Los tubos neumáticos (o tuberías de cápsula , también conocidos como transporte neumático de tubos o PTT ) son sistemas que propulsan contenedores cilíndricos a través de redes de tubos mediante aire comprimido o por vacío parcial . Se utilizan para transportar 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, a distancias relativamente cortas, dentro de un edificio o, como máximo, dentro de una ciudad. Algunas instalaciones se volvieron bastante complejas, pero en su mayoría han sido superadas. 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. [1]
Se construyó un pequeño número de sistemas de transporte neumático para cargas más grandes, con el fin de competir con los sistemas de trenes y metro. Sin embargo, nunca ganaron popularidad.
El transporte neumático fue inventado por William Murdoch alrededor de 1799. [2] Las tuberías de cápsula se utilizaron por primera vez en la era victoriana para transmitir telegramas desde estaciones de telégrafo a edificios cercanos. El sistema se conoce como despacho neumático. [3]
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 entre la Bolsa de Londres en Threadneedle Street , Londres, y las oficinas de la Electric Telegraph Company en Lothbury . [3] La Electric Telegraph Company utilizó el sistema para adquirir precios de acciones y otra información financiera para pasar a los suscriptores de su servicio a través de sus cables telegráficos. La ventaja del sistema neumático era que, sin él, la empresa habría tenido que emplear mensajeros para llevar mensajes entre los dos edificios, o bien emplear operadores de telégrafo capacitados dentro de la Bolsa de Valores. A mediados de la década de 1860, la empresa instaló sistemas similares en las bolsas de valores locales de Liverpool, Birmingham y Manchester. [4] Después de que los telégrafos se nacionalizaran en Gran Bretaña, el sistema neumático continuó expandiéndose bajo el nombre de Post Office Telegraphs. Esta expansión se debió a que Joseph William Willmot (anteriormente empleado en la 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 corte rápido para tubos neumáticos", que aceleró drásticamente el proceso e hizo posible que varios mensajes de portadores estuvieran en el tubo en cualquier momento. [5] En 1880, había más de 21 millas (34 km) de tubo en Londres. [6] 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. [7]
Si bien se utilizan comúnmente para paquetes y documentos pequeños, incluidos los transportadores de efectivo en bancos o supermercados , [8] a principios del siglo XIX se propusieron para el transporte de carga pesada. En un momento se pensó que podrían usarse redes de tubos masivos para transportar personas. [9]
La tecnología todavía se utiliza a menor escala. Si bien su uso para comunicar información ha sido reemplazado por la electrónica, los tubos neumáticos se utilizan ampliamente para transportar objetos pequeños, donde la comodidad y la velocidad en un entorno local son importantes. [1]
En los Estados Unidos, los bancos con servicio en el auto solían utilizar tubos neumáticos para transportar dinero en efectivo y documentos entre los automóviles y los cajeros; en 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 tubos neumáticos controlado por computadora para entregar medicamentos, documentos y muestras hacia y desde laboratorios y estaciones de enfermeras. [1] Muchas fábricas los utilizan para entregar piezas rápidamente en grandes campus. Muchas tiendas más grandes utilizan sistemas para transportar de forma segura el exceso de efectivo desde las cajas registradoras hasta las oficinas administrativas y para enviar el cambio a los cajeros. [10] Se utilizan en los casinos para mover dinero, fichas y tarjetas de forma rápida y segura. Los hoteles del amor japoneses los utilizan para permitir que los clientes paguen facturas de forma anónima (sin contacto cara a cara). [11] El Centro de Control de Misiones 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 sala fue designada Monumento Histórico Nacional en 1985, en 2017 se decidió restaurarla a su estado original de la década de 1960. [12] Los tubos neumáticos fueron retirados y enviados a Cosmosphere en Kansas para su restauración. [13]
