¿Cómo calcular los elevadores para mi proyecto?
Cuando trabajas en el sector de la construcción, adquieres el superpoder del dimensionamiento: con saber la altura que tendrá un proyecto inmediatamente puedes imaginar las dimensiones y el armado de las columnas, con un vistazo puedes intuir el peralte necesario de una viga y con unos trazos rápidos puedes incluso determinar las dimensiones aproximadas que tendrá la cimentación.
Sin embargo, hay cosas que son algo más complicadas de dimensionar debido a que no dependen de datos duros como el peso volumétrico o la resistencia f’c de la mezcla que usarás, sino que necesitan de cálculos y estimaciones de corte casi estadístico.
El mejor ejemplo de esto son los elevadores: muchos hemos incluido uno en un proyecto pero casi nadie se ha detenido a calcular o a pensar siquiera si ese bloque que bajaron de internet es apropiado para el proyecto.
Conscientes de esto, en Vertika queremos compartir contigo un método relativamente sencillo con el que <strong>podrás determinar qué clase de elevadores son los más adecuados para tu proyecto.</strong>
¿Por qué es importante calcular los elevadores?
En la mayoría de los proyectos, los elevadores se ubican en el interior, y a menudo cerca del núcleo de escaleras, de modo que están sujetos a la modulación estructural del edificio.
Es importante tener en cuenta esto porque el cubo de elevadores es una estructura por sí mismo, y sus dimensiones dependen del tipo de elevador que alojarán.
Por ello, no existe tal cosa como un cubo-tipo o una plantilla que sirva para todos los casos, y si decides dejar el cálculo para después, corres el riesgo de sobredimensionar tu cubo o de que éste resulte insuficiente, y ya te imaginarás los problemas que esto provoca.
Método para calcular elevadores
Con este método, podrás determinar de manera confiable cuántos elevadores son necesarios para tu edificio y de qué velocidad y capacidad deben ser.
Para este procedimiento sólo necesitarás lápiz, papel y un par de datos acerca de tu proyecto. Se estructura de la siguiente manera:
- Descripción del proyecto
- Normatividad
- Cálculo de tráfico de elevadores
- Resultados
1. Descripción de proyecto
Lo primero es saber qué cantidad de personas debes poder transportar, y esto depende del tipo de edificio, de su área y la cantidad de niveles. Así que organizaremos la información de la siguiente manera. Los datos que ponemos son para desarrollar un ejemplo a la par que vamos explicando el procedimiento:
| Descripción del proyecto | |
| Niveles: | PB + 5 niveles |
| Uso: | Hotel |
| Cantidad de habitaciones | 50 |
| Área rentable | 660 m2 |
| Población total: (Ver tabla A) | 65 personas |
| Altura de entrepisos | 3.00 m |
| Recorrido total (Suma de todos los entrepisos menos el último): | 15 m |
| Tipo de edificio: | Servicios turísticos |
Como puedes ver, nuestro ejemplo será un hotel de cinco niveles además de planta baja, y aquí tenemos un esquema de los niveles y las alturas.
Para empezar, sólo necesitas los datos que están en letra normal. Los que están en itálicas los obtendremos de tablas y sencillas operaciones.
2. Normatividad
Como bien sabes, todos los aspectos de la construcción están reglamentados, y los elevadores no son la excepción. Todo lo relacionado con elevadores en el territorio Mexicano debe cumplir en su totalidad con la NOM-053-SCFI. Este es un documento sumamente técnico, y aunque en esta etapa no la mencionaremos, es importante que sepas que existe y que la leas cuando tengas oportunidad.
Las normas que sí vamos a mencionar y a las que nos vamos a apegar pertenecen al Reglamento de Construcciones de CDMX y a las Normas Técnicas Complementarias para el Proyecto Arquitectónico, y en resumen debes de cumplir con estos incisos de la NTC:
Las edificaciones deberán contar con un elevador o sistema de elevadores para pasajeros que tengan una altura o profundidad vertical mayor a 13.00 m desde el nivel de acceso de la edificación, o más de cuatro niveles, además de la planta baja.
Quedan exentas las edificaciones plurifamiliares con un altura o profundidad vertical no mayor de 15.00 m desde el nivel de acceso o hasta cinco niveles, además de la planta baja, siempre y cuando la superficie de cada vivienda sea, como máximo 65 m2 sin contar indivisos. Adicionalmente, deberán cumplir con las siguientes condiciones de diseño:
- Los edificios de uso público que requieran de la instalación de elevadores para pasajeros tendrán al menos un elevador con capacidad para transportar simultáneamente a una persona en silla de ruedas y a otra de pie;
- En edificios de uso público que por su altura no es obligatoria la instalación de elevadores para pasajeros, se debe prever la posibilidad de instalar un elevador para comunicar a los niveles de uso público;
- Para unidades hospitalarias, clínicas y edificaciones de asistencia social de más de un nivel con servicio de encamados en los niveles superiores se requerirán elevadores cuya cabina permita transportar una camilla y el personal que la acompaña con una dimensión de frente de 1.50 m y fondo de 2.30 m;
- La capacidad de transporte del elevador o sistema de elevadores será cuando menos la que permita desalojar 10% de la población total del edificio en 5 minutos; se debe indicar claramente en el interior de la cabina la capacidad máxima de carga útil, expresada en kilogramos y en número de personas, calculadas en 70 kilos cada una;
- Los cables y elementos mecánicos deben tener una resistencia igual o mayor al doble de la carga útil de operación;
- Los elevadores contarán con elementos de seguridad para proporcionar protección al transporte de pasajeros;
- Para el cálculo de elevadores se considerará la mayor afluencia de personas en planta baja, y se tendrá un vestíbulo al frente cuyas dimensiones dependerán de la capacidad del elevador y del número de cabinas, considerando 0.32 m2 por persona;
- No deben colocarse escalones anteriores a las puertas de acceso; y
- El intervalo máximo de espera será de 80 segundos sin menoscabo de lo que se indica en la Tabla 4.4
| Tabla 4.4 | |
| Tipo de edificación | Tiempo de espera máximo (segundos) |
| Cualquier edificación | 60 |
| Servicios administrativos y financieros | |
| Oficinas privadas | 35 |
| Oficinas públicas | 45 |
| Servicios de Salud y Asistencia | |
| Elevadores para público | 45 |
| Elevadores para pacientes | 30 |
| Servicios turísticos | |
| Hoteles | 50 |
| Comunicaciones y transportes | |
| Edificios para estacionamiento | 60 |
– De esta tabla obtendremos el dato de “Tipo de edificio”
3. Cálculo de tráfico
El dato más importante que necesitas es la población total del edificio. La manera más sencilla de determinarla es usando los valores de esta tabla:
Tabla A
| Tipo de edificio | Metros cuadrados por persona |
| Bancos | 5 |
| Hoteles y Hospitales | 1.3 personas por dormitorio |
| Oficinas pequeñas y medianas | 8 |
| Talleres de trabajos menores | 8 |
| Oficinas generales | 10 |
| Talleres de trabajos pesados | 15 |
| Vivienda | 2 personas por dormitorio |
También vamos a necesitar saber la velocidad del ascensor. Esta está estrechamente relacionada con su recorrido:
Tabla B
| Recorrido | Velocidad |
| 40 m | 1.0 m/s |
| 60 m | 1.5 m/s |
| 75 m | 1.75 m/s |
| 100-120 m | 2-2.5 m/s |
| 150 m | 3-4 m/s |
Por último, necesitamos saber la capacidad de tráfico:
Tabla C
| Tipo de edificio | Porcentaje de población 5’ |
| Viviendas | 8 a 10% |
| Hoteles | 10% |
| Oficinas | 10 a 15% |
| Edificios públicos | 20% |
| Escuelas | 30% |
| Hospitales | 8 a 12% |
– Esta tabla muestra el porcentaje de población que los elevadores deben poder desalojar en un lapso de 5 minutos.
Proceso de cálculo
Una vez que tenemos bien claros los datos anteriores, procedemos con los cálculos. Si no te quedaba claro de dónde habían salido algunos valores de la primera tabla, aquí lo explicaremos paso a paso:
I) Población total del edificio:
Población Total (PT) = Superficie rentable/Valor correspondiente en la tabla A
-Para nuestro ejemplo de un hotel de 50 cuartos, la población total sería de 50 x 1.3. Es decir, de 63 personas.
Pero si tu caso fuera, digamos un banco de 1,200 m2, la operación que debemos realizar es PT= 1,200 / 5 = 240 personas.II) Tráfico
El tráfico es la cantidad de población que debes transportar en un periodo de cinco minutos.
Número de personas (NP)= Población total (PT) x Porcentaje de desalojo en cinco min. (a%)
-Para nuestro hotel, los elevadores deben poder desalojar a un 10% de los ocupantes (65 personas) en un máximo de 5 minutos, es decir, a 6.5 personas.
III) Tiempo de recorrido
En este paso la cosa comienza a complicarse un poco, pero no te preocupes, en realidad es más sencillo de lo que parece:
Tiempo Total (TT) = t1 + t2 + t3 + t4
El Tiempo Total es la cantidad en segundos que necesita un elevador para hacer un recorrido total, y los valores de t1 a t4 se obtienen así:
t1 = 2 veces el recorrido total “h” dividido entre la velocidad del elevador.
-Como el recorrido es menor a 40 metros, para nuestro hotel basta una velocidad de 1.0 m/s, y el recorrido total h lo obtenemos sumando la altura de todos los entrepisos menos el último. En este caso es de 15 m. Así que: t1= (2 x 15m) / 1 m/s
t1= 30 m / 1 m/s
t1= 30 s
t2 = 2 segundos x número de paradas.
–Aquí estamos considerando el tiempo que el elevador tarda en desacelerar y frenar por completo, así como el tiempo que tarda en acelerar hasta llegar a su velocidad normal de recorrido. Nuestro elevador de ejemplo hace parada en todos los niveles desde planta baja hasta quinto piso, así que
t2= 2 s x 6
t2= 6 s
t3= 5 segundos x número de paradas
-Con t3, consideramos el tiempo que las puertas duran abiertas, que por lo general es de 5 segundos. Con eso, tenemos:
t3= 5 s x 6
t3= 30 s
t4= 5 segundos x número de paradas
-Por último, con t4 vamos a tener en cuenta el tiempo que las puertas tardan en abrirse y cerrarse. Así pues:
t4= 5 s x 6
t4= 30 s
Una vez que tenemos todos estos datos, volvemos a nuestra fórmula original, y sustituyendo, nos queda:
Tiempo total (TT) = 30s + 6s + 30s + 30s
TT= 96 segundos
IV) Número de viajes en cinco minutos
A la NTC le importa mucho la cantidad de población que los elevadores sean capaces de desalojar como máximo en cinco minutos, tal como vimos en la tabla C, y para empezar a determinarlo, necesitamos saber cuántos viajes puede hacer un elevador en nuestro proyecto en ese tiempo. Es importante que las unidades sean congruentes, así que usaremos la equivalencia 5 minutos = 300 segundos.
Número de viajes (NV) = 300 segundos/ Tiempo Total
–En nuestro hotel, esto sería: NV = 300 s / 96 s
NV = 3.125 viajes en cinco minutos
V) Capacidad del sistema de ascensores
¡Felicidades! Hemos llegado al último paso. Aquí vamos a usar todas las cifras que determinamos en los pasos anteriores.
Capacidad (P) = NP / (NV x N)
Es decir, que la capacidad de cada elevador (P) se obtiene de dividir el Número de Personas entre el producto del Número de Viajes por el Número de elevadores propuestos (N).
N no es un valor que se saca mediante tablas, sino uno que tú determinas. Entre mayor sea, menor tendrá que ser la capacidad de cada elevador, y viceversa.
-Para nuestro hotel, parece ser suficiente con un solo elevador. Así que vamos a comprobarlo:
P = NP / (NV x N )
Sustituyendo:
P = 6.5 / (3.125 x 1)
P = 6.5 / 3.125
P = 2.08 ≈ 2 personas por ascensor
VI) Resultados
En esta sección pondremos en orden los datos que necesitamos para saber exactamente qué necesita nuestro proyecto:
De acuerdo con el estudio, se requieren _____ elevadores con capacidad de ____ personas c/u a una velocidad de ____ m/s.
Y si lo llenamos con nuestro ejemplo, nos queda esto:
De acuerdo con el estudio, se requiere 1 elevador con capacidad de 2 personas a una velocidad de 1.0 m/s.
Pasos posteriores
Lo que sigue es consultar el catálogo de tu proveedor de elevadores preferido teniendo estos requerimientos a la mano. Una vez que encuentres el modelo de elevador que se adecúa a tu proyecto, podrás consultar en la ficha técnica los requerimientos de dicho modelo, tales como las dimensiones del cubo, del foso, el sobrepaso y otros tantos que te servirán para planear todas las preparaciones necesarias.
Sabemos que este procedimiento es largo y al principio puede parecer engorroso, pero la verdad es que vale la pena entenderlo. Una vez que hayas tomado práctica, podrás hacerlo en cuestión de un par de minutos.
Para que puedas llevar esta y mucha información más contigo, te invitamos a descargar nuestro e-book “¿Sube? Guía práctica sobre elevadores para Arquitectos, Ingenieros y Constructores.” que contiene toda la información y datos que necesitas en un práctico archivo PDF. Naturalmente, incluye las fórmulas que usamos para este procedimiento.
