Nova era de elevadores para revolucionar a construção de edifícios altos e médios

A nova era de transporte vertical (e horizontal) reduzirá a área reservada a elevadores em edifícios, permitindo aos arquitetos construir edifícios mais criativos, altos e fáceis de usar. Múltiplas cabines num só poço significa que passageiros não devem esperar mais de 15-30 segundos pelo elevador.

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Para pessoas que vivem no campo, elevadores são uma novidade divertida, principalmente quando possuem um design interessante ou um piso de vidro. Mas para quem vive e trabalha na cidade eles podem ser estressantes. Depois de apertar o botão, pode demorar muito até o elevador chegar e frequentemente há uma longa fila para entrar nele.

Este é somente um dos mais óbvios motivos pelos quais arquitetos e engenheiros têm procurado reinventar o conceito de elevador. Como economizar espaço, aumentar a velocidade, explorar novos caminhos e diminuir a espera? Está começando uma era completamente nova de elevadores que permitirão isso tudo e muito mais.

Conforme as cidades crescem, os edifícios crescem

Quais são os atuais desafios de urbanização que os elevadores precisam resolver? Quando entendemos isso, fica claro por que o novo conceito MULTI em desenvolvimento na thyssenkrupp é tão revolucionário.

As cidades precisam se expandir sem sacrificar os seus espaços abertos e parques, essenciais para a qualidade de vida urbana. Em muitos casos, edifícios mais altos são a solução que fornece mais espaço para viver e trabalhar, sem aumentar a necessidade de terrenos para construção.

Os elevadores permitiram que edifícios alcançassem novas alturas. Porém, quanto mais alto o edifício, mais poços e, portanto, mais espaço é necessário para elevadores convencionais. Além disso, as pessoas que usam elevadores frequentemente precisam enfrentar longas esperas. Ambas as desvantagens tornam os andares superiores menos atraentes para viver e trabalhar, apesar da paisagem.

Comparação entre elevadores convencionais, os melhores elevadores atuais e o MULTI. Observe como a nova abordagem necessita de ainda menos espaço e move mais pessoas do que os mais modernos elevadores da atualidade.

Sem tempo para esperar

Os elevadores certamente economizam tempo se comparados às escadas, mas há muito a melhorar. Em 2010, estudantes da Columbia University descobriram que, somando o tempo gasto anualmente por trabalhadores de escritório de Nova York na espera por elevadores, o tempo acumulado chega a 16,6 anos, em comparação aos 5,9 anos que eles efetivamente passam dentro dos elevadores.

É evidente que a melhor forma de economizar o valioso tempo das pessoas é encontrar uma solução que reduza os tempos de espera, e não apenas acelerar os elevadores.

O longo caminho para cima

Os elevadores evoluíram muito. O primeiro edifício com um elevador foi o Equitable Life Building, na cidade de Nova York, concluído em 1870. Embora tivesse apenas 40 metros de altura, foi o prédio mais alto do mundo por quase 15 anos. Se o compararmos ao atual recordista Burj Khalifa, de 828 metros, em Dubai, podemos afirmar com segurança que elevadores possibilitaram o impossível. Suas limitações, porém, permanecem: vagões únicos subindo e descendo.

Por que os elevadores só podem subir e descer? Alguns especialistas acreditam que a invenção de elevadores que se desloquem em curvas, horizontalmente e em voltas contínuas seria a maior das conquistas da indústria de elevadores. Conceitos de elevadores que se aproximam deste objetivo final existem há mais de cem anos.

Daniel E. Condon patenteou o seu “elevador em espiral” em 1903. O elevador de Condon desloca-se para cima e para baixo no exterior de uma torre de observação em um círculo contínuo. Em 1904, Condon solicitou outra patente, com foco em edifícios – uma ideia mais interessante do que uma atração única. Embora a ideia ocupasse espaço demais, ela continha um princípio interessante: vagões múltiplos em uma volta contínua.

Elevadores em círculo com vagões múltiplos têm história

Do paternoster até o TWIN

Elevadores paternoster foram a evolução da ideia do círculo, na qual múltiplos vagões realmente se movem para cima e para baixo em um circuito contínuo. Assim, os passageiros nunca precisam esperar mais do que alguns segundos. O ciclo constante do paternoster exige que os passageiros subam e desçam de vagões sem portas em movimento, afetando significativamente a segurança para idosos e pessoas com necessidades especiais. Embora ainda existam diversos exemplos desses sistemas de elevadores, eles não são mais construídos.

O sistema de elevadores TWIN (uma invenção da thyssenkrupp) conseguiu a primeira reintrodução bem-sucedida de vagões múltiplos. Como resultado, com dois vagões independentes em um poço o TWIN já obteve significativa economia de espaço e capacidade de transporte de pessoas. Edifícios como o St. Botolph Building, em Londres, e o CMA Tower, em Riad, na Arábia Saudita, se beneficiam de ter menos poços. A tecnologia já é capaz de fazer mais com menos. Mas, e se fosse possível colocar ainda mais cabines em um poço?

A visão do MULTI

Markus Jetter, diretor de pesquisa da thyssenkrupp Elevator, vem trabalhando com tecnologias de vanguarda há mais de duas décadas. Ele e seus colegas combinaram suas especialidades, obtidas a partir de um grande número de projetos anteriores, para criar o que já foi considerado impossível: múltiplos vagões de elevador deslocando-se com segurança em um círculo contínuo. Eles chamam o sistema de MULTI.

Jetter enfatiza que, aqui, “segurança” é a palavra-chave. Diferente do paternoster, os elevadores MULTI param para que as pessoas subam e desçam e, é claro, possuem portas. Essencialmente, as pessoas que usarem o MULTI não verão nenhuma diferença visual em relação aos elevadores convencionais. O que elas perceberão, no entanto, é que as portas do elevador se abrirão a cada período de 15 a 30 segundos.

“Uma das inovações fundamentais do sistema é que excluímos totalmente os cabos.” Apesar da sua aptidão para engenharia complexa, Markus Jetter explica o conceito com simplicidade. É como um sistema de trem circular no plano vertical.

"Basicamente, imagine um metrô, como a Circle Line em Londres, e coloque-o na parede. Os trens são os vagões que se deslocam em trilhos verticais nos poços dos elevadores."

Markus Jetter

Diretor do departamento de pesquisa, thyssenkrupp Elevator

Abrindo portas para novas possibilidades – em todas as direções

Muitas tecnologias diferentes precisaram se unir para viabilizar o sistema MULTI. Em primeiro lugar, era evidente que engrenagens convencionais sobre trilhos não funcionariam. Felizmente, os engenheiros puderam aproveitar a sua experiência com propulsão linear magnética, obtida no projeto do trem Transrapid. Freios mecânicos de alta tecnologia garantem a segurança, eficiência e flexibilidade do sistema.

Avanços na concepção de estruturas leves possibilitam a redução do peso do vagão em até 50%. A consolidação de vagões múltiplos em menos poços também possibilitará a redução em até 50% da área ocupada pelos elevadores nos edifícios. A capacidade de transporte de passageiros também aumentará em no mínimo 50%.

Além disso, o know-how obtido com o TWIN levou a segurança funcional e o controle técnico a um novo patamar de sofisticação. Um inovador sistema de trilhos comutáveis também permite a conexão horizontal de dois poços, no topo e na base, para criar um círculo contínuo – onde os vagões sobem por um poço e descem por outro.

Sistema de transferência de trilhos em ação

Essas inovações também abrem a porta para muitas novas possibilidades, dando aos arquitetos novas opções de design, capacitando-os a criar edifícios inovadores e permitindo que a sua criatividade aflore.

Eficiência e flexibilidade superam velocidade

Devido às necessidades de conforto dos passageiros, os elevadores possuem limitação de velocidade. Por isso, aumentar sua velocidade pouco contribui para melhorar sua capacidade operacional. Com a limitação adicional de ter apenas uma cabine por poço, os elevadores tradicionais ocupam mais espaço à medida que a altura dos edifícios aumenta.

Com vagões MULTI capazes de pegar pessoas a cada 15-30 segundos, os tempos de espera são minimizados e a capacidade operacional aumenta. Como no sistema de metrô, o MULTI pode levar passageiros para estações de transferência localizadas a cada 50 metros, aproximadamente, onde os passageiros podem fazer a conexão com elevadores TWIN ou convencionais que cubram distâncias menores. É como se trocassem do metrô para o ônibus.

"Edifícios estão se tornando cidades verticais, e eles precisam de um sistema de transporte similar ao metrô. A velocidade por si só não resolve os desafios impostos por edifícios altos."

Markus Jetter

Diretor do departamento de pesquisa, thyssenkrupp Elevator

O futuro do MULTI

Será que o conceito também atenderá às demandas futuras por eficiência energética? Como mencionado, o conceito MULTI pode reduzir em até 50% a área ocupada pelos elevadores. Essa economia de espaço pode ser usada para reduzir o tamanho total e a área da superfície externa dos edifícios, o que por sua vez reduz as necessidades de energia.

Outro possível desenvolvimento envolveria a implantação de um sistema de recuperação de energia, que converte a energia cinética da descida dos vagões em energia elétrica para a subida.

A primeira etapa, no entanto, é obter um protótipo operando em tamanho real. Sua construção já está em andamento. A expectativa é de que o protótipo seja concluído nos próximos dois anos, na nova “torre de testes de elevadores” em Rottweil. Ele servirá de base para inspeção e certificação, abrindo assim a porta para aplicações no mundo real.

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