Tubo neumático

Los tubos neumáticos (o tuberías de cápsulas, también conocidas como transporte de tubos neumáticos o PTT) son sistemas que impulsar recipientes cilíndricos a través de redes de tubos por aire comprimido o por vacío parcial. Se utilizan para el transporte de objetos sólidos, a diferencia de las tuberías convencionales que transportan fluidos. A finales del siglo XIX y principios del XX, las redes de tubos neumáticos ganaron aceptación en las oficinas que necesitaban transportar paquetes pequeños y urgentes, como correo, otros documentos o dinero, en distancias relativamente cortas, dentro de un edificio o, como mucho, dentro de un ciudad. Algunas instalaciones se volvieron bastante complejas, pero en su mayoría han sido reemplazadas. Sin embargo, se han desarrollado aún más en el siglo XXI en lugares como hospitales, para enviar muestras de sangre y similares a laboratorios clínicos para su análisis.

Se construyó una pequeña cantidad de sistemas de transporte neumático para cargas más grandes, para competir con los sistemas de trenes y subterráneos. Sin embargo, nunca ganaron popularidad.

Historia

Uso histórico

El transporte neumático fue inventado por William Murdoch alrededor de 1799. Las tuberías de cápsula se utilizaron por primera vez en la era victoriana para transmitir telegramas desde las estaciones de telégrafo a los edificios cercanos. El sistema se conoce como despacho neumático.

En 1854, Josiah Latimer Clark obtuvo una patente "para transportar cartas o paquetes entre lugares mediante la presión del aire y el vacío". En 1853, instaló un sistema neumático de 200 m (220 yardas) entre la Bolsa de Valores de Londres en Threadneedle Street, Londres, y las oficinas de Electric Telegraph Company en Lothbury. The Electric Telegraph Company usó el sistema para adquirir precios de acciones y otra información financiera para pasar a los suscriptores de su servicio a través de sus cables de telégrafo. La ventaja del sistema neumático era que, sin él, la empresa habría tenido que emplear corredores para llevar mensajes entre los dos edificios, o emplear operadores de telégrafo capacitados dentro de la Bolsa de Valores. A mediados de la década de 1860, la compañía instaló sistemas similares a las bolsas de valores locales en Liverpool, Birmingham y Manchester. Después de que los telégrafos fueran nacionalizados en Gran Bretaña, el sistema neumático continuó expandiéndose bajo Post Office Telegraphs. Esa expansión se debió a que Joseph William Willmot (anteriormente empleado en Electric & International Telegraph Company) mejoró la invención de Latimer-Clark en 1870 con la "válvula neumática de doble compuerta" y, en 1880, el "señalizador intermedio/interruptor de ruptura rápida para tubos neumáticos", que aceleró drásticamente el proceso e hizo posible que una cantidad de mensajes portadores estuvieran en el tubo al mismo tiempo. Para 1880, había más de 34 km (21 millas) de metro en Londres. Se colocó un tubo entre la oficina del mercado de pescado de Aberdeen y la oficina principal de correos, para facilitar la venta rápida de este producto muy perecedero.

Si bien se usan comúnmente para paquetes y documentos pequeños, incluidos los cajeros automáticos en bancos o supermercados, a principios del siglo XIX se propusieron para el transporte de carga pesada. Una vez se pensó que las redes de tubos masivos podrían usarse para transportar personas.

Uso contemporáneo

La tecnología todavía se usa en menor escala. Si bien su uso para comunicar información ha sido reemplazado por la electrónica, los tubos neumáticos se usan ampliamente para transportar objetos pequeños, donde la conveniencia y la velocidad en un entorno local son importantes.

En los Estados Unidos, los bancos de autoservicio a menudo usaban tubos neumáticos para transportar efectivo y documentos entre automóviles y cajeros; para la década de 2020, algunos de estos se han eliminado, obviados por el auge de las aplicaciones de banca móvil y la creciente sofisticación de los cajeros automáticos. Muchos hospitales tienen un sistema de tubo neumático controlado por computadora para entregar medicamentos, documentos y muestras hacia y desde laboratorios y personal de enfermería. estaciones Muchas fábricas los utilizan para entregar piezas rápidamente en grandes campus. Muchas tiendas más grandes usan sistemas para transportar de manera segura el exceso de efectivo desde las cajas registradoras hasta las oficinas administrativas, y para devolver el cambio a los cajeros. Se utilizan en los casinos para mover dinero, fichas y cartas de forma rápida y segura. Los love hotels japoneses los utilizan para permitir a los clientes liquidar facturas de forma anónima (sin contacto cara a cara). El Centro de control de la misión original de la NASA tenía tubos neumáticos que conectaban las consolas del controlador con las salas de apoyo del personal. La sala de control de operaciones de la misión 2 se utilizó por última vez en su configuración original en 1992 y luego se remodeló para otras misiones. Debido a que la habitación fue designada Monumento Histórico Nacional en 1985, en 2017 se decidió restaurarla a su condición de la década de 1960. Los tubos neumáticos fueron retirados y enviados al Cosmosphere en Kansas para su restauración.

Los sistemas de tubos neumáticos se han utilizado en química nuclear para transportar muestras durante el análisis de activación de neutrones. Las muestras deben trasladarse desde el núcleo del reactor nuclear, en el que se bombardean con neutrones, hasta el instrumento que mide la radiación resultante. Dado que algunos de los isótopos radiactivos de la muestra pueden tener vidas medias muy cortas, la velocidad es importante. Estos sistemas pueden ser automatizados, con un almacén de tubos de muestra que se trasladan al núcleo del reactor por turnos durante un tiempo predeterminado, antes de trasladarse a la estación de instrumentos y finalmente a un contenedor para su almacenamiento y eliminación.

Hasta que cerró a principios de 2011, un McDonald's en Edina, Minnesota, afirmaba ser el 'Único Drive-Thru neumático del mundo',' enviando comida desde su ubicación en el centro comercial a un autoservicio en medio de un estacionamiento.

El editor de tecnología Quentin Hardy notó un interés renovado a partir de 2015 en la transmisión de datos por tubo neumático junto con las discusiones sobre la seguridad de la red digital, y citó la investigación sobre la red neumática olvidada de Londres.

Las aplicaciones relacionadas incluyen cañones de peces que utilizan mecanismos muy similares a los sistemas de tubos neumáticos.

Aplicaciones

En servicio postal

El correo neumático o correo neumático es un sistema para entregar cartas a través de tubos de aire a presión. Fue inventado por el ingeniero escocés William Murdoch en el siglo XIX y luego fue desarrollado por London Pneumatic Despatch Company. Los sistemas de correos neumáticos se utilizaron en varias ciudades grandes a partir de la segunda mitad del siglo XIX (incluido un sistema de Londres de 1866 potente y lo suficientemente grande como para transportar humanos durante las pruebas, aunque no estaba diseñado para ese propósito), pero luego se abandonaron en gran medida.

Una importante red de tubos en París (el correo neumático de París) estuvo en uso hasta 1984, cuando fue abandonada en favor de computadoras y máquinas de fax. El correo neumático de Praga comenzó para el público en 1889 en Praga, ahora en la República Checa, y la red se extendía aproximadamente 60 kilómetros (37 millas).

Las estaciones postales neumáticas suelen conectar oficinas de correos, bolsas de valores, bancos y ministerios. Italia fue el único país que emitió sellos postales (entre 1913 y 1966) específicamente para correo neumático. Austria, Francia y Alemania emitieron enteros postales para uso neumático.

Las aplicaciones típicas se encuentran en bancos, hospitales y supermercados. Muchos grandes minoristas usaban tubos neumáticos para transportar cheques u otros documentos desde los cajeros hasta la oficina de contabilidad.

Uso histórico

• 1853: vincular la Bolsa de Londres con la estación principal de telégrafos de la ciudad (una distancia de 220 metros (200 m))
• 1861: en Londres con la London Pneumatic Despatch Company que presta servicios desde la estación de tren de Euston a la Oficina General de Correos y Holborn
• 1864: en Liverpool conectando el Electric and International Telegraph Company estaciones de telégrafo en Castle Street, Water Street y los edificios de intercambio
• 1864: en Manchester para conectar el Electric and International Telegraph Company oficinas centrales en York Street, con oficinas en Dulcie Buildings y Mosley Street
• 1865: en Birmingham, instalado por Electric and International Telegraph Company entre los edificios de Nueva Intercambio en Stephenson Place y su oficina de sucursal en Temple Buildings, New Street.
• 1865: en Berlín (hasta 1976), el Rohrpost, un sistema de 400 kilómetros de longitud total en su pico en 1940
• 1866: en París (hasta 1984, 467 kilómetros de longitud total desde 1934). John Steinbeck mencionó este sistema en The Short Reign of Pippin IV: Fabricación: "No prestas atención a la neumática".
• 1871: en Dublín
• 1875: en Viena (hasta 1956), incluida la red de cadáveres no realizada de Zentralfriedhof
• 1887: en Praga (hasta 2002 por inundaciones), el puesto neumático de Praga
• 1893: el primer sistema norteamericano fue establecido en Filadelfia por el Postmaster General John Wanamaker, que anteriormente había empleado la tecnología en su almacén. El sistema, que inicialmente conectaba las oficinas de correos del centro, se extendió posteriormente a las principales estaciones de ferrocarril, las bolsas de valores y muchas empresas privadas. Fue operado por el Departamento de Correos de los Estados Unidos que abrió sistemas similares en ciudades como Nueva York (conectando Brooklyn y Manhattan), Chicago, Boston y St. Louis. El último de estos cerró en 1953.
• Otras ciudades: Múnich, Río de Janeiro, Buenos Aires, Hamburgo, Roma, Nápoles, Milán, Marsella, Melbourne, Tokio, Osaka, Nagoya, Kobe
• 1950-1989: sede de la CIA (ahora conocida como Edificio de la Sede Antigua)

En transporte público

siglo XIX

En 1812, George Medhurst propuso por primera vez, pero nunca implementó, hacer volar los vagones de pasajeros a través de un túnel. Precursores de los sistemas de tubos neumáticos para el transporte de pasajeros, el ferrocarril atmosférico (para el cual el tubo se colocaba entre los rieles, con un pistón que corría por él suspendido del tren a través de una ranura sellable en la parte superior del tubo) funcionaba de la siguiente manera:

• 1844–54: El Dalkey Atmospheric Railway de Dublín y Kingstown entre Kingstown (Dún Laoghaire) y Dalkey, Irlanda (1,75 mi [2,82 km])
• 1846–47: Londres y Croydon Railway entre Croydon y New Cross, Londres, Inglaterra (7,5 mi [12,1 km])
• 1847–48: Isambard Kingdom Brunel's South Devon Railway entre Exeter y Newton Abbot, Inglaterra (20 mi [32 km])
• 1847-60: París-Saint-Germain ferrocarril entre Bois de Vésinet and Saint-Germain-en-Laye, France (2 km [1.2 mi])

En 1861, la London Pneumatic Despatch Company construyó un sistema lo suficientemente grande como para mover a una persona, aunque estaba destinado a paquetes. La inauguración de la nueva estación de Holborn el 10 de octubre de 1865 estuvo marcada por el hecho de que el duque de Buckingham, el presidente, y algunos directores de la empresa viajaran en metro a Euston (un viaje de cinco minutos).

El ferrocarril neumático Crystal Palace de 550 metros (1804 pies) se exhibió en el Crystal Palace en 1864. Se trataba de un prototipo de un ferrocarril de Waterloo y Whitehall propuesto que habría corrido bajo el río Támesis. uniendo Waterloo y Charing Cross. La excavación comenzó en 1865, pero se detuvo en 1868 debido a problemas financieros.