Los sistemas de tubos neumáticos se han utilizado en química nuclear para transportar muestras durante el análisis de activación neutrónica . Las muestras deben trasladarse desde el núcleo del reactor nuclear, en el que son bombardeadas con neutrones, hasta el instrumento que mide la radiación resultante. Como algunos de los isótopos radiactivos de la muestra pueden tener vidas medias muy cortas, la velocidad es importante. Estos sistemas pueden estar automatizados, con un depósito de tubos de muestra que se trasladan al núcleo del reactor por turnos durante un tiempo predeterminado, antes de ser trasladados a la estación del instrumento y, finalmente, a un contenedor para su almacenamiento y eliminación. [14]
Hasta que cerró a principios de 2011, un McDonald's en Edina, Minnesota, afirmaba ser el "único servicio neumático para autoservicio del mundo", enviando comida desde su local en un centro comercial a un drive-thru en medio de un estacionamiento. [15]
El editor de tecnología Quentin Hardy señaló que el renovado interés a partir de 2015 [actualizar]en la transmisión de datos por tubos neumáticos acompañó discusiones sobre la seguridad de la red digital, [16] y citó una investigación sobre la olvidada red neumática de Londres. [17]
Las aplicaciones relacionadas incluyen cañones de peces [18] que utilizan mecanismos muy similares a los sistemas de tubos neumáticos.
El correo neumático es un sistema para entregar cartas a través de tubos de aire presurizado. Fue inventado por el ingeniero escocés William Murdoch en el siglo XIX y luego fue desarrollado por la London Pneumatic Despatch Company . Los sistemas de correo neumático se utilizaron en varias ciudades grandes a partir de la segunda mitad del siglo XIX (incluido un sistema de Londres de 1866 lo suficientemente potente y grande como para transportar personas durante las pruebas, aunque no estaba destinado a ese propósito), [19] pero luego fueron abandonados en gran medida.
Una importante red de tubos en París (el correo neumático de París ) estuvo en funcionamiento hasta 1984, cuando se abandonó en favor de computadoras y máquinas de fax. El correo neumático de Praga comenzó a funcionar al público en 1889 en Praga , hoy en la República Checa , y la red se extendía aproximadamente 60 kilómetros (37 millas).
Las estaciones de correo neumático 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 son en bancos , hospitales y supermercados . Muchos grandes minoristas utilizan tubos neumáticos para transportar cheques u otros documentos desde los cajeros hasta la oficina de contabilidad.
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En 1812, George Medhurst propuso por primera vez, pero nunca implementó, hacer pasar vagones de pasajeros por un túnel. [30] Precursores de los sistemas de tubos neumáticos para el transporte de pasajeros, los ferrocarriles atmosféricos (para los cuales 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) funcionaban de la siguiente manera: [31]
En 1861, la London Pneumatic Despatch Company construyó un sistema lo suficientemente grande como para transportar 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 traslado en el metro del duque de Buckingham , el presidente y algunos directores de la compañía hasta Euston (un viaje de cinco minutos).
El ferrocarril neumático Crystal Palace de 550 metros (1804 pies) se exhibió en el Crystal Palace en 1864. Era un prototipo de un proyecto de ferrocarril de Waterloo y Whitehall que habría pasado por debajo del río Támesis y uniría Waterloo y Charing Cross . Las excavaciones comenzaron en 1865, pero se detuvieron en 1868 debido a problemas financieros.
