Elevador sem cabo: como funciona o MULTI e por que ele ainda não está nos prédios
O elevador sem cabo existe e funciona, mas até hoje só em torre de testes. O mais conhecido é o MULTI, da alemã TK Elevator, antiga divisão de elevadores da thyssenkrupp: em vez de cabos, cada cabine tem um motor linear, como o de um trem de levitação magnética, e várias cabines circulam no mesmo poço, subindo por um lado e descendo pelo outro. O protótipo foi inaugurado em junho de 2017 numa torre de 246 metros em Rottweil, na Alemanha, e o primeiro prédio comercial que o receberia acabou entregue com elevadores convencionais.
Este artigo explica por que alguém tentaria tirar o cabo do elevador, como o MULTI funciona, o que ele promete em números e por que ainda não chegou aos prédios. As fontes são os comunicados da thyssenkrupp e da TK Elevator, uma apresentação técnica da empresa hospedada pelo departamento de serviços elétricos e mecânicos de Hong Kong, comunicados da KONE e da Hitachi e a revista Elevator World.
Por que o cabo limita o elevador
Desde que Elisha Otis apresentou o freio de segurança, em 1854, o elevador de prédio alto funciona do mesmo jeito: uma cabine pendurada em cabos de aço, um contrapeso do outro lado e um motor no alto que gira a polia. A história do elevador é a história desse arranjo ficando mais rápido e mais seguro.
O arranjo tem dois limites. O primeiro é o peso do próprio cabo. Quanto mais alto o percurso, mais cabo, e o cabo de cima precisa sustentar o de baixo. Antony Wood, do Council on Tall Buildings and Urban Habitat, explicou num comunicado da KONE de 2013 que, acima de cerca de 500 metros, o peso do cabo de aço se torna insustentável. Por isso quem vai ao topo de um arranha-céu muito alto troca de elevador no meio do caminho.
A KONE contornou esse limite com um cabo de fibra de carbono, o UltraRope. Num elevador de 400 metros, segundo a própria KONE, os cabos de aço pesariam cerca de 18.650 kg, e os de fibra de carbono, 1.170 kg. A redução é de (18.650 − 1.170) ÷ 18.650 ≈ 94%, coerente com os “cerca de 90%” que a empresa anuncia. Com isso o percurso possível dobra para cerca de 1 km, a altura da Jeddah Tower, para a qual o UltraRope foi escolhido.
O segundo limite é de espaço, e o cabo de carbono não resolve. Cada poço tem uma única cabine, que passa a maior parte do tempo indo e voltando vazia. Para levar mais gente, é preciso mais poços. Segundo a thyssenkrupp, elevadores e escadas rolantes podem ocupar até 40% da área de piso de um arranha-céu, dependendo da altura. É esse espaço que o elevador sem cabo tenta devolver.
Como funciona o elevador sem cabo MULTI
O MULTI foi anunciado pela thyssenkrupp em novembro de 2014. Segundo o comunicado da torre de testes, de 2016, o acionamento deriva da tecnologia do trem de levitação magnética alemão Transrapid, adaptada para a vertical. A apresentação técnica descreve três peças principais.
- Motor linear de ímãs permanentes. Bobinas fixas ao longo do poço criam um campo magnético que se desloca, e os ímãs presos na cabine são arrastados por ele. É um motor elétrico desenrolado: em vez de girar, empurra em linha reta. O princípio é o mesmo dos motores elétricos comuns, e o da frenagem sem contato aparece nos freios magnéticos de trens.
- Trocador de poço. No alto e no pé do poço, um mecanismo gira 90 graus o trecho de trilho com a cabine, que passa a andar na horizontal até o poço vizinho. As cabines circulam em laço, como um paternoster moderno, subindo por um poço e descendo pelo outro.
- Freios redundantes. Sem cabo para segurar a cabine, a segurança depende de freios na própria cabine: de estacionamento, de emergência e um de reserva. Também não há o cabo de manobra que, num elevador comum, leva energia e sinais à cabine; a thyssenkrupp descreve a transmissão como sem fio e redundante.
Os números de projeto, segundo a apresentação técnica: velocidade de até 5 m/s, extensível a 7 m/s, e 16 a 20 cabines num laço de 600 metros de trilho, o equivalente a um prédio de cerca de 300 metros. Uma cabine sairia a cada 15 a 25 segundos. Na hora, isso dá de 3.600 ÷ 25 = 144 a 3.600 ÷ 15 = 240 partidas por laço. Para comparar, uma cabine única com cabo, mesmo a 10 m/s, gasta pelo menos 60 segundos só para subir e descer 300 metros sem parar: 600 ÷ 10 = 60. Com embarques e paradas, fica em poucas dezenas de viagens por hora.
O que o elevador sem cabo promete, em números
No comunicado da inauguração, em junho de 2017, a thyssenkrupp listou as metas:
| Meta declarada | Valor | De onde vem o ganho |
|---|---|---|
| Capacidade de transporte por poço | até 50% maior | várias cabines no mesmo poço |
| Área útil do prédio | até 25% maior | menos poços para a mesma capacidade |
| Pico de demanda de potência | até 60% menor | cabines leves e partidas espalhadas no tempo |
| Altura do prédio | sem limite imposto pelo cabo | motor distribuído ao longo do poço |
São metas do fabricante, não medições em prédio ocupado. A ressalva importa porque a velocidade é o ponto fraco. Os elevadores mais rápidos com cabo vão muito além dos 5 m/s do MULTI: o da torre CTF de Guangzhou, da Hitachi, sobe a 21 m/s e faz 440 metros em cerca de 42 segundos, segundo a Hitachi, uma média de 440 ÷ 42 ≈ 10,5 m/s com aceleração e frenagem. O MULTI não ganha na velocidade de uma cabine; a aposta é ganhar no número de cabines.
Por que o MULTI ainda não está nos prédios
O primeiro cliente anunciado, no comunicado de 2017, foi a incorporadora OVG, hoje EDGE, para a East Side Tower, em Berlim, hoje EDGE East Side Berlin. Segundo a Elevator World, o contrato de elevadores do prédio acabou com a concorrente KONE, que instalou 14 elevadores, entre eles 8 de dois andares, a até 6 m/s. Não há instalação comercial do MULTI divulgada até 2026; ele segue na torre de testes de Rottweil.
Três obstáculos ajudam a entender o atraso. O primeiro é a certificação: as normas europeias de elevadores foram escritas para cabine com cabo, e um sistema sem cabo precisa ser avaliado caso a caso. O segundo é o custo de um motor que ocupa o poço inteiro, em vez de um motor só no alto. O terceiro é o risco para o incorporador: ninguém quer ser o primeiro a ter um prédio de 300 metros dependendo de uma tecnologia sem histórico de operação.
Outros elevadores que já funcionam sem cabo
“Sem cabo” não é sinônimo de futuro. Três tipos de elevador sem cabo de tração já são comuns, cada um num nicho:
- Hidráulico. Um pistão empurra a cabine por baixo. É comum em prédios baixos, de poucos andares, porque o pistão precisa ter o comprimento do percurso.
- Cremalheira e pinhão. Uma engrenagem na cabine sobe por uma barra dentada. É o elevador das obras de arranha-céus e de torres industriais.
- A vácuo. A cabine sobe por um tubo pela diferença de pressão do ar. É usado em residências, para poucos andares.
O que o MULTI tenta é diferente: levar a ausência de cabo para o prédio muito alto e, com ela, várias cabines por poço. Os trens fizeram caminho parecido, das rodas para a levitação, como mostra o trem magnético que sucederá o Shinkansen.
Perguntas frequentes
Existe elevador sem cabo?
Existe. Hidráulicos, de cremalheira e a vácuo já funcionam sem cabo de tração. Para prédios altos, o MULTI, da TK Elevator, funciona desde 2017, mas só numa torre de testes.
Como funciona o elevador sem cabo?
No MULTI, cada cabine tem ímãs e é empurrada por um motor linear instalado ao longo do poço. Um trocador gira o trilho para a cabine mudar de poço, e várias cabines circulam em laço.
Por que os elevadores de prédios muito altos não vão até o topo?
Porque o cabo de aço passa a carregar o próprio peso. Acima de cerca de 500 metros de percurso isso fica inviável, e o passageiro troca de elevador no meio do caminho.
O elevador sem cabo é mais rápido?
Não necessariamente. O MULTI foi projetado para até 5 m/s, menos que os elevadores mais rápidos com cabo, que passam de 20 m/s. O ganho buscado é de capacidade e de espaço.
O elevador sem cabo é seguro?
Sem cabo, a segurança depende de freios na própria cabine. O MULTI usa freios redundantes e sistemas sem fio duplicados, mas ainda não tem histórico de uso comercial.
O elevador sem cabo resolve um problema real, o espaço que os poços tomam e o limite de altura do cabo, mas ainda não provou que resolve a um custo que um incorporador aceite. Enquanto isso, o cabo de fibra de carbono estica o modelo antigo até um quilômetro. A próxima década decide se o motor linear sai de Rottweil.