En 1867, en la Feria del Instituto Americano de Nueva York, Alfred Ely Beach demostró una tubería de 30 m (100 pies) de largo y 1,8 m (6 pies) de diámetro que podía transportar a 12 pasajeros más un conductor. Un año después de que entrara en servicio la primera línea férrea elevada de la ciudad de Nueva York; En 1869, Beach Pneumatic Transit Company de Nueva York construyó en secreto una línea de metro neumática de 312 pies (95 m) de largo y 8,9 pies (2,7 m) de diámetro debajo de Broadway, para demostrar las posibilidades del nuevo modo de transporte. La línea solo funcionó durante unos meses y cerró después de que Beach no consiguiera el permiso para extenderla: Boss Tweed, un influyente político corrupto, no quería que siguiera adelante porque tenía la intención de invertir personalmente en planes competitivos para un tren elevado. línea.

siglo XX

En la década de 1920, Canadian Pacific y Canadian National Railways cooperaron para instalar un elaborado sistema de tubería neumática de 4500 metros entre cuatro de sus oficinas y la Estación Postal A en Union Station en Toronto, Canadá. También había una conexión con la sala de correo del Royal York Hotel. Los diarios Star y Telegram se sumaron al sistema, tendiendo cañerías. En la década de 1960, Lockheed y el MIT, junto con el Departamento de Comercio de los Estados Unidos, llevaron a cabo estudios de viabilidad sobre un sistema de tren de vacío impulsado por la presión atmosférica ambiental y la "asistencia del péndulo gravitacional" para conectar ciudades en la Costa Este del país. Calcularon que la carrera entre Filadelfia y la ciudad de Nueva York tendría un promedio de 174 metros por segundo, es decir, 626 km/h (388 mph). Cuando esos planes fueron abandonados por ser demasiado caros, el ingeniero de Lockheed L.K. Edwards fundó Tube Transit, Inc. para desarrollar tecnología basada en el "transporte por gravedad y vacío". En 1967 propuso un Tránsito de Gravedad-Vacío del Área de la Bahía para California que correría junto con el sistema BART que entonces estaba en construcción. Nunca se construyó.

siglo XXI

Continúan las investigaciones sobre trenes que circulan en tubos parcialmente evacuados, como el Vactrain y el Hyperloop.

Elevadora neumática

(feminine)

Un ascensor neumático [1] consiste en un eje vertical cilíndrico (normalmente hecho de plástico transparente) y una cápsula de pasajeros (también transparente) dentro del eje que se mueve verticalmente por medio de la presión de aire diferencial arriba y abajo. La principal ventaja es que no requiere ni un pozo debajo ni un desván sobre el eje.

Para las operaciones ascendentes, una bomba de vacío en la parte superior del hueco del ascensor crea una baja presión extrayendo aire desde arriba de la cápsula, mientras que por debajo de la mayor presión atmosférica normal se permite que entre en el nivel inferior (planta baja) debajo de la cápsula. proporcionando ascensor.

Para descender, unas válvulas controladas electrónicamente en el interior del eje tubular regulan la entrada y salida de aire dentro del cilindro haciendo descender la cabina suavemente mediante un funcionamiento programado. En caso de falla de la bomba de vacío o de las válvulas controladas electrónicamente, el volumen de aire atrapado debajo de la cápsula actúa como un colchón que puede escapar lentamente por medio de una válvula mecánica, devolviendo suavemente la cápsula al nivel más bajo.

En transferencia de dinero

En las grandes tiendas minoristas, se usaban sistemas de tubos neumáticos para transportar los comprobantes de venta y el dinero del vendedor a una sala de tubos centralizada, donde los cajeros podían dar cambio, consultar registros de crédito, etc.

Muchos bancos con drive-through también usan tubos neumáticos.

En medicina

Muchos hospitales tienen sistemas de tubos neumáticos que envían muestras a los laboratorios. Las conservas de sangre se transportan, donde el peso y la duración del transporte son importantes, además de prevenir la hemólisis causada por las fuerzas centrífugas y de aceleración. Los sistemas de tubos neumáticos también se utilizan en hospitales para transportar radiografías, documentos de pacientes, documentos generales, medicamentos y resultados de pruebas.

Se ha demostrado que los sistemas de tubos neumáticos de 152 mm (6 pulgadas) manejan bolsas intravenosas de gran capacidad de un litro con significativamente menos atascos en comparación con los sistemas de 102 mm (4 pulgadas).

Grandes tiendas

Para administrar su negocio de pedidos por correo, la tienda por departamentos Sears construyó "almacenes masivos, como su instalación central en Chicago, en los que se enviaban mensajes a varios departamentos y trabajadores de ensamblaje a través de tubos neumáticos". Muchos otros grandes almacenes tenían sistemas de tubos neumáticos en el siglo XX, como Jacksons of Reading y Myer en Melbourne, Australia. El edificio de la Biblioteca Nacional de Australia (inaugurado en 1968) incorpora un sistema de tubo neumático para enviar solicitudes de libros desde las salas de lectura a las pilas de libros. El sistema ya no se usa, pero permanece parcialmente operativo y se demuestra en recorridos detrás de escena.

Eliminación de residuos

El uso de tubos neumáticos en unidades de eliminación de desechos incluye Masjid al-Haram, Mecca, GlashusEtt en el área de Hammarby Sjöstad de Estocolmo, Suecia, Old Montreal, Canadá, Disney World, Florida y Roosevelt Island y Hudson Yards, Nueva York (NOSOTROS).

En producción

Los sistemas de tubos neumáticos se utilizan en plantas de producción. Los usos incluyen el transporte de piezas de repuesto, instrumentos de medición, herramientas o piezas de trabajo junto con cintas transportadoras o en el proceso de producción. En los laboratorios industriales, las muestras se transportan a través de los sistemas de tubos neumáticos. Estos pueden transportarse en cualquier estado físico (sólido, líquido, gaseoso) ya cualquier temperatura. Por ejemplo, la empresa industrial ThyssenKrupp envía muestras de acero a 900 °C (1650 °F) a través de tubos neumáticos a una velocidad de 22 m (72 pies) por segundo desde el horno hasta el laboratorio.

Características técnicas

Los sistemas modernos (para diámetros de tubo más pequeños, es decir, "normales" que se usan en el transporte de cápsulas pequeñas) alcanzan velocidades de alrededor de 7,5 m (25 ft) por segundo, aunque algunos sistemas históricos ya alcanzaban velocidades de 10 m (33 ft) pies) por segundo. Al mismo tiempo, las presiones de aire variables permiten que las cápsulas se frenen lentamente, eliminando la llegada discordante que solía caracterizar a los sistemas anteriores y que los hacía inadecuados para contenidos frágiles.

Los sistemas muy potentes pueden transportar artículos con un peso de hasta 50 kg (110 lb) y un diámetro de hasta 500 mm (20 in). Se pueden conectar más de 100 líneas y 1000 estaciones.

Además, los sistemas modernos pueden controlarse por computadora para rastrear cualquier cápsula específica y administrar las entregas prioritarias, así como la eficiencia del sistema. Con esta tecnología, se pueden transportar elementos críticos en el tiempo, como muestras de tejido tomadas durante una cirugía en un hospital. Los chips RFID dentro de las cápsulas recopilan datos, p. gramo. sobre la ubicación del transportista, su velocidad de transporte o su destino. Los sistemas recopilan y guardan estos datos para ayudar a los usuarios a optimizar sus procesos internos y tiempos de respuesta. Las instalaciones se pueden vincular a los sistemas de software de la empresa, p. sistemas de información de laboratorio, para su total integración en la gestión logística y cadenas productivas de la empresa.