En 1867, en la Feria del Instituto Americano de Nueva York , Alfred Ely Beach demostró una tubería de 100 pies (30 m) de largo y 6 pies (1,8 m) de diámetro que era capaz de mover a 12 pasajeros más un conductor. [32] Un año después de que entrara en servicio la primera línea ferroviaria elevada de la ciudad de Nueva York ; en 1869, la 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. [32] La línea solo funcionó durante unos meses y cerró después de que Beach no lograra obtener permiso para extenderla: Boss Tweed , un político influyente y corrupto , no quería que siguiera adelante ya que tenía la intención de invertir personalmente en esquemas competitivos para una línea ferroviaria elevada. [33]
En la década de 1920, Canadian Pacific y Canadian National Railways cooperaron para tender un elaborado sistema de tuberías neumáticas de 4.500 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 periódicos Star y Telegram se unieron al sistema, tendiendo tuberías. [34] En la década de 1960, Lockheed y el MIT con el Departamento de Comercio de los Estados Unidos realizaron estudios de viabilidad sobre un sistema de vacotren impulsado por la presión atmosférica ambiental y la "asistencia del péndulo gravitacional" para conectar ciudades en la costa este del país. [32] Calcularon que el recorrido entre Filadelfia y la ciudad de Nueva York promediaría 174 metros por segundo , es decir, 626 km/h (388 mph). Cuando esos planes se abandonaron por ser demasiado costosos, el ingeniero de Lockheed LK Edwards fundó Tube Transit, Inc. para desarrollar tecnología basada en el "transporte por gravedad-vacío". En 1967, propuso un sistema de transporte por gravedad y vacío para el área de la Bahía de California que funcionaría junto con el sistema BART , que entonces estaba en construcción . Nunca se construyó.
Continúan las investigaciones sobre trenes que circulan por tubos parcialmente evacuados, como el Vactrain y el Hyperloop .
Un ascensor neumático [1] consta de un eje vertical cilíndrico (normalmente de plástico transparente) y una cápsula de pasajeros (también transparente) dentro del eje que se mueve verticalmente mediante una presión de aire diferencial por encima y por debajo. La principal ventaja es que no requiere ni foso debajo ni altillo encima del 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 ingrese al nivel inferior (planta baja) debajo de la cápsula, lo que proporciona elevación.
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 fallo 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 se deja escapar lentamente mediante una válvula mecánica, devolviendo suavemente la cápsula al nivel más bajo.
En las grandes tiendas minoristas, se utilizaban sistemas de tubos neumáticos para transportar los recibos de venta y el dinero desde el vendedor hasta una sala de tubos centralizada, donde los cajeros podían dar el cambio, consultar los registros de crédito, etc. [35]
Muchos bancos con servicio de autoservicio también utilizan tubos neumáticos. [8]
Muchos hospitales cuentan con sistemas de tubos neumáticos que envían muestras a los laboratorios . [1] [36] Se transportan conservas de sangre, donde el peso y la duración del transporte son importantes, así como la prevención de la hemólisis causada por las fuerzas centrífugas y de aceleración. Los sistemas de tubos neumáticos también se utilizan en los hospitales para transportar radiografías , documentos de pacientes, documentos generales, medicamentos y resultados de pruebas.
Se ha demostrado que los sistemas de tubos neumáticos de 6 pulgadas (152 mm) manejan bolsas intravenosas de una capacidad de un litro con significativamente menos atascos en comparación con los sistemas de 4 pulgadas (102 mm).
Para gestionar su negocio de pedidos por correo, los grandes almacenes Sears construyeron "enormes almacenes, como su instalación central en Chicago, en los que se enviaban mensajes a varios departamentos y trabajadores de montaje a través de tubos neumáticos". [37] 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 tubos neumáticos para enviar solicitudes de libros desde las salas de lectura a las estanterías. El sistema ya no se utiliza, pero sigue funcionando parcialmente y se muestra en visitas guiadas tras bastidores.
El uso de tubos neumáticos en unidades de eliminación de residuos incluye Masjid al-Haram , La Meca, [38] GlashusEtt en el área de Hammarby Sjöstad de Estocolmo, Suecia, el Viejo Montreal, Canadá, Disney World, Florida, y Roosevelt Island y Hudson Yards, Nueva York (EE. UU.).
Los sistemas de tubos neumáticos se utilizan en plantas de producción. Entre sus usos se incluyen el transporte de piezas de repuesto, instrumