Este tema es la historia de un problema imprevisto y de su solución.
El problema se plateó hace un par de años en un edificio de oficinas de nueva construcción, en el cual, el arquitecto, sin tener demasiado en cuenta que el viento norte solía azotar periodicamente y con furia su fachada principal, colocó en la misma una puerta corredera de grandes dimensiones.
La puerta tuvo una historia muy corta, ya que inaugurada un mes de julio, tres meses más tarde tuvo que desmontarse, rota por las embestidas de rachas de fuerza 8 que en otoño incidieron directamente sobre ella.
En el intervalo se colocó un puerta provisional clásica, pero de igual forma, cuando el viento apretaba más de lo normal, aparte de reventar cualquier freno oleoneumático que se colocara para evitar los portazos, las diferencias de presión entre el interior y el exterior del edificio provocaban que resultara casi imposible de abrir para una persona de corpulencia media.
Por ello, al tercer año, se optó por instalar una puerta giratoria automática, ya que, en teoría, al estar sus dos medias compensadas el asunto quedaría solucionado.
Esta fue la teoría, naturalmente, aunque muy pronto se vio que la elección implicaba ciertas pegas.
En primer lugar, por normativa de seguridad, los edificios equipados con puertas giratorias, deben tener forzosamente a su lado una puerta de emergencia, ya que, en caso de un motivo de pánico en el interior, la avalancha de gente precipitándose hacia la puerta la bloquearía al instante, creándose un tapón que como demuestran algunos trágicos hechos aparecidos en los noticiarios, causan la mayoría de víctimas.
Sin embargo, en nuestro caso no fue necesario realizar una nueva instalación, porque la puerta giratoria elegida estaba equipada con un dispositivo anti-pánico muy original, que permitía a sus tres hojas plegarse unas sobre otras cuando la presión humana alcanzara cierto valor.
Sistema automático de plegado de las hojas al realizar sobre ellas cierta presión
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El nuevo problema, como más de uno ya habrá intuido, es que tal sistema no era capaz de distinguir entre diez personas presionando asustadas para salir y el viento de fuerza 6 presionando para entrar.
La posibilidad de que se manifestara este defecto, y que ya sugerí en el momento en que los profesionales la estaban instalando, ocurrió a tres escasos días, los que tardó en soplar algo de viento. Ese día me llamaron alarmados porque cada racha plegaba la puerta sobre sí misma con una violencia considerable.
Siguiendo las instrucciones del instalador, tensamos al máximo los muelles de ajuste, aumentando de esta manera el umbral de disparo, hasta el punto que ya costaba Dios y ayuda que varias personas empujando pudieran plegarla... pero incluso así, el siguiente vendaval la volvió a rendir con crecida violencia.
Para saber cual era la magnitud del problema al que nos enfrentábamos realicé un cálculo aproximado de la fuerza que el viento puede ejercer sobre una superficie. Aplicando la siguiente expresión:
F = 0.13 x S x V2 x sen a
Siendo:
- F la fuerza ejercida, en kilogramos
- S la superficie afectada en metros cuadrados
- V la velocidad del viento en metros por segundo (ojo, V2 significa V al cuadrado)
- a el ángulo con que incide el viento con la superficie
Traduciendo las velocidades del viento a la escala de Beaufort, para cada una de las hojas de nuestra puerta obtenemos el siguiente gráfico:
Aquí podemos ver que sólo con rachas de fuerza seis, que son habituales si está soplando viento de fuerza 5, se alcanzan aproximandamente los 60 kilogramos de fuerza. Valor que llega hasta la friolera de casi 200 kg por hoja. si las rachas son de fuerza 9.
Consultado el profesional instalador y el fabricante de la puerta (los cuales habían asegurado que su puerta de alta tecnología era capaz de aguantar los vendavales más fuertes) ya no se mostraron tan categóricos como antes, y después de mucho insistir nos ofrecieron una solución propia del TBO, cuyo nivel tecnológico sólo podía calificarse de "deplorable", a saber: colocar seis escuadras de inox, tres arriba y tres abajo, para que las puertas quedaran totalmente rígidas y no volvieran a plegarse más.
Solución ofrecida: colocar platinas para que la puerta quedara rígida
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En fin. Este sistema era seguro que solucionaba el problema del viento, pero a la vez invalidaba la cualidad necesaria por la que la este modelo había sido elegido. En caso de emergencia, la puerta giratoria podría convertirse en una ratonera, ya que las platinas de inox sólo podrían desmontarse con herramientas y después de media hora de trabajo.
Llegado a este punto, y en vista de la falta de opciones, comencé a pensar en una solución propia. No era fácil, ya que cualquier sistema que se acoplara debía hacerse sin desmontar la puerta (ya que el edificio no podía quedarse quince días abierto de par en par). El sistema, además, debía poder instalarse en el reducido márgen de 5 cm. que separaba las hojas giratorias de techo fijo.
Y por último, debía ser fácil de accionar y totamente independiente y autónomo del resto del mecanismo, ya que no había manera física de pasar corriente eléctrica por el eje giratorio, desde la fuente de alimentación del motor, hasta la parte movil periférica.
Después de mucho cavilar, diseñé un sistema basado en un triángulo deformable de cable de acero, en el cual, como indica el diagrama que figura a continuación, bastase con destensar uno solo de sus vértices, para que el triángulo perdiera su rigidez y permitiera a las hojas de la puerta plegarse sin problemas.
Diagrama de mi sistema de plegado por triángulo deformable
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Como consideraciones adicionales para el sistema, puedo apuntar:
1) Tenía que ser rígido frente a los esfuerzos mecánicos. Calculé que por causa del viento podía llegar a aguantar tensiones momentáneas de 250 kg.
2) El material de construcción tenía que ser de uso común y sin mantenimiento.
3) El mecanismo se tenía que poder liberar fácilmente y con una presión mecánica moderada, de 1 o 2 kg. (la que puede hacer una persona pulsando con el dedo)
4) En ningún caso debía soltarse con las vibraciones que pueden provocar las rachas fuertes de viento.
5) Debía ser posible montarlo y desmontarlo con herramientas normales.
Elegí el acero inoxidable 316, en forma de plancha de 2 milímetros y refuerzos puntuales de 2 y 3 mm. en los puntos más delicados. El sistema de retención y los ejes de giro son de 10 mm. de diámetro. El cable de inox que forma el triángulo deformable es de 4 mm. de grosor, (con una resistencia a la tracción de 1.375 kg.) recubierto de plástico blanco para mejorar la estética. Y los tensores son del tipo náutico, de 6 mm. con una carga de rotura de 1.800 kg.
En cuanto a la construcción, la llevé a cabo personalmente en un par de días, utilizando las herramientas habituales de taller. Y para la soldadura se utilizó el sistema TIG (Tugsten Inert gas).
Los elementos mecánicos ya construidos
El sistema de bloqueo de los vértices del triángulo, como muestran las cuatro fotografías siguientes, está formado por una cruz de inox , con un agujero central que encaja en un pivote vertical soldado sobre un soporte en forma de U invertida, que irá a su vez fijo al marco superior de cada hoja de la puerta. A la vez, una horquilla solidaria a un eje, sujeta el extremo de la cruz, de manera que a menos que dicho eje gire y mueva la horquilla hacia arriba, es imposible que la cruz salga del pivote y provoque que se destense el vértice del triángulo.
El conjunto eje-horquilla se mantiene en su posición de bloqueo mediante la acción de dos muelles coaxiales, y puede activarse mediante dos palancas, que sobresaldrán una por cada extremo del marco superior de las hojas de la puerta. En caso de emergencia, estas palancas pueden ser pulsadas indistintamente por uno y otro lado por los usuarios.
Por el siguiente orden: Soporte y pivote. Cruz que forma el vértice del triángulo. Eje-horquilla con sus muelles. Y el sistema montado (pero sin las palancas laterales)
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El sistema de guía está formado por un cable de inox de 43 cm. de longitud que parte de la base en forma de U y recorre una parte del marco superior de la hoja, hasta un soporte terminal. A la vez, y como se observa en la foto superior, dicho cable pasa por dentro de dos anillos-guía, soldados bajo la cruz de inox. Su misión es la de impedir que una vez desbloqueado el mecanismo, el triángulo de cable caiga sobre la gente que pueda estar empujando las hojas, lo que podría causar que alguien se enredara.
Un detalle que se puede observar en la primera de las fotos superiores, es que las palancas aún no tenían su parte baja doblada (es decir el punto donde la gente debe presionar para activarlas, no estaba doblada en ángulo recto), ya que prefería que antes el sistema estuviera montado en la puerta para poder medir las holguras y realizar correctamente esta operación.
Soporte final del cable-guía
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Por otra parte, era evidente que los lados del triángulo principal de cable necesitarían un sistema de tensado una vez sujetos entre los tres pivotes de sus vértices. Hubiera podido poner un tensor en cada extremo, pero al estar todo el conjunto suspendido en la parte alta de la puerta y a la vista de la gente, habría resultado demasiado voluminoso y antiestético, por esto imaginé una solución discreta en que el propio cable formara parte del tensor, como muestra el diagrama siguiente:
Construcción del cable-tensor que forma los tres lados del triángulo
Piezas individuales, entrada del pasador y terminales acabados
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Medidas del triángulo deformable respecto a la puerta:
Una vez acabado el mecanismo y para comprobar su funcionamiento, construí una pequeña maqueta improvisada simulando del marco superior de la puerta:
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Activamos una de las palancas y se suelta la cruz, que ya puede deslizarse hacia el centro
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Vista general y detalle del mecanismo una vez instalado definitivamente en la puerta
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