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¿Por qué los escalones de una escalera mecánica se mantienen planos aunque suban una pendiente?

Categoría: Tecnología

Aunque la escalera mecánica es una pendiente larga e inclinada, los escalones donde pones los pies se mantienen horizontales, incluso mientras subes. Al acercarte a la entrada o la salida, estos escalones se alinean a la misma altura que el suelo. No parece que los escalones se doblen en el medio. La clave está en las ruedas debajo de ellos y en los dos rieles que las guían. Aquí exploramos, revisando los datos disponibles, por qué los escalones se aplanan en las entradas y cuál es la función del "peine" que se engancha al final.

1. Por qué los escalones se mantienen horizontales en la parte inclinada

Los escalones de una escalera mecánica siempre están horizontales mientras están en la parte inclinada. Se mantiene esta orientación para que los pies de los pasajeros no se inclinen. En las entradas y salidas, hay una sección donde los escalones se alinean planos, a la misma altura que el suelo. Es decir, la "orientación" de los escalones cambia entre la parte inclinada y la parte plana. A continuación, veremos paso a paso qué mecanismo provoca este cambio.

2. Las cuatro ruedas (rodillos) que lleva cada escalón

Cada escalón (o peldaño) tiene dos ruedas llamadas rodillos en la parte delantera y dos en la parte trasera. Gracias a estas ruedas, los escalones pueden moverse suavemente [1]. Según un extracto de los documentos del Ministerio de Territorio, Infraestructura, Transporte y Turismo de Japón, las ruedas corren sobre rieles guía instalados en la estructura de soporte (truss) [3]. Es más fácil imaginar que los escalones no flotan en el aire, sino que avanzan apoyados en los rieles por debajo. En los bordes de los escalones también hay salientes (llamados cleats) que se enganchan con el "peine" de la entrada y salida; hablaremos de esto más adelante.

3. Cómo la distancia entre los dos rieles define la forma de los escalones

Hay dos rieles. Uno guía las ruedas delanteras y el otro las traseras [2]. Según la Wikipedia en inglés, en la parte recta de la pendiente, la distancia entre estos dos rieles es la mayor. En ese momento, la parte trasera del escalón queda perpendicular al siguiente, formando una escalera tradicional [2]. Imagina que dos personas llevan una tabla larga. Si la persona de adelante y la de atrás caminan a diferentes alturas, la inclinación de la tabla cambia. En el caso de la escalera mecánica, las ruedas reemplazan a las personas y los rieles reemplazan el camino. Sin embargo, la forma en que se transmiten las fuerzas es diferente a cuando alguien sostiene una tabla. Por qué una mayor distancia entre rieles hace que el escalón sea horizontal no se pudo confirmar con esta documentación. Muchos materiales explican esto con diagramas, así que puedes buscarlos si tienes curiosidad.

4. Por qué los rieles se juntan en la entrada y la salida

Según la Wikipedia en inglés, cuando se acercan a la entrada o salida, los dos rieles se juntan y las ruedas delanteras y traseras quedan casi en línea recta. Los escalones se alinean como una serie de tablas planas y pueden recorrer la curva de la entrada [2]. La longitud de la sección donde los escalones permanecen horizontales también se ha extendido por seguridad. Tradicionalmente, esta parte plana era de aproximadamente 1,5 escalones de largo, pero se ha aumentado a 3 escalones en los llamados "escalones con tres peldaños horizontales" como una medida de seguridad [1]. Sin embargo, no todos los modelos tienen esta característica. Por qué aumentar el número de escalones mejora la seguridad no se detalla en esta documentación. Que una parte plana más larga dé más espacio para subir y bajar es una inferencia, no algo que la fuente confirme.

5. El peine: la placa que se engancha con las ranuras del escalón

En el borde del suelo de la entrada y salida hay una placa llamada "peine" (comb). Esta placa se engancha con las ranuras de la superficie superior del escalón para recoger los pies u otros objetos [1]. Como los salientes del escalón y los del borde del peine encajan, el espacio entre el escalón y el peine se hace pequeño, lo que permite a los pasajeros bajar de manera segura [2]. Lo sorprendente es el material del peine. Generalmente se usa plástico para que, si entra un objeto extraño y se aplica mucha fuerza, la punta se rompa [1]. Es una idea de seguridad que prioriza la forma en que se rompe sobre la resistencia pura.

6. Las primeras escaleras mecánicas y el origen de su nombre

Se dice que la primera escalera mecánica práctica fue instalada por Jesse Reno en Coney Island, Nueva York, en 1896. Era una cinta con salientes metálicos y una inclinación de 25 grados [2]. Tenía una forma diferente a los "escalones planos" actuales. Después, Charles Seeberger desarrolló el diseño de escalones planos y se dice que construyó la primera escalera mecánica comercial con la compañía Otis en 1899. Los escalones se movían horizontalmente hasta el borde y luego desaparecían bajo una placa divisora triangular [2]. Se dice que esta máquina ganó el primer premio en la Exposición Universal de París de 1900. La Wikipedia en inglés afirma que el nombre "escalator" fue creado por Seeberger usando la raíz latina *scala* (escalera) de un diccionario. No es una combinación con la palabra "elevator" (ascensor). Como los orígenes y la nominación varían según la fuente, nos quedamos en el ámbito de "se dice que".

7. Cómo observar los escalones planos de una escalera mecánica por tu cuenta

En estaciones o centros comerciales, desde un lugar donde no estorbes, intenta contar cuántos escalones planos consecutivos hay en la entrada o salida. Puede haber lugares con 3 y otros sin ellos. Es importante no acercarse a los bordes de los escalones ni al "peine". En la salida, puedes observar desde una distancia cómo el "peine" y las ranuras del escalón se enganchan. Cuando te detengas, asegúrate de elegir una posición que no obstaculice el flujo de personas.

Nota de seguridad: Puedes buscar los boletines técnicos de los fabricantes o los documentos de seguridad de países y municipios para verificar la explicación de la distancia entre los dos rieles en fuentes primarias en japonés.

Fuentes

  1. Consejo de Medidas de Consumo de Tokio, "Documentos sobre escaleras mecánicas (distribuidos por la asociación)" https://www.shouhiseikatu.metro.tokyo.lg.jp/anzen/kyougikai/r7/documents/r7kyogikai-1_handout-01-2.pdf (Documento oficial de seguridad que detalla la estructura de los peldaños, el peine y los pasos horizontales.)
  2. Wikipedia en inglés, "Escalator" https://en.wikipedia.org/wiki/Escalator (Artículo enciclopédico que explica el funcionamiento de los rieles, los salientes del peine y la historia de su invención.)
  3. Ministerio de Territorio, Infraestructura, Transporte y Turismo, "Documentos sobre la estructura de las escaleras mecánicas" https://www1.mlit.go.jp:8088/common/001108663.pdf (Material gubernamental que describe cómo las ruedas corren sobre los rieles guía.)