soluções sustentáveis no uso racional da energia em elevadores (artigo)

UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDECENTRO DE ENGENHARIA ELÉTRICA E INFORMÁTICAUNIDADE ACADÊMICA DE ENGENHARIA ELÉTRICA

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IV SEMINÁRIO DE ELETROTÉCNICA APLICADA À SUSTENTABILIDADE

CAMPINA GRANDE, PARAIBA — 06 DE OUTUBRO A 06 DE NOVEMBRO DE 2012

SOLUÇÕES SUSTENTÁVEIS NO USO RACIONAL DA ENERGIA EM

ELEVADORES

André Bezerra da Silva¹Luis Reyes Rosales Montero ²¹Graduando do Curso de Engenharia Civil da UFCG; [email protected] 2Professor da Unidade Acadêmica de Engenharia Elétrica da UFCG, [email protected]

RESUMO

Em 1800, os novos processos de produção de ferro e aço revolucionaram o mundo da construção. Com vigas de metal como material de construção, os arquitetos e engenheiros podiam levantar arranha-céus monumentais. Mas essas torres seriam basicamente inúteis se não fosse por outra inovação da tecnologia que veio ao mesmo tempo. Os elevadores modernos são o elemento crucial que torna prático viver e trabalhar dezenas de andares acima do chão. Cidades verticais como Nova Iorque dependem totalmente dos elevadores. Mesmo em prédios com poucos andares, os elevadores são essenciais para fazer os escritórios e apartamentos acessíveis para pessoas com necessidades especiais. Mas nem tudo é perfeito, pois normalmente os elevadores são um dos maiores vilões do consumo elétrico do condomínio de um edifício.

Neste artigo, mostraremos como funcionam os modelos mais comuns de elevadores disponíveis no mercado e discutiremos maneiras de impedir o uso desnecessário de energia nos elevadores e criar soluções para reduzir ao máximo a utilização desnecessária deles, de forma a criar uma relação custo-benefício que seja a melhor solução para esse problema.

Palavras-chaves: Elevador, consumo, problema, soluções.

IV Seminário Organizado Pelo Dr. Luis Reyes Rosales Montero, Professor do Departamento de Engenharia Elétrica da UFCG no Auditório do Reenge sala 11 nos dias 06 de Outubro ao dia 06 de Novembro de 2012.

mailto:[email protected]

IV SEMINÁRIO DE ELETROTÉCNICA APLICADA À SUSTENTABILIDADE. UF C G/U A EE - Ou tu b r o d e 2 0 1 2

1. INTODUÇÃO

Século XIX. Antes de nosso tempo, este século foi o mais importante em ideias e inovações. As ciências avançavam. O Romantismo colocava em xeque as artes acadêmicas. A Revolução Industrial estava por vir.

Curiosamente, até a metade do século XIX, quase não existiam construções com mais de 3 pavimentos. As comunidades eram agrárias, a vida era horizontal. Até que o homem atreveu-se a perguntar: Por que não transportar as pessoas para cima e para baixo? Seu nome era Elisha Graves Otis, inventor de um produto revolucionário - o elevador de segurança.

Em 1853, Otis inaugurou a primeira fábrica de elevadores. E, no ano seguinte, a novidade foi apresentada na Feira Mundial de Nova Iorque e na Exposição do Palácio de Cristal, também em Nova Iorque. Em ambos os eventos, Otis soube explorar o efeito dramático que seu evento provocava nos espectadores: o subir e descer; várias vezes os cabos de segurança foram cortados e acionaram-se as travas de segurança. A imprensa da época aplaudiu de pé.

Apesar da visão avançada, talvez nem Otis havia se dado conta da magnitude de sua ideia. Ele não só havia inventado o elevador de segurança e mais tarde a escada rolante, como também a ocupação do espaço vertical do planeta. Otis havia inventado a metrópole. Isto ficou comprovado antes do final do século XIX, quando a indústria da construção, amparada pela tecnologia dos elevadores, resolveu encarar projetos de edifícios cada vez mais altos. Começaram a nascer obras monumentais e a maioria delas atendidas por equipamentos Otis. Em 1889, foi a torre Eiffel. Em 1931, o complexo de 67 elevadores para uma torre de 102 pavimentos e 381 metros de altura. Seu nome: Empire State Bui lding. Sua lição: o mundo havia mudado.

Uso racional da energia ao se movimentar verticalmente - 2

FONTE: http://www.arquitetura.com

FONTE: http://www.arquitetura.com


2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

2.1. Os Diferentes Tipos de Elevadores

Os limites do orçamento, o espaço e as leis locais de habitação são os únicos fatores a serem considerados durante a instalação de elevadores prediais. Quando se trata de elevadores, existem diferentes tipos para escolher e as vantagens são muitas. A principal diferença reside no seu mecanismo de funcionamento. Os principais tipos de elevadores prediais são brevemente discutidos abaixo e mais adiante será aprofundado o estudo em cada um deles. (ELEVADORES RESIDÊNCIAIS, 2011).

Elevadores de Contrapeso: O contrapeso, também conhecido como o elevador elétrico é operado por contrapesos que mantém o carro de elevador suspenso em um eixo. Este tipo de elevador não usa óleo. Seu sistema de suspensão faz com que estes elevadores sejam menos seguros, especialmente durante os terremotos. Especialistas geralmente desaconselham o uso de elevadores de contrapeso em áreas propensas terremoto, porque seu sistema de suspensão os torna propensos a acidentes.

Elevadores Hidráulicos: Os elevadores hidráulicos foram classificados como a opção mais segura quando se trata de elevadores prediais. É também um dos mais confiáveis em situações de emergência, graças à sua excelente capacidade à prova de terremotos e fogo.

Elevadores a vácuo (ou pneumáticos): Estes elevadores são conhecidos por serem muito barulhentos. Eles vêm com sua própria grua e, portanto, não precisam de uma sala de máquinas. Eles usam um sistema de sucção a vácuo para transporte na cabine de elevador entre os andares. Sua capacidade de carga é limitada, permitindo-lhe transportar apenas duas pessoas por vez. Mas devido a ausência da sala de máquina, o seu custo de instalação é muito menor do que a variedade hidráulica.

Quanto a sua aplicabilidade, os elevadores podem ser utilizados nos mais variados ambientes e instalações, como:

> Elevadores Residenciais


Otis grita “totalmente seguro!” FIGURA (2) – Primeiro elevador


> Elevadores Comerciais> Elevadores Hospitalares> Plataformas para deficientes > Elevadores Panorâmicos > Elevadores de Carga

3. ELEVADORES DE CONTRAPESO

3.1. Funcionamento

Num sistema de tração com ou sem engrenagem (usado em instalações de médio ou alto percurso, respectivamente), a cabina do elevador é sustentada no passadiço por vários cabos de aço, normalmente duas polias e um contrapeso. Os pesos da cabina e do contrapeso fornecem tração suficiente entre as polias e os cabos. Assim, as polias podem prender os cabos para mover e segurar a cabina sem deslizamento excessivo. A cabina e o contrapeso correm em guias verticais, a fim de evitar oscilação. (ARQUITETURA.COM, 2010)

O maquinário para acionar o elevador fica localizado na casa de máquinas, normalmente acima do passadiço do elevador. Para fornecer energia à cabina e para receber os sinais elétricos dela, um cabo elétrico multifuncional conecta a casa de máquinas à cabina. A ponta presa na cabina move-se com ela, portanto o cabo é chamado de "cabo de manobra".

O contrapeso consiste numa armação metálica formada por duas longarinas e dois cabeçotes, onde são fixados pesos (intermediários), de tal forma que o conjunto tenha peso total igual ao do carro, acrescido de 40% a 50% da capacidade licenciada.

Tanto a cabina como o contrapeso desliza pelas guias (trilhos de aço do tipo T), através de corrediças.

As guias são fixadas em suportes de aço, os quais são chumbados em vigas, de concreto ou de aço, na caixa.

O carro e o contrapeso são suspensos por cabos de aço ou novos elementos de tração que passam por polias, de tração e de desvio, instaladas na casa de máquinas ou na parte superior da caixa.

O movimento de subida e descida do carro e do contrapeso é proporcionado pela máquina de tração, a qual imprime à polia a rotação necessária para garantir a velocidade especificada para o elevador. A aceleração e o retardamento ocorrem em função da variação de corrente eléctrica no motor. A parada é possibilitada pela ação de um freio instalado na máquina.



Além desse freio normal, o elevador é dotado de um freio de segurança para situações de emergência.

O freio de segurança é um dispositivo de atuação mecânica, fixado na armação do carro ou do contrapeso, destinado a pará-los, de maneira progressiva ou instantânea, prendendo-os às guias quando acionado pelo limitador de velocidade.

O limitador de velocidade, por sua vez, é um dispositivo montado no piso da casa de máquinas ou no interior da caixa, constituído basicamente de polia, cabo de aço e interruptor. Quando a velocidade do carro ultrapassa um limite preestabelecido, o limitador aciona mecanicamente o freio de segurança e desliga o motor do elevador.

3.2. Sistema de segurança

Em um sistema de elevador a cabo, cabos de aço presos ao carro giram por uma roldana. Uma roldana é uma polia com uma superfície redonda e com encaixes, que fica no topo do poço do elevador. Os encaixes da roldana seguram os cabos de aço. Então quando um motor elétrico faz a roldana girar, os cabos também se movem. Os cabos que levantam o carro também estão conectados


FIGURA (4) –de um elevador sem casa de máquinas.

FONTE: http://seguranca-na-construcao.dashofer.pt/ FONTE:

FIGURA (3) – Principais componentes de um elevador com casa de máquinas.


a um contrapeso, que fica no outro lado da roldana. O carro e o contrapeso se movem juntos pelos trilhos de aço.

Cada cabo de elevador é feito de vários comprimentos de alumínio entrelaçados um ao outro. Esses cabos rompem muito raramente, e os inspetores sempre verificam se há desgastes neles. Mas até mesmo um cabo de aço pode romper. E o que acontece depois?

Quase todos os elevadores de polia têm vários cabos - entre quatro e oito no total. Mesmo se um cabo rompesse, os cabos restantes sustentariam o carro do elevador. Na verdade, apenas um cabo já seria o suficiente.

Mas digamos que todos os cabos tenham rompido. Então, os dispositivos de segurança do elevador entrariam em ação. Os dispositivos são sistemas de freios no carro do elevador que se agarram aos trilhos que vão para cima e para baixo do poço do elevador. Alguns dispositivos se prendem aos trilhos, enquanto outros se dividem entre as fendas nos trilhos. Geralmente, os dispositivos de segurança são ativados por um regulador de velocidade mecânico.

Um regulador é uma polia que gira quando o elevador se movimenta. Quando o regulador gira muito rápido, a força centrífuga ativa o sistema de freios.

Se os dispositivos de segurança falhassem, você cairia bem rápido, mas não seria exatamente uma queda livre. O atrito dos trilhos no poço do elevador e a pressão do ar debaixo do carro o fariam ir bem mais devagar (no entanto, você se sentiria mais leve do que o normal). Com o impacto, o carro iria parar enquanto você continuaria se movendo, o que o jogaria para o chão.

Mas duas coisas amorteceriam o impacto. Primeiro, o carro do elevador iria comprimir o ar no fundo do poço à medida que cai, assim como um pistão comprime o ar em uma bomba de bicicleta. A pressão do ar faria o carro do elevador desacelerar. Segundo, a maioria dos elevadores a cabo tem um amortecedor embutido no fundo do poço - geralmente um pistão em um cilindro cheio de óleo. Isso também amorteceria o impacto.

Com todos esses recursos, você teria uma grande chance de sobreviver a um acidente de elevador.


FIGURA (5) – Sistema de segurança em um elevador.FIGURA (6) – Sistema de segurança em um elevador.

FONTE: http://ciencia.hsw.uol.com.br/FONTE: http://ciencia.hsw.uol.com.br/


3.3. Economia de Energia

A empresa Zettawatt desenvolveu um sistema de geração de energia a partir do movimento do contrapeso de elevadores. Conhecido como Usina de Energia Vertical, o sistema pode diminuir o consumo elétrico em cerca de 50%. O projeto está em busca de investidores. (ROCHA, 2010).

“O objetivo do sistema é ser mais uma fonte renovável de energia limpa, reduzindo significativamente a emissão de gases poluentes e melhorando o meio ambiente”, afirma o engenheiro Michel Singer, autor do sistema e sócio da Zettawatt.

De acordo com o engenheiro, a Usina de Energia Vertical prevê a instalação de uma série de imãs no contrapeso do elevador. Nas paredes do poço do elevador, por sua vez, são colocadas bobinas de cobre interligadas por um cabo de energia. "Quando o contrapeso sobe ou desce, os imãs passam em frente às bobinas fixadas na parede do poço, criando um campo eletromagnético que gera eletricidade", explica Singer.

Por meio do cabo de aço, a energia é encaminhada para o transformador na sala de máquinas, sendo dividida em alta ou baixa tensão para depois ser armazenada nas baterias. "Essa energia poderá ser usada na iluminação do edifício ou em outros sistemas dos apartamentos ou salas comerciais", conta o engenheiro.

De acordo com ele, um elevador de capacidade de 1,6 mil kg, com velocidade de 2,5 m/s e 16 paradas poderiam gerar, com uma usina vertical, uma economia média de 50% em energia com relação aos elevadores convencionais. A economia varia de acordo com o peso que o elevador sustenta, chegando a 59% quando estão totalmente vazios ou cheios.


FIGURA (7) – Sistema de segurança em um elevador.

FONTE: http://ciencia.hsw.uol.com.br/

FONTE: http://www.piniweb.com.br


4. ELEVADORES HIDRÁULICOS

4.1. Funcionamento

Elevador hidráulico é um elevador que através de um pistão hidráulico faz com que se desloque a cabina para subir e descer. Quando alguém aperta o botão para o elevador subir o motor que está acoplado a Central Hidráulica (reservatório de óleo) gira uma palheta de aço que impulsiona o óleo para o pistão hidráulico através de uma mangueira especial protegida contra vazamentos. À medida que o óleo entra na base do pistão hidráulico, o elevador vai sendo erguido por um sistema de cabos e polias preso na armação resistente do elevador. Na descida, a Válvula é acionada eletronicamente e o óleo volta suavemente para a Central hidráulica, descendo o elevador no andar correto. (ECC, 2012).

Este tipo de elevador é constituído basicamente por uma cabina com comandos incorporados, um pistão hidráulico, guias e cabos de suspensão. Na casa da máquina encontram-se alojados o quadro comando, central hidráulica e o quadro parcial que irá "alimentar" o elevador.


FIGURA (8) – Modelo esquemático para obtenção de energia através de elevadores.

FONTE: http://www.elevar.com.br


4.2. Vantagens

Qualquer espaço é muito valorizado, tanto na hora de construir como no momento de decorar. Assim, para quem procura conforto, facilidade e economia, os Elevadores Hidráulicos são uma excelente opção. Atualmente, a tendência é a utilização de Elevadores Hidráulicos em residências e prédios com poucos andares. O aproveitamento de espaços é possível em função de a central ser instalada em qualquer local, seja debaixo da escada, em um canto inútil ou até mesmo fora do prédio ou da residência.

Os Elevadores Hidráulicos possuem um processo de instalação mais simples e eficiente do que um elevador convencional. O sobe e desce dos Elevadores Hidráulicos tornam-se uma alternativa rentável em comparação aos "tradicionais". Os Elevadores Hidráulicos têm um uso particular e ideal para prédios menores, com poucos andares.

O sistema hidráulico tem a mesma ideia dos que são utilizados em oficinas mecânicas, os quais utilizam o bombeamento hidráulico (óleos ou fluídos incompressíveis), dessa forma seu maquinário é encontrado no poço do elevador, economizando espaço.

Outra vantagem que os Elevadores Hidráulicos têm em sua composição é o resgate automático, ou seja, em caso de queda de energia, o elevador irá acionar a descompressão do sistema, fazendo o elevador descer lentamente até a base.

Por dispensarem a casa de máquinas e sistema de correias, os Elevadores Hidráulicos se tornam uma alternativa econômica e silenciosa, podendo ser instalados ao lado da sala de estar sem serem notados.

É importante considerar a resistência e a durabilidade dos Elevadores Hidráulicos, bem como o tamanho e os requisitos de altura.


FIGURA (9) – Principais componentes de um elevador hidráulico.


Os Elevadores Hidráulicos podem ser utilizados para o transporte vertical de cargas pesadas, mas para isso, é necessário pedir o modelo que atenda sua necessidade.

A maior parte da carga em um elevador hidráulico é aplicada sobre o fundo do poço, não é necessária a construção de lajes reforçadas sobre a caixa de corrida, reduzindo os custos de obra civis.

O consumo dos Elevadores Hidráulicos residenciais pode ser comparado ao de uma geladeira e sua instalação requer pouca intervenção no sistema elétrico. O quadro de comando dos Elevadores Hidráulicos também exige pouco espaço.

O elevador hidráulico pode ser adaptado de acordo com a possibilidade da obra, podendo ser instalado também com estrutura metálica evitando a construção que qualquer parede para o elevador. Com uma instalação cuidadosa e manutenção correta, conseguimos uma grande durabilidade no elevador hidráulico.

4.3. Desvantagens

Os principais problemas desse tipo de sistema começam a surgir para edifícios maiores, daí o fato dele não ser indicado para grandes obras. O tamanho do equipamento é um deles. Para o carro do elevador ser capaz de alcançar os andares mais altos, você tem que fazer o pistão mais longo. O cilindro tem de ser um pouco maior que o pistão, é claro, já que o pistão precisa ser capaz de dobrar todo o trajeto quando o carro está no primeiro andar. Resumindo, mais andares significam um cilindro mais longo.

O problema é que a estrutura do cilindro inteiro deve ser enterrada abaixo do fundo do elevador. Isso significa que você tem que cavar mais fundo à medida que faz mais andares. Construir mais alguns andares encarece o projeto. Para instalar um elevador hidráulico em um prédio de 10 andares, por exemplo, você precisaria cavar no mínimo nove andares! Alguns elevadores hidráulicos não exigem uma escavação tão profunda.

A outra desvantagem de elevadores hidráulicos é que eles são ineficientes para grandes alturas. É necessária muita energia para levantar um elevador a vários andares, e em um elevador hidráulico padrão não há meio de armazenar essa energia. A energia de posição (energia potencial) somente funciona para empurrar o fluido de volta para o tanque. Para levantar o carro do elevador novamente, o sistema hidráulico tem que gerar a energia toda de novo.

4.4. Média de preços



Quanto aos valores dos Elevadores Hidráulicos para a residência, isso irá depender muito do tamanho, altura, e dimensão na qual você deseja comprar, sendo algo em tamanho padrão, cada empresa tem o seu preço. Pode-se dizer que a média de preços você encontra a partir de R$ 40 mil.

5. ELEVADORES A VÁCUO

5.1. Funcionamento

Longe estão os dias de ficção científica quando pessoas viajavam em cápsulas transparentes. Hoje isto não é nenhum produto da nossa imaginação. Existe uma cápsula que pode levar você, sem cabos, polias ou pistões. É o elevador do futuro a vácuo autossustentável; uma estrutura leve e resistente construída com alumínio e policarbonato.

O sistema de funcionamento do elevador a vácuo é simples e engenhoso: em um tubo hermeticamente fechado, os engenheiros colocaram uma cápsula com plataforma vedada e, ao diminuir a pressão na parte superior da plataforma, a cápsula inteira sobe. É tão simples quanto puxar água para dentro de uma seringa simplesmente levantando o êmbolo. (GUISS, 2010)

Elevadores pneumáticos a vácuo são mais fáceis de instalar, manter e operar do que elevadores tradicionais. Indicado para novas construções e especificadamente ideal para edificações já prontas, devido ao projeto compacto porque não são requeridos, poços, cabos e meio de levantamento especiais.

As pressões de ar acima e abaixo da cabine do elevador são o meio para transportar. A confiança e segurança destes elevadores a vácuo são incomparáveis devido à física atrás do projeto; é virtualmente impossível ficar preso entre pisos, ou cair em queda livre.


FONTE: http://www.sempretops.com/


5.2. Vantagens

O Elevador Pneumático à Vácuo exibe diversas vantagens com relação aos seus concorrentes tradicionais:

Não é necessário cavar um fosso em baixo do elevador; Utiliza apenas a energia de uma tomada 220v; Não utiliza energia elétrica quando o elevador está descendo (o sistema apenas deixa entrar

ar aos poucos no compartimento superior para efetuar a descida); Não é necessário lubrificar os sistemas com óleo e a manutenção é de baixo custo; Visibilidade de 360 graus; Instalação em dois dias, sem a necessidade de efetuar grandes obras;

5.3. Desvantagens

As desvantagens para esse tipo de elevador ficam por conta da limitação dele em até quatro andares e também pela limitação na sua capacidade de carga, permitindo-lhe transportar apenas duas pessoas por vez. Além disso, esse tipo de elevador é bastante conhecido pelo barulho que faz (cerca de 87dB).


FIGURA (10) – Elevador a vácuo (pneumático) em funcionamento.


5.4. Média de preços

Para qualquer produto, é necessário pesquisar muito bem os preços e as vantagens em que cada empresa tem a oferecer para o consumidor. Em algumas situações, é necessário analisar bem as questões de espaço, necessidade e urgência também para que não seja feito um mau negócio. Com relação ao preço do Elevador Residencial a Vácuo, está custando em média de R$ 32 mil a R$ 45 mil, já instalado.

6. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE ELEVADORES

6.1. O passo a passo da instalação de um elevador

6.1.2. Adequação de dimensões

Consultar no mínimo três empresas de elevadores Verificar largura, comprimento e profundidade da caixa do elevador

x quantidade de passageiros e velocidade ideal a ser utilizada para cada uma das empresas (cálculo de tráfego)

Verificar o tamanho do poço, da casa de máquinas e da ventilação da casa de máquinas No caso de prédio com apartamento de cobertura, evitar que a caixa do elevador esteja

localizada próxima de dormitórios.

6.1.3. Estrutura

Prever uma viga intermediária para a sustentação da porta do elevador Prever um furo na viga intermediária de cada andar para a passagem dos cabos de comando

de botoeira e sinalizador de pavimento Dependendo do modelo do elevador, prever rebaixo para encaixe da soleira nas portas dos

pavimentos Verificar se a estrutura contemplou as dimensões solicitadas para o poço Prever alçapão conforme orientação do fornecedor Prever os ganchos para içamento dos equipamentos da casa de máquinas Prever furações na laje da casa de máquinas para a instalação de equipamentos e passagem

dos cabos Avaliar se as vigas das divisórias entre os elevadores adjacentes serão vigas metálicas ou de

concreto

6.1.4. ArquiteturaUso racional da energia ao se movimentar verticalmente - 13


Prever tratamento acústico para o elevador, caso esteja localizado próximo de algum dormitório. Esse espaço deve ser contemplado para evitar diminuição no dormitório conforme planta de vendas

Verificar a localização das botoeiras para evitar interferências estéticas Ventilação cruzada na casa de máquinas

6.1.5. Vedação

As dimensões da alvenaria para o fechamento frontal só podem ser definidas após a entrega do projeto executivo da empresa fornecedora do elevador

6.1.6. Elétrica

Atender o projeto do fabricante, com relação às cargas elétricas, alimentadores e casa de máquinas

Prever condutores embutidos no piso da casa de máquinas Interligação do elevador x casa de máquinas x sala de segurança, para instalação de

intercomunicadores e sistema de CFTV Avaliar se os elevadores serão alimentados por busway ou por cabo

6.1.7. Geral

O poço deve atender os pré-requisitos de impermeabilização, acessibilidade, iluminação e sinalização de segurança;

Todo fornecedor de elevador é obrigado a fornecer um projeto executivo, que é analisado e compatibilizado com o restante do projeto.

7. INOVAÇÕES TECNOLÓGICAS

Reconhecer a voz do usuário, garantir acesso fácil aos comandos e permitir somente a entrada de pessoas reconhecidas, por meio de identificação biométrica, são apenas alguns diferenciais da nova geração de elevadores.

Você já imaginou como será o elevador no futuro? Que recursos ele agregará? Profissionais do setor apontam inúmeras mudanças para esse equipamento, que deverá oferecer o nível máximo de conforto e segurança ao usuário. Reconhecer a voz do passageiro, proporcionar maior interatividade (permitindo a obtenção de informações em tempo real durante a viagem), ergonomia com fácil acesso aos comandos, garantia de segurança predial ao permitir somente a entrada de identificados, por meio de identificação biométrica e ser auto-sustentável com relação ao consumo de energia (a partir da utilização de recursos alternativos), são algumas facilidades que o elevador deverá agregar em um futuro bem próximo. “O futuro já começou. Todas essas inovações e facilidades estarão



disponíveis ao público em, no máximo, dois anos”, prevê Luis Mundim, supervisor de marketing de Novas Instalações da Atlas Schindler.

A evolução desses equipamentos contribuirá ainda para a inexistência de fila de espera no hall, ocupação de mínimo espaço na edificação, índice de falhas eletromagnéticas inferior a uma por ano e flexibilidade para que os projetos possam adequar o design de acordo com o gosto do passageiro. “A preocupação com o meio ambiente também deve ser uma constante e o elevador do futuro deverá ser 100% ecológico”, propõe Lauro Galdino, diretor de pesquisa e desenvolvimento da ThyssenKrupp Elevadores. Já Manabu Ogata, diretor da HTS Elevadores, credita esse grande avanço em tecnologia à introdução da eletrônica nesses equipamentos. “Outro salto surgirá junto com os supercondutores, que permitirão uso de motores extremamente pequenos em relação aos atuais, além de revolucionar toda a área eletroeletrônica”, aposta Ogata.

7.1. Sistema Biotracking (Sensor Biométrico)

A ThyssenKrupp Elevadores acaba de lançar no mercado o Biotracking, sistema de gerenciamento e monitoração de uso de elevadores que, através de um dispositivo de leitura de digitais (Figuras 1 e 2), identifica cada usuário permitindo ou restringindo a utilização dos elevadores.

Dotado da mais avançada tecnologia, o sistema compreende um software de gerenciamento e cadastro que reúne o conjunto de informações necessárias para permitir o acesso e a utilização do grupo de elevadores do prédio e, um sensor que efetua a leitura dos dados e automaticamente libera o acesso do morador ou visitante. Além da digital de cada usuário, o sistema pode cadastrar informações mais detalhadas e específicas que determinam a circulação de pessoas autorizadas pelo edifício conforme as suas necessidades de locomoções e destino.

O sistema também possui recursos mais sofisticados, que ampliam os benefícios de segurança. A partir da instalação do software de gerenciamento na garagem ou na entrara de cada apartamento,


FONTE: http://www.aecweb.com.br FONTE: http://www.aecweb.com.br


por exemplo, é possível rastrear os passos de uma pessoa pelo condomínio, memorizando o horário e os lugares por onde a pessoa passou.

7.2. Synergy: o elevador sem casa de máquinas!

Para obras novas ou de modernização, a ThyssenKrupp Elevadores desenvolveu o synergy, sistema inovador para elevadores sem casa de máquinas. Baseado em tecnologia de ponta, o sistema atende edifícios residenciais e comerciais e possui uma excelente relação custo x benefício para quem vai construir ou modernizar os elevadores já instalados.

A partir de know-how tecnológico, o desempenho deste novo produto é adequado para todos os mercados. O synergy é um sistema modular, que pode ser facilmente adaptado às exigências específicas dos mercados regionais.

As principais vantagens são as dimensões compactas do poço e a ausência da casa de máquinas que economizam espaço e custos com a construção. Estas características garantem também mais liberdade de criação aos arquitetos e uma complexidade de planejamento significativamente menor.

Em outras palavras, cada sistema Synergy para elevadores oferece uma combinação ideal para o planejamento arquitetônico de um projeto. Prazos de entrega curtos, baixo consumo de energia e uma longa vida operacional completam a imagem geral positiva do inovador sistema synergy para elevadores.

Este revolucionário sistema de elevadores é baseado na primeira grande inovação tecnológica em transportes verticais dos últimos 100 anos. Desenvolvido para edifícios de 2 a 30 paradas, este sistema utiliza uma polia menor que a convencional. O tamanho reduzido da polia, juntamente com um projeto otimizado da máquina, permite sua montagem dentro do próprio passadiço - eliminando a necessidade de uma casa de máquinas.

Tão inovadoras também são as cintas de aço revestido com poliuretano, uma invenção da Otis para o sistema de elevadores do Gen2™, que substitui os pesados cabos de aço que têm sido utilizados como padrão na indústria desde o século XIX. Estas cintas possibilitam a utilização de uma polia a menor possível. Elas têm apenas 3 mm de espessura, porém são tão fortes quanto os cabos de aço convencionais. São, inclusive, mais duráveis, flexíveis e economizam espaço.


FIGURA (12) – Dispositivo de leitura de impressões digitais (leitor biométrico).

FIGURA (13) – Exemplo de modelo de elevador Synergy.

FONTE: http://www.thyssenkrupp-elevadores.pt


Benefícios:

Dimensionamento ideal do poço Sistema modular Prazos curtos para entrega Baixo consumo de energia Longa vida operacional Deslocamento suave e silencioso

Características técnicas:

Máquina: O design ultra compacto da máquina sem engrenagem foi especialmente desenvolvido para o synergy. A máquina ecologicamente correta, com o seu motor síncrono, não necessita de manutenção e fornece uma operação silenciosa. As principais características incluem o design integrado da máquina e o freio totalmente à prova de falhas.

Conversor: Localizado no poço do elevador, o conversor desenvolvido mundialmente controla com precisão o movimento do elevador, melhora a qualidade da força do sistema e propicia um deslocamento sem problemas.

Cabos: Os revolucionários cabos de aço de 6 mm permitem uma qualidade superior de deslocamento, uma operação silenciosa e são o ponto principal para maximizar a liberdade do projeto.

Controlador: A localização do controlador ao lado do pavimento superior permite uma manutenção conveniente e acesso para diagnóstico, tornando desnecessária a casa de máquinas.

Regulador: O design compacto do regulador, localizado dentro do poço, permite maximizar o tamanho da cabina.

Operação das portas: A operação das portas dos elevadores ThyssenKrupp foi projetada para fornecer o mais elevado padrão de confiabilidade e segurança. A segurança dos passageiros é maximizada com funções padrão como interrupção manual do movimento das portas e uma força limitada de fechamento.

Polia com suspensão inferior: A disposição especial dos cabos com suspensão inferior é utilizada para minimizar o espaço acima do poço. Polias combinadas especiais minimizam as vibrações e o ruído, maximizando a vida útil do cabo.



8. MODERNIZAÇÃO DOS ELEVADORES

8.1. Uso de inversores de frequência em elevadores

Uma inovação tecnológica que pode gerar ainda mais SEGURANÇA, CONFORTO e ECONOMIA para seu elevador, são os Inversores de Frequência. Este equipamento vem sendo utilizado em larga escala na automação industrial, mais precisamente no comando de motores elétricos. (ELEVADORES COSTA, 2012)

Os inversores de frequência são dispositivos eletrônicos que convertem a tensão da rede alternada senoidal em tensão contínua e, finalmente, convertem esta última em uma tensão de amplitude e frequência variáveis. Em poucas palavras, trata-se de um equipamento eletrônico de potência que incorpora a mais avançada tecnologia disponível mundialmente para controlar a variação de velocidade e torque de motores elétricos. Também atuam como dispositivos de proteção para os mais variados problemas provenientes da rede elétrica como, desbalanceamento entre fases, sobrecarga, queda de tensão, falta ou inversão de fase, etc.

Na modernização de elevadores, os diversos benefícios gerados pelos novos comandos computadorizados têm como único responsável um de seus componentes: o INVERSOR DE FREQUÊNCIA. Portanto, se o atual comando de seu elevador funciona a contento ou necessita apenas de revisão, basta adaptar ao mesmo um inversor de frequência evitando reformas complexas e de valores elevados.

Trata-se de um investimento com relação custo x benefício muito vantajosa, pois basta estimar a economia gerada em energia elétrica, no aumento da vida útil do elevador, sem contar o conforto e a segurança. Para implementação desta tecnologia, podem ser desenvolvidos projetos específicos para sua adaptação em quadros de comando já existentes.

Os benefícios gerados por este tipo de tecnologia são inúmeros e entre eles podemos destacar:

Economia:

40 a 50% de redução no consumo de energia elétrica;


FIGURA (14) – Exemplo de inversor de frequência acoplado ao motor de um elevador.

FONTE: http://www.elevadorescosta.com


Aumento da vida útil dos componentes mecânicos em decorrência da considerável redução no atrito resultante durante as partidas e frenagens nas paradas (cabos de aço, polias, rolamentos, lonas de freio, redutor, buchas, corrediças, etc.);

Extrema valorização do equipamento e consequentemente do imóvel.

Segurança e conforto:

Nivelamento preciso entre cabine e piso eliminando o risco de quedas e acidentes; Os Inversores podem ainda ser adaptados para controle dos motores de operadores de

porta de cabine, gerando mais suavidade, segurança e aumentando a vida útil do conjunto.

Movimento de partida e parada imperceptíveis, estritamente suaves, sem qualquer tranco;

Maior proteção do motor e de todo o sistema. Redução da carga térmica no motor;

8.2. Os Elevadores e a Informática

Se o advento dos circuitos elétricos representou um salto qualitativo na história dos elevadores, o que dizer da associação com a informática.

Com o aporte de tecnologia oriundo da informática, a satisfação dos usuários aumentou sensivelmente. O atendimento aos andares passou a ser controlado de uma forma racional, evitando viagens inúteis.

Além dos passageiros, um dos maiores beneficiados foram os responsáveis pela manutenção. A vida útil dos componentes cresceu em razão direta à redução das possibilidades de defeito, economia de energia elétrica e facilidade de conservação.

O design dos elevadores também foi modificado para melhor. Com linhas mais modernas, valorizando a arquitetura do edifício, os elevadores passaram não apenas a transportar, mas transportar com requinte e sofisticação.

8.3. Acesso Remoto

Elevadores hoje podem ser acessados pelo computador da empresa via modem. A comodidade só não é maior do que a facilidade de diagnosticar defeitos, que agora pode ser feita na tela de um computador. Informadas do defeito, as equipes de manutenção saem preparadas para executar os ajustes necessários em tempo e a um custo muito menor.

Alguns prédios comerciais de grande fluxo já possuem elevadores providos de câmeras de vídeo que, através da monitoração do movimento, permitem a elaboração de estratégias de atendimento mais eficientes.



9. CONSUMO MÉDIO DE ENERGIA DOS ELEVADORES

9.1. Quanta energia consome o seu elevador?

Os elevadores tem capacidade de transportar de 6 a 12 pessoas. Dependendo da altura do edifício e da velocidade do elevador, a potência dos motores pode variar entre 6 e 20 cv. A tabela abaixo apresenta o consumo médio de um elevador para ir da garagem até o último andar e voltar ao ponto de partida. (ANAEEL, 2011).

Atualmente, qualquer gasto com energia é significante para o nosso bolso e para o meio ambiente. Ao contrário dos carros, que muitos sabem quantos quilômetros roda por litro ou seu consumo semanal, a grande maioria das pessoas, mesmo morando há anos em edifícios, não têm ideia de quanta energia consome um elevador. Calcular precisamente o consumo de energia específico de cada elevador é um tanto complexo devido à quantidade de variáveis, tais como carga de cada viagem; número de partidas; tipo do equipamento e, até mesmo, a forma de utilização dos usuários. Mesmo assim, para efeitos práticos, podemos utilizar estimativas médias que podem orientar nossas decisões.

O custo de energia elétrica do elevador corresponde em torno de 6% dos gastos de um condomínio.

Num edifício residencial típico com dois elevadores equivale ao consumo de cerca de 50 geladeiras (1800 a 2700 Kwh).

Elevadores podem ser modernizados e reduzir em até 40% os gastos de energia ou semelhante a desligar 20 geladeiras pelo resto da vida. Conforme esclarece Fábio Aranha, presidente do SECIESP, as duas formas mais significativas para reduzir o gasto com energia, passam pela modernização dos equipamentos.


FIGURA (15) – Consumo médio de um elevador. FONTE: http://www.aneel.gov.br


A primeira seria a utilização de sistemas inteligentes que, no caso de mais de um equipamento no local, permitem o movimento somente do elevador mais próximo ao andar do usuário, evitando viagens desnecessárias. O segundo, os novos sistemas de acionamento de motores, com inversores de frequência VVVF, fazem o elevador partir e parar suavemente, reduzindo o consumo de energia.

Quantos equipamentos ainda temos no Brasil, que já cumpriram sua vida útil e ainda continuam operando com grandes custos e de forma ineficiente? Quanta energia poderíamos economizar se boa parte destes milhares de elevadores obsoletos fossem modernizados? Todos precisam se conscientizar que os problemas de escassez e aumento de custos de energia elétrica em nosso país são cada vez maiores.

São raros os equipamentos que têm um consumo significativo de energia e podem ser modernizados para reduzir até 40% do seu consumo. O elevador é uma destas grandes oportunidades. Pense nos seus gastos e em nosso planeta!

10. ENUNCIAÇÃO DO PROBLEMA

“Uso racional da energia ao se movimentar verticalmente num edifício.”

11. SOLUÇÕES

Abaixo apresento algumas das possíveis soluções encontradas para o problema abordado. Algumas dessas soluções com certeza podem ser descartadas logo a primeira vista para certos casos, no entanto o objetivo aqui não é descobrir a melhor solução e sim descobrir quais seriam as possíveis soluções para o problema em questão.

11.1. Modernização dos elevadores

Esta é uma solução que traz resultados imediatos. Equipamentos mais modernos são bem mais eficientes e, portanto, reduzem o consumo de energia significativamente (em até 40%). Portanto é importante considerar a possibilidade de uma modernização dos equipamentos, especialmente se os mesmos já tiverem mais de 20 anos.

11.2. Instalação de novos sistemas de elevadores

Atualmente no mercado existem novos sistemas de movimentação vertical que, apesar de apresentarem custos mais elevados, reduzem o custo de energia, além de apresentar novas tecnologias que podem ser um diferencial nesse tipo de solução. Como exemplo desse tipo de solução, podemos citar o uso de elevadores sem casa de máquinas, que oferecem o mais eficiente



sistema de economia de energia disponível. Além desse tipo de elevadores, também podemos citar os elevadores pneumáticos que são alimentados com apenas uma tomada comum; o sistema de geração de energia através do movimento dos elevadores apresentado no item 3.3 deste artigo e o uso de elevadores hidráulicos, os quais têm o seu consumo comparado ao de uma geladeira comum, apresentam funcionamento mais silencioso e facilidades para uma eventual falta de energia, como resgate automático de passageiros presos.

11.3. Desligamento de alguns elevadores em determinados períodos.

Através de uma pequena pesquisa, podem ser determinados horários em que os elevadores são menos utilizados. Nesses períodos alguns dos elevadores do edifício podem ser desligados a fim de reduzir o consumo e depois novamente ligados quando o tráfego aumentar. Essa medida reduziria drasticamente o consumo, visto que um elevador só pelo fato de estar ligado já consome grande quantidade de energia.

11.4. Instalação de elevadores que se movem apenas entre determinados andares.

Uma manobra bastante interessante e que pode trazer resultados satisfatórios no consumo elétrico dos elevadores de um edifício é fazer com que um dos seus elevadores se mova entre pavimentos pares e o outro se mova entre os pavimentos ímpares, por exemplo. Dessa forma, seria evitado que os elevadores fossem utilizados para a movimentação apenas de um andar para o andar imediatamente superior ou inferior, forçando os moradores a utilizarem a escadas para tal fim.

11.5. Solução paralela e imprescindível – Conscientização dos usuários

Nesse contexto torna-se imprescindível que os usuários sejam informados e conscientizados dos problemas que o uso inadequado dos elevadores podem causar. Podem ser tomadas medidas muito simples que podem melhorar muito a utilização de energia:

Ao se chamar o elevador em um andar onde há mais de um botão (para subir e descer), apertar somente um, de forma a evitar o deslocamento desnecessário do segundo elevador.

Se é possível chamar apenas um dos elevadores, chamar apenas um elevador, pois apesar da economia de tempo de chamar mais de um, o deslocamento dos elevadores não utilizados é um gasto desnecessário de energia elétrica.

Dentro da cabine, dar o comando somente para o andar desejado. Se possível, utilizar as escadas para subir ou descer até dois andares.

12. CONCLUSÃO



Através deste estudo detalhado sobre elevadores, pudemos conhecer o funcionamento interno dos tipos mais comuns de elevadores no mercado brasileiro, além de conhecer os prós e contras de cada máquina dessas em questão. Como vimos, cada um deles apresenta as suas peculiaridades, sendo esses os fatores que devem ser levados em consideração na hora de optar por um ou outro tipo específico de elevador. É preciso saber qual fator será de suma importância no projeto: a economia de energia, a preservação do meio ambiente, a limitação carga física no elevador, entre outros.

Em outras palavras, não existe ainda um elevador que possa ser considerado “perfeito”, mas estamos no caminho certo, e à todo momento surgem novas ideias tecnológicas que aliam a sustentabilidade ao desenvolvimento.

13. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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soluções sustentáveis no uso racional da energia em elevadores (artigo)

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