevadores de passageiros utilizados em cenários de emergência sejam equipados com uma fonte de energia secundária.

Em instalações de saúde onde um gerador serve como fonte de alimentação secundária, um UPS também é necessário para cumprir os regulamentos que exigem testes mensais de carga de geradores de emergência. Durante estes períodos de teste, apenas uma única fonte de energia alimenta o elevador; consequentemente, sem um UPS, os elevadores ficariam inoperantes durante uma queda de energia.

Elevadores de tração

Após uma perda de energia em um sistema de elevador de tração, todos os elevadores inicialmente param de operar. Posteriormente, cada carro do grupo retorna sequencialmente ao saguão, abre suas portas e depois é desativado. Os ocupantes dos elevadores restantes podem receber notificação por meio de uma luz indicadora ou anúncio de voz, indicando o retorno iminente do elevador ao saguão. Após todos os carros terem sido devolvidos com sucesso, o sistema designa automaticamente um ou mais carros para operação normal, restaurando-os ao serviço. A seleção de carros operando com energia de emergência pode ser cancelada manualmente por meio de uma chave ou interruptor localizado no saguão. Para mitigar o aprisionamento, se o sistema detectar níveis de energia criticamente baixos, ele direcionará os carros operacionais para o saguão ou para o andar mais próximo, abrirá as portas e depois desligará.

Elevadores Hidráulicos

Em sistemas de elevadores hidráulicos, a energia de emergência inicia a descida dos elevadores até o patamar mais baixo, onde as portas se abrem para permitir a saída dos passageiros. Após um atraso ajustável, as portas fecham e a cabine permanece inoperante até ser reiniciada, normalmente ligando e desligando o interruptor principal do elevador. Historicamente, o consumo substancial de corrente associado à partida do motor da bomba impediu a operação de elevadores hidráulicos usando sistemas de energia de emergência padrão. Consequentemente, instalações como hospitais e lares de idosos normalmente dimensionam os seus geradores de emergência para acomodar esta carga específica. No entanto, a crescente adoção de partidas de motor com limitação de corrente, comumente chamadas de contatores de “partida suave”, atenua significativamente esse problema, tornando o consumo de corrente do motor da bomba uma restrição menos crítica.

Modernização

A vida útil operacional típica da maioria dos elevadores varia de 30 a 40 anos, desde que os intervalos de serviço especificados pelo fabricante e as manutenções/inspeções periódicas sejam realizadas de forma consistente. À medida que um elevador envelhece e que os componentes se tornam cada vez mais difíceis de adquirir ou substituir, juntamente com a evolução dos códigos de construção e o declínio da qualidade da viagem, os proprietários dos edifícios podem ser aconselhados a realizar uma modernização abrangente do sistema de elevadores.

A modernização de elevadores normalmente abrange equipamentos de controle, fiação elétrica e botões, indicadores de posição e setas de direção, máquinas e motores de elevação (incluindo operadores de porta) e, ocasionalmente, trilhos de suporte de porta. Por outro lado, os componentes estruturais, como lingas de automóveis, trilhos ou outros elementos substanciais, raramente são modificados. O desembolso financeiro para a modernização de elevadores varia significativamente, dependendo do equipamento específico selecionado para instalação.

A modernização aumenta significativamente a confiabilidade operacional através da substituição de relés e contatos elétricos por componentes eletrônicos de estado sólido. A qualidade da experiência de condução é melhorada com a transição de sistemas de acionamento baseados em motor-gerador para acionamentos de tensão e frequência variáveis ​​(V3F), que facilitam a aceleração e desaceleração quase contínuas. Além disso, a segurança dos passageiros é aumentada através da atualização de sistemas e equipamentos para garantir a conformidade com os padrões regulatórios contemporâneos.

Segurança

Em 26 de fevereiro de 2014, a União Europeia adotou formalmente novas normas de segurança, comunicadas através de uma notificação diretiva.

Elevadores de tração

Do ponto de vista estatístico, os elevadores de tração apresentam um alto grau de segurança. Anualmente, ocorrem aproximadamente 20 a 30 mortes relacionadas a elevadores; a maioria está associada a atividades de manutenção, como técnicos que se estendem demais para dentro do eixo ou ficam presos em componentes móveis. Os restantes incidentes normalmente envolvem outros tipos de acidentes, incluindo indivíduos que entram inadvertidamente em poços vazios ou lenços que ficam presos nas portas. Embora a ruptura de um cabo de elevador seja uma possibilidade teórica, embora extremamente improvável, os elevadores contemporâneos estão equipados com múltiplos mecanismos de segurança concebidos para evitar a queda livre descontrolada e o subsequente impacto. Uma cabine de elevador normalmente é suportada por 2 a 6 (ou até 12 ou mais em aplicações de arranha-céus) cabos ou correias de içamento redundantes. Cada cabo ou correia individual possui capacidade para suportar a carga nominal do elevador mais vinte e cinco por cento adicionais. Além disso, um dispositivo especializado monitora a velocidade de descida do elevador, ativando-se caso a velocidade máxima projetada seja ultrapassada. Após a ativação, esse mecanismo aciona sapatas de freio de cobre (ou cerâmica de nitreto de silício em instalações de arranha-céus), que se prendem aos trilhos verticais dentro do poço, desacelerando rapidamente o elevador sem causar ferimentos abruptos. Este aparelho, conhecido como governador, foi inventado por Elisha Graves Otis. Por exemplo, em 2007, um elevador num hospital infantil de Seattle sofreu uma falha no cabo, resultando numa queda livre até que o governador agiu com sucesso. Além disso, um sistema de amortecimento – compreendendo componentes de óleo/hidráulicos, molas, poliuretano ou óleo/hidráulicos telescópicos, ou uma combinação deles (selecionado com base na altura e velocidade de deslocamento) – é instalado na base do eixo (ou na parte inferior da cabine e, ocasionalmente, na parte superior da cabine ou do eixo) para mitigar as forças de impacto. No entanto, ocorreram acidentes fatais: em 1989, sete pessoas morreram num hospital em L'Hospitalet, Espanha, na sequência do desprendimento das polias que ligavam os cabos à cabine do elevador e de uma subsequente falha do mecanismo de segurança, que resultou na queda do elevador de sete andares. Um incidente semelhante ocorreu em 2019 em Santos, Brasil, causando quatro mortes.

Elevadores Hidráulicos

Historicamente, os elevadores hidráulicos apresentam desafios como corrosão eletrolítica subterrânea de cilindros e anteparas, mau funcionamento de tubulações e falhas no sistema de controle. Antes de uma alteração de 1972 ao Código de Segurança de Elevadores ASME A17.1, que exigia uma antepara abaulada secundária, os cilindros de antepara única eram comumente instalados e suscetíveis a falhas catastróficas. As iterações anteriores do código permitiam apenas cilindros hidráulicos de fundo único. Uma ruptura no cilindro pode levar à perda de fluido hidráulico, resultando na descida descontrolada do elevador. Este cenário apresenta dois riscos principais: um impacto repentino ao atingir o fundo do poço e o potencial de lesões por cisalhamento se um passageiro estiver parcialmente dentro da entrada durante a descida. Dada a impraticabilidade da verificação contínua do sistema, o código exige testes periódicos de capacidade de pressão. Uma medida de segurança alternativa contra a explosão do cilindro envolve a instalação de um dispositivo de fixação do êmbolo. Exemplos de dispositivos disponíveis comercialmente incluem aqueles comercializados como “LifeJacket” e “HydroBrake”. Este mecanismo de pinça é projetado para engatar o êmbolo de forma não destrutiva e parar a cabine do elevador durante uma aceleração descendente descontrolada. Além disso, uma válvula de sobrevelocidade ou ruptura é fixada na entrada/saída hidráulica do cilindro, calibrada para uma vazão máxima. Caso um tubo ou mangueira se rompa, a taxa de fluxo através desta válvula excederia seu limite predeterminado, interrompendo mecanicamente o fluxo de saída do fluido hidráulico e, consequentemente, parando o êmbolo e o movimento descendente da cabine do elevador.

Além dos problemas de segurança associados aos elevadores hidráulicos mais antigos, há uma preocupação ambiental significativa em relação ao potencial de vazamentos de óleo hidráulico para contaminar os aquíferos. Consequentemente, revestimentos ou revestimentos de PVC foram introduzidos em torno dos cilindros hidráulicos, permitindo que sua integridade fosse monitorada.

Na última década, os avanços na tecnologia de macacos hidráulicos invertidos evitaram a necessidade dispendiosa de perfuração no solo, normalmente associada a instalações de macacos de poço. Esta inovação simultaneamente mitiga o risco de corrosão do sistema e aumenta a segurança geral.

Elevadores em poços de mineração

Avaliações de segurança de rotina são realizadas para cabos de elevadores de poços de minas. Esta metodologia incorpora testes destrutivos de um segmento de cabo. As extremidades do segmento são desgastadas e posteriormente encapsuladas em moldes cônicos de zinco. Cada extremidade moldada é então fixada dentro de uma máquina de teste de tração hidráulica substancial. O segmento é submetido a cargas progressivamente crescentes até que ocorra a falha estrutural. Dados relevantes, incluindo elasticidade, capacidade de carga e outros parâmetros pertinentes, são compilados, culminando em um relatório abrangente. Este relatório passa por análise para averiguar a segurança operacional de todo o sistema de cabos.

Aplicativos

Transporte de passageiros

Elevadores de passageiros são projetados para facilitar o movimento vertical de indivíduos dentro de um edifício.

A capacidade dos elevadores de passageiros está diretamente relacionada à área útil disponível. Normalmente, os elevadores de passageiros em estruturas com oito ou menos andares são hidráulicos ou elétricos, atingindo velocidades de até 1 m/s (200 pés/min) para sistemas hidráulicos e até 3 m/s (500 pés/min) para sistemas elétricos, respectivamente.

Em certos contextos urbanos, os elevadores de passageiros funcionam como um meio de transporte público, muitas vezes complementando os sistemas funiculares. Por exemplo, Yalta, na Ucrânia, dispõe de um elevador público subterrâneo de três estações que transporta passageiros do topo de uma colina, onde os hotéis estão situados com vista para o Mar Negro, até um túnel que conduz à praia abaixo. Da mesma forma, na estação Casco Viejo do Metrô de Bilbao, um elevador que atende um bairro no topo de uma colina também funciona como transporte municipal; seu sistema de bilhetagem permite que os passageiros paguem pelo acesso ao elevador na entrada da parte baixa da cidade ou no topo da colina.

Categorização de elevadores de passageiros

Os elevadores de passageiros podem ser especializados de acordo com a função pretendida, abrangendo aplicações como serviços de emergência hospitalar (por exemplo, protocolos "código azul"), configurações com entradas frontal e traseira, televisões integradas em estruturas de grande altura e projetos de dois andares, entre outros. A estética interior dos carros dos elevadores pode variar desde designs ornamentados até a inclusão de publicidade audiovisual e anúncios de voz gravados especializados. Além disso, os elevadores podem incorporar alto-falantes para reproduzir música ambiente de fácil audição, comumente chamada de "música de elevador". Um elevador expresso é caracterizado por seu serviço ininterrupto, contornando os andares intermediários. Por exemplo, ele pode operar diretamente entre o térreo e um skylobby, ou do térreo ou de um skylobby até um bloco de andares designado, omitindo todos os andares intermediários.

Capacidade de carga

Elevadores residenciais podem ser projetados para acomodar apenas uma pessoa, enquanto outros são suficientemente espaçosos para mais de doze pessoas. Uma variante especializada, conhecida como cadeira de rodas ou elevador de plataforma, é projetada para transportar uma cadeira de rodas em distâncias de 3,7 m (12 pés) ou menos. Essas unidades normalmente acomodam uma única pessoa em cadeira de rodas, com capacidade de carga máxima de 340 kg (750 lb).

Elevadores de carga

Um elevador de carga, também conhecido como elevador de mercadorias, é projetado especificamente para o transporte de cargas e não de indivíduos. Esses elevadores normalmente apresentam um aviso em destaque dentro da cabine proibindo o uso de passageiros, embora essa proibição nem sempre implique ilegalidade. Alguns elevadores de carga permitem dupla funcionalidade através da integração de um riser discreto. Em certas jurisdições, a autorização legal para o transporte de passageiros exige a presença de uma porta interna sólida. Caracteristicamente, os elevadores de carga superam os elevadores de passageiros tanto em tamanho quanto em capacidade de carga, normalmente acomodando entre 2.300 e 4.500 kg (5.100 a 9.900 lb). Podem incorporar portas operadas manualmente e frequentemente apresentam acabamentos interiores robustos concebidos para mitigar danos durante as operações de carga e descarga. Na América do Norte, um recurso de design predominante para elevadores de carga é a abertura vertical de portas que abrangem toda a largura da cabine.

Elevadores de calçada

Um elevador de calçada constitui uma categoria especializada de elevador de carga. Esses elevadores facilitam a transferência de materiais entre o porão de um edifício e um local no nível do solo, frequentemente a calçada adjacente. A operação é gerenciada por um interruptor externo e o elevador sobe através de um alçapão metálico situado no nível do solo. As cabines dos elevadores de calçada distinguem-se por um topo com contornos únicos, que permite a abertura e fecho automático desta porta de acesso.

Elevadores de palco

Elevadores de palco e elevadores de orquestra são elevadores hidráulicos especializados projetados para elevar e abaixar seções completas de um palco teatral. Por exemplo, o Radio City Music Hall incorpora quatro desses sistemas: um grande elevador de orquestra que abrange uma parte significativa do palco e três elevadores menores posicionados na parte traseira. O elevador da orquestra, em particular, possui potência suficiente para elevar uma orquestra inteira ou um elenco completo de artistas, incluindo até elefantes vivos, abaixo do nível do palco.

Elevadores de veículos

Os elevadores veiculares são implantados em estruturas ou locais com espaço restrito, servindo como alternativa às rampas, principalmente para o transporte de automóveis até estacionamentos ou depósitos de fabricantes. A sustentação da plataforma é gerada por correntes hidráulicas engrenadas, conceitualmente semelhantes às correntes de bicicletas, e esses sistemas operam sem contrapesos. Para otimizar a integração predial e aumentar a comodidade operacional, a plataforma pode incorporar um mecanismo rotativo, permitindo que os motoristas sigam em frente com exclusividade. A maioria dos elevadores de veículos possui capacidade de peso de 2 toneladas.

Casos excepcionais incluem elevadores extrapesados capazes de acomodar caminhões de 20 toneladas e até vagões, como o sistema anteriormente empregado na estação Dnipro do metrô de Kiev.

Elevadores de barco

Em certos sistemas de canais menores, os elevadores de barcos facilitam o trânsito de embarcações e pequenos navios entre vários níveis de canais, oferecendo uma alternativa às eclusas tradicionais de canais.

Elevadores de aeronaves

Para aeronaves

Em porta-aviões, elevadores são utilizados para transportar aeronaves entre a cabine de comando e o hangar para implantação operacional ou manutenção. Esses sistemas são projetados para capacidades significativamente maiores que os elevadores convencionais, capazes de içar até 91.000 kg (200.000 lb) de aeronaves e equipamentos associados. Além disso, elevadores menores são empregados para transportar munições das profundezas dos depósitos do navio até a cabine de comando.

Dentro da aeronave

Em certas aeronaves de passageiros de dois andares, incluindo o Boeing 747 e outros modelos de fuselagem larga, os elevadores facilitam a movimentação dos comissários de bordo e dos carrinhos de catering das cozinhas do andar inferior para os compartimentos superiores de passageiros. Historicamente, Franklin Roosevelt utilizou um elevador retrátil instalado em um Douglas C-54 Skymaster para permitir o acesso de cadeiras de rodas à aeronave.

Elevadores de uso limitado e aplicação limitada

O elevador de uso limitado e aplicação limitada (LU/LA) é um meio de transporte de passageiros especializado projetado para operação pouco frequente e geralmente está isento de inúmeras regulamentações comerciais e requisitos de acessibilidade. Por exemplo, um elevador LU/LA destina-se principalmente à acessibilidade para pessoas com deficiência, normalmente acomodando apenas uma cadeira de rodas e um único passageiro em pé. Na América do Norte, esses elevadores estão restritos a uma capacidade máxima de 1.400 libras (640 kg) e uma distância de deslocamento vertical de 25 pés (7,6 m).

Elevadores residenciais

Um elevador residencial ou residencial normalmente acarreta custos e complexidade reduzidos em comparação com elevadores comerciais completos. Estas unidades apresentam frequentemente elementos de design distintos adaptados à estética residencial, tais como portas de acesso a poços de madeira com dobradiças, contrastando com as portas deslizantes metálicas padrão encontradas em instalações comerciais. Embora sua construção possa ser menos robusta do que suas contrapartes comerciais, levando a intervalos de manutenção mais curtos, recursos de segurança essenciais, incluindo travas de portas de acesso ao poço, dispositivos anti-queda e sistemas de comunicação de emergência, permanecem obrigatórios para mitigar riscos de mau funcionamento.

A Sociedade Americana de Engenheiros Mecânicos (ASME) inclui uma seção dedicada em seu Código de Segurança (ASME A17.1 Seção 5.3) especificamente referente a elevadores residenciais. Esta disposição permite a aplicação de parâmetros distintos, reduzindo assim a complexidade do projeto, dada a utilização restrita de elevadores residenciais por um indivíduo ou grupo definido. É importante observar que a Seção 5.3 do Código de Segurança ASME A17.1 se aplica exclusivamente a elevadores residenciais privados e exclui explicitamente residências multifamiliares.

Certas configurações de elevadores residenciais se desviam do projeto convencional, eliminando a necessidade de um poço de elevador, sala de máquinas e poço de elevador tradicionais. Esta inovação facilita a instalação em locais onde elevadores convencionais seriam impraticáveis ​​e agiliza o processo geral de instalação. O conselho da ASME sancionou oficialmente sistemas sem casa de máquinas por meio de uma revisão da ASME A17.1 em 2007. Embora elevadores sem casa de máquinas estivessem comercialmente disponíveis a partir de meados da década de 1990, sua ampla adoção no mercado residencial foi prejudicada por considerações de custo e espaço até aproximadamente 2010. Além disso, os elevadores residenciais são dimensionalmente menores do que seus equivalentes comerciais. O elevador de passageiros mais compacto, utilizando tecnologia pneumática, foi projetado para ocupação individual. Por outro lado, o menor elevador de tração acomoda no máximo duas pessoas.

Dumbwaiter

Os elevadores de carga são pequenos elevadores de carga especializados, projetados para transportar itens como alimentos, livros ou outras cargas menores, em vez de passageiros humanos. Estes sistemas estabelecem frequentemente ligações verticais entre cozinhas e outras divisões em diferentes níveis. Normalmente, eles não possuem os recursos de segurança abrangentes característicos dos elevadores de passageiros, como cabos de içamento redundantes. Caracterizados por uma menor capacidade de carga, sua altura pode atingir até 1 metro (3 pés). Painéis de controle, situados em cada patamar, emulam os dos elevadores de passageiros, fornecendo funcionalidades para chamadas, operação de portas e designação de piso.

Paternoster

O paternoster representa um tipo distinto de elevador, caracterizado por uma cadeia de compartimentos em circulação contínua que gira ao longo de um trilho. Um mecanismo relacionado, conhecido como manlift ou humanlift, transporta apenas uma plataforma compacta, que os usuários sobem segurando um apoio para as mãos, comumente observado em instalações industriais de vários andares.

Elevador de tesoura

O elevador tipo tesoura constitui outra categoria de aparelho de elevação. Normalmente, estas são plataformas de trabalho móveis projetadas para facilitar a realocação para os locais necessários; entretanto, eles também podem ser instalados permanentemente em ambientes onde restrições de espaço excluam o uso de contrapesos, salas de máquinas e componentes similares. Seu movimento vertical é acionado por um mecanismo análogo ao de um macaco de tesoura.

Elevador de cremalheira

Elevadores de cremalheira e pinhão operam através de um motor que aciona uma engrenagem de pinhão. A sua capacidade de instalação externa em edifícios ou estruturas, aliada à ausência de casa de máquinas ou exigência de poço de elevador, torna-os o tipo de elevador predominante utilizado em projetos de construção para o transporte vertical de materiais e ferramentas.

Correias de manuseio de materiais e elevadores de correia

Elevadores de transporte de material normalmente compreendem um plano inclinado que suporta uma correia transportadora. O transportador frequentemente incorpora divisórias para garantir o movimento consistente dos materiais. Tais elevadores encontram aplicação comum nos setores industrial e agrícola. Quando estes mecanismos, ou sistemas alternativos como parafusos espirais ou transporte pneumático, são empregados para elevar grãos em grandes silos verticais para armazenamento, a instalação completa é designada como elevador de grãos. Elevadores de correia também são frequentemente utilizados em instalações portuárias para carregar materiais a granel, incluindo carvão, minério de ferro e grãos, nos porões de graneleiros.

Historicamente, existiram elevadores de correia projetados para transporte humano; estes normalmente apresentam degraus espaçados aproximadamente a cada 2 metros (6 pés 6,7 pol.) Ao longo de uma esteira que se move verticalmente, permitindo que os passageiros subam em um degrau enquanto seguram o que está acima. Embora ocasionalmente utilizados para transporte de pessoal, como para funcionários em estacionamentos, esses sistemas são geralmente considerados excessivamente perigosos para acesso público.

Impacto social

Antes da adoção generalizada de elevadores, as estruturas residenciais normalmente não ultrapassavam aproximadamente sete andares. Os habitantes abastados ocupavam os níveis mais baixos, enquanto os residentes menos prósperos, que tinham de subir inúmeras escadas, residiam nos pisos superiores. A introdução do elevador alterou fundamentalmente esta hierarquia social, uma mudança claramente ilustrada pela suíte contemporânea da cobertura.

Os usuários iniciais de elevadores ocasionalmente experimentavam náuseas atribuídas a paradas repentinas durante a descida, levando alguns a optar por escadas ao descer. Em 1894, um médico de Chicago documentou formalmente esse fenômeno, chamando-o de "doença do elevador".

O advento dos elevadores exigiu o estabelecimento de novos protocolos sociais. Por exemplo, durante seu trabalho, Lifted: A Cultural History of the Elevator, o autor Andreas Bernard detalha ramificações sociais adicionais decorrentes do elevador moderno, como sua representação em filmes de suspense envolvendo passageiros presos, a ocorrência de interações informais e casos de tensão sexual, a diminuição do espaço pessoal levando à claustrofobia e considerações relacionadas à higiene pessoal.

Interface do usuário

Os elevadores podem incorporar dispositivos auditivos para melhorar a acessibilidade de pessoas com deficiência visual. Desde o início da década de 1980, alguns elevadores foram equipados com tecnologia de síntese de voz para anunciar verbalmente as designações dos andares, a direção do deslocamento do carro e mensagens específicas aos ocupantes.

Além dos botões de chamada, os elevadores geralmente incluem indicadores de andar e lanternas direcionais. Os indicadores de piso são quase onipresentes no interior dos carros dos elevadores que atendem a mais de duas paradas e também podem estar situados externamente em um ou mais andares. Antes da década de 1980, esses indicadores normalmente consistiam em uma faixa numérica analógica onde os números individuais eram iluminados. Posteriormente, surgiram indicadores digitais de piso, frequentemente empregando displays segmentados ou matriciais. Telas mais sofisticadas apareceram pela primeira vez no início da década de 1990 com a tecnologia eletroluminescente da Otis, ganhando maior adoção à medida que as telas de cristal líquido (LCDs) se tornaram mais práticas no século XXI. Da mesma forma, uma mudança de andar ou chegada a um destino é sinalizada de forma sonora, variando de acordo com o sistema de elevador. Certos edifícios integram tecnologia de proximidade para identificar os residentes e chamar automaticamente o elevador para o piso térreo.

As lanternas direcionais estão presentes dentro e fora dos elevadores, mas a sua visibilidade externa é crucial, pois a sua função principal é ajudar os indivíduos a decidir se devem embarcar. Por exemplo, se uma pessoa que espera um elevador pretende subir, mas o primeiro carro que chega indica uma trajetória descendente, ela pode optar por não entrar, antecipando um elevador subseqüente. Esses indicadores são ocasionalmente gravados ou em forma de setas e/ou aderem a uma convenção onde a iluminação vermelha significa "para baixo" e verde (ou branco) significa "para cima". No entanto, como esta convenção de cores é frequentemente substituída ou não implementada por vários sistemas, ela é normalmente empregada em conjunto com outros elementos distintivos. O Museu de Arte Contemporânea de Chicago fornece um exemplo em que os elevadores utilizam exclusivamente cores para indicar a direção, com um único círculo iluminando verde para “cima” e vermelho para “baixo”. Em alguns casos, as direções devem ser deduzidas do posicionamento relativo dos indicadores. Complementando as lanternas, a maioria dos elevadores incorpora um sistema de campainha para sinalizar a direção do carro (para cima ou para baixo), antes ou depois da abertura da porta, normalmente sincronizado com a iluminação das lanternas. Por exemplo, um único sinal sonoro pode indicar um movimento ascendente, dois sinais sonoros um movimento descendente, e a ausência de sinais sonoros pode significar um elevador disponível ou “livre”.

Elevadores de serviço em ambientes de observatório frequentemente exibem informações adicionais pertinentes, como velocidade do elevador, tempo decorrido (função de cronômetro) e altitude posicional atual, exemplificadas pelos elevadores de serviço em Taipei 101.

Várias tecnologias estão sendo desenvolvidas para melhorar a experiência dos passageiros, especialmente para indivíduos que sofrem de claustrofobia, antropofobia ou ansiedade social. Por exemplo, a startup israelense DigiGage emprega sensores de movimento para exibir imagens pré-renderizadas e conteúdo específico de edifícios ou andares em uma tela embutida na parede, sincronizada com o movimento vertical da cabine do elevador. Da mesma forma, a empresa britânica LiftEye oferece uma tecnologia de janela virtual projetada para transformar elevadores padrão em experiências panorâmicas. Este sistema gera um panorama de vídeo 3D usando imagens ao vivo de câmeras estrategicamente posicionadas ao longo da fachada do edifício, sincronizando o vídeo com o movimento da cabine. O vídeo resultante é projetado em telas do tamanho de paredes, criando a ilusão de paredes transparentes.

Ar Condicionado

A principal justificativa para a integração de um sistema de ar condicionado em um elevador é aumentar o conforto dos passageiros durante o transporte. Tais sistemas regulam as condições atmosféricas internas da cabine do elevador. Certos aparelhos de ar condicionado de elevador são adaptáveis ​​para uso em regiões mais frias, empregando um termostato para reverter o ciclo de refrigeração para aquecer o carro.

O calor produzido durante a operação de resfriamento é normalmente expelido para o poço do elevador. No entanto, as cabines dos elevadores geralmente não são hermeticamente vedadas, o que pode permitir que uma parte desse calor dissipado entre novamente no carro, diminuindo assim a eficiência geral do resfriamento.

O ar do saguão se infiltra continuamente no poço do elevador, um fenômeno atribuído tanto ao movimento do elevador quanto à necessidade de ventilação do poço. A utilização deste ar pré-condicionado dentro do elevador não acarreta gastos adicionais de energia. No entanto, a implantação de uma unidade de ar condicionado de elevador independente para obter uma regulação superior da temperatura dentro do carro resultará num aumento do consumo de energia.

Os sistemas de ar condicionado de elevador apresentam um desafio devido à produção inerente de condensação. A água condensada resultante necessita de descarte adequado para evitar possíveis inundações tanto na cabine do elevador quanto no poço do elevador.

Métodos para remoção de água condensada

Existem pelo menos quatro metodologias distintas para a remoção de água condensada de unidades de ar condicionado, cada uma possuindo vantagens e desvantagens exclusivas.

Atomização

A atomização, ou nebulização de água condensada, representa uma técnica para seu descarte. Este processo envolve a pulverização de gotas de água ultrafinas nas serpentinas aquecidas do ar condicionado, facilitando a rápida evaporação do líquido condensado.

Embora considerado altamente eficaz para descarte de água condensada, este método está entre os mais caros, principalmente devido à suscetibilidade dos bicos atomizadores ao entupimento. Uma parte substancial dos custos associados é atribuída à manutenção contínua do sistema completo de atomização.

Ebulição

O método de fervura para descarte de água condensada envolve uma fase inicial de coleta, seguida do aquecimento da água acima do seu ponto de ebulição. Este processo acaba por levar à evaporação da água condensada, conseguindo assim a sua eliminação.

Este sistema enfrenta uma adoção limitada entre os consumidores devido ao consumo substancial de energia necessário apenas para a eliminação da água.

Cascata

O método em cascata envolve direcionar o fluxo de água condensada para as serpentinas aquecidas do ar condicionado, o que subsequentemente facilita sua evaporação.

Uma desvantagem significativa desta tecnologia é a necessidade de as serpentinas manterem uma temperatura excepcionalmente alta para garantir a evaporação completa da água condensada. A evaporação incompleta representa um risco de transbordamento de água para as superfícies externas da cabine do elevador.

Sistema de drenagem

Um sistema de drenagem funciona estabelecendo um reservatório para a coleta de água condensada, que é então expelida por meio de uma bomba para uma rede de drenagem designada.

Embora esse método ofereça eficiência, ele incorre em custos substanciais associados à construção do reservatório. Além disso, a manutenção necessária para garantir a funcionalidade da bomba é considerável. Esteticamente, os tubos de drenagem externos podem ser visualmente desagradáveis. Além disso, este sistema geralmente não é viável para implementação em estruturas existentes.

ISO 22559

A engenharia mecânica e elétrica de elevadores é regida por uma ampla gama de padrões, comumente chamados de códigos de elevadores, que podem ter origem em autoridades internacionais, nacionais, estaduais, regionais ou municipais. Historicamente, muitas normas eram prescritivas, exigindo critérios de conformidade precisos; no entanto, uma evolução recente favoreceu padrões baseados no desempenho, atribuindo ao projetista a responsabilidade de garantir que o elevador cumpra ou supere os requisitos estipulados.

Padrões Nacionais de Elevadores:

Essas normas nacionais convergiram amplamente dentro da série ISO 22559, intitulada "Requisitos de segurança para elevadores (elevadores)":

A ISO/TC 178 funciona como o Comitê Técnico responsável por Elevadores, Escadas Rolantes e esteiras rolantes.

Os elevadores, como componentes integrantes dos edifícios, estão sujeitos a vários padrões de código de construção, incluindo aqueles relativos à resiliência a terremotos, segurança contra incêndio e regulamentos de fiação elétrica.

O American National Elevator Standards Group (ANESG) especifica uma capacidade de peso padrão do elevador de 1.000 kg (2.200 lb).

Além disso, estruturas legais ou regulamentações, como a Lei dos Americanos com Deficiências, podem impor requisitos complementares relativos à acessibilidade para indivíduos com deficiência. deficiências. Os elevadores que exibem o emblema da Estrela da Vida são projetados com dimensões suficientes para acomodar uma maca.

Padrões específicos nos Estados Unidos e no Canadá

Os elevadores de passageiros na maioria das jurisdições dos EUA e do Canadá devem aderir ao padrão A17.1 da Sociedade Americana de Engenheiros Mecânicos (ASME), intitulado "Código de segurança para elevadores e escadas rolantes". Em 2006, todos os estados dos EUA, com exceção de Kansas, Mississippi, Dakota do Norte e Dakota do Sul, implementaram uma versão dos códigos ASME, embora não necessariamente a iteração mais atual. O Canadá emprega o padrão de segurança CAN/CSA B44, que foi alinhado com a versão dos EUA em sua edição de 2000. Além disso, as jurisdições locais podem exigir que os elevadores de passageiros existentes cumpram os requisitos ASME A17.3. Os testes de elevadores de passageiros são realizados de acordo com a norma ASME A17.2, com a frequência dessas avaliações determinada pela autoridade local relevante, seja municipal, estadual ou provincial.

Além disso, os elevadores de passageiros são obrigados a cumprir vários códigos de construção complementares, abrangendo regulamentos de construção locais ou estaduais, padrões da National Fire Protection Association para sistemas elétricos, sprinklers e alarmes de incêndio, bem como códigos de encanamento e HVAC. A adesão à Lei dos Americanos Portadores de Deficiência e outras legislações estaduais e federais pertinentes de direitos civis relativas à acessibilidade também é obrigatória para elevadores de passageiros.

Elevadores residenciais são obrigados a estar em conformidade com a ASME A17.1. Na maioria das jurisdições dos EUA, os elevadores de plataforma e cadeiras de rodas devem estar em conformidade com a ASME A18.1.

Normalmente, os elevadores apresentam uma área designada para exibir a licença operacional emitida ao proprietário do edifício. Embora certas jurisdições exijam a exibição da licença dentro da cabine do elevador, outras permitem a sua retenção num local alternativo, como um escritório de manutenção, desde que seja acessível para inspeção mediante solicitação. Nesses casos, um aviso é frequentemente afixado na cabine do elevador, informando aos usuários o local de armazenamento da licença.

Instalações distintas

Visão geral estatística global

Em janeiro de 2008, a Espanha possuía a maior instalação de elevadores per capita do mundo, com 950.000 unidades realizando mais de cem milhões de elevadores diários. Os Estados Unidos seguiram com 700 mil elevadores instalados, e a China teve 610 mil instalações desde 1949. Estima-se que o Brasil tenha aproximadamente 300 mil elevadores atualmente em operação. A Itália representa o maior mercado global de elevadores, registando mais de 1.629 milhões de euros em vendas e um valor de mercado interno de 1.224 milhões de euros.

Em Espanha, os serviços anuais de manutenção de elevadores geram faturas que totalizam 4 milhões de euros, com 250 milhões de euros adicionais gastos em reparações. Em 2012, as exportações de elevadores da Espanha atingiram € 300 milhões.

A Coreia do Sul opera 530.000 elevadores, com 36.000 unidades adicionadas em 2015. Naquele ano, a Hyundai Elevators detinha uma participação de mercado de 48%, seguida pela ThyssenKrupp Elevator Korea (anteriormente Dongyang Elevator Co.) com 17%, e pela Otis Elevator Korea (anteriormente a divisão de elevadores da LG Sistemas Industriais) em 16%. Em 2018, a Coreia do Sul registrou 50.000 vendas de elevadores, contribuindo para um total operacional acumulado de 700.000 unidades até junho de 2019. O mercado anual de manutenção de elevadores na Coreia é avaliado em aproximadamente US$ 1 bilhão.

Torre Eiffel

A Torre Eiffel incorpora elevadores de dois andares da Otis em suas pernas estruturais, fornecendo serviço desde o nível térreo até o primeiro e segundo níveis. Apesar da subida diagonal do poço, que segue o contorno da torre, tanto o carro superior quanto o inferior mantêm uma orientação horizontal. O deslocamento espacial entre esses dois carros varia durante a viagem.

Quatro carros elevadores de design tradicional operam entre o segundo e o terceiro níveis. Esses carros estão interligados com suas contrapartes opostas (localizadas em lados opostos do patamar/hall do elevador) e funcionam como contrapesos mútuos. Consequentemente, à medida que uma cabine sobe do nível 2, a cabine emparelhada desce simultaneamente do nível 3. Um sinal luminoso dentro da cabine sincroniza as operações desses elevadores.

Taipei 101

Elevadores de dois andares, instalados pela Toshiba utilizando máquinas Kone EcoDisc, são empregados na torre de escritórios Taipei 101. Os ocupantes destinados aos andares pares sobem inicialmente por escada rolante ou elevador de garagem dedicado até o segundo nível, onde acessam o andar superior para chegar aos respectivos andares. Durante os períodos de tráfego reduzido, o andar inferior é desativado, permitindo que o andar superior funcione como um elevador de nível único atendendo todos os andares contíguos. Por exemplo, os restaurantes no 85º andar são acessíveis a partir do sky-lobby do 60º andar. Os clientes do restaurante devem confirmar suas reservas na recepção do segundo andar. Um conjunto dedicado de elevadores expressos atende exclusivamente os níveis do sky lobby (36 e 60, utilizando o vagão do andar superior), facilitando as transferências para elevadores "locais" para trânsito vertical adicional.

Os elevadores da plataforma de observação de alta velocidade atingem uma velocidade certificada de recorde mundial anterior de 1.010 metros por minuto (61 km/h) em 16 segundos, desacelerando posteriormente para a chegada acompanhada por ajustes sutis de pressão de ar. As portas abrem 37 segundos após a saída do quinto andar. Elementos de design notáveis ​​abrangem configurações aerodinâmicas de carro e contrapeso, juntamente com sistemas de regulação de pressão na cabine, que facilitam a adaptação dos passageiros às variações da pressão atmosférica. A descida é executada a uma velocidade reduzida de 600 metros por minuto, com a abertura da porta ocorrendo aos 52 segundos. Vários elevadores de alta velocidade também incorporam designs exteriores aerodinâmicos em suas cabines.

Arco do Gateway

O Gateway Arch em St. Louis emprega um sistema de bonde distinto para transportar os visitantes até seu deck de observação. Os passageiros embarcam em compartimentos horizontais, configurados como um trem, que se articulam para preservar uma orientação nivelada durante a subida ao longo dos trilhos internos curvos do Arco. Os bondes duplos funcionam em extremidades opostas, proporcionando vistas da estrutura interna do Arco através de portas transparentes. Durante todo o trânsito, os carros mudam dinamicamente de uma posição suspensa sob os cabos para uma postura de repouso sobre eles.

Nova Prefeitura, Hanover, Alemanha

O elevador situado na Nova Câmara Municipal de Hanôver, Alemanha, representa uma anomalia técnica significativa, sem paralelo na Europa. Sua operação começa com uma subida vertical, alterando posteriormente sua trajetória em 15 graus para se adequar ao contorno da cúpula do salão. Consequentemente, a cabine inclina 15 graus durante a viagem. Este elevador percorre uma distância vertical de 43 metros. Construído em 1913, o elevador original da Nova Câmara Municipal foi destruído em 1943 e posteriormente reconstruído em 1954.

Elevador inclinado Luxor

O Luxor Hotel em Las Vegas, Nevada, Estados Unidos, possui elevadores inclinados. Dada a arquitetura piramidal deste casino, os elevadores sobem ao longo do exterior da estrutura numa inclinação de 39 graus. Locais adicionais que incorporam elevadores inclinados incluem a Cityplace Station em Dallas, Texas; Estação de metrô Huntington em Huntington, Virgínia; e o Centro de Convenções de San Diego, em San Diego, Califórnia.

Radisson Blu, Berlim, Alemanha

No hotel Radisson Blu em Berlim, Alemanha, o elevador principal era cercado pelo aquário AquaDom. Este aquário de 25 metros de altura abrigou mais de mil espécies distintas de peixes até seu colapso catastrófico em dezembro de 2022. O projeto proporcionou aos ocupantes do elevador vistas panorâmicas da vida aquática. Este sistema de elevador especializado foi projetado e construído pela empresa alemã GBH-Design GmbH.

Para transporte urbano

Em áreas urbanas caracterizadas por uma topografia desafiadora, os elevadores são componentes integrados das redes de transporte público.

Exemplos:

Elevadores IOT

A aplicação da tecnologia Internet das Coisas (IoT) em elevadores melhora o desempenho, otimiza as operações, facilita o monitoramento e melhora a manutenção por meio de diagnóstico remoto, notificações em tempo real e insights comportamentais preditivos.

Os elevadores mais rápidos do mundo

O Centro Financeiro CTF de Guangzhou abriga atualmente os elevadores mais rápidos do mundo, com carros capazes de viajar a 75,6 km/h (47,0 mph). Fabricado pela Hitachi, a velocidade deste elevador foi verificada em junho de 2017 e posteriormente reconhecida como um Recorde Mundial do Guinness em setembro de 2019.

Por outro lado, os elevadores dentro da Yokohama Landmark Tower, produzidos pela Mitsubishi Electric, mantêm o recorde global de descida mais rápida, atingindo velocidades de 45 km/h (28 mph).

Referências

Referências

Bibliografia

Çavkanî: Arşîva TORÎma Akademî

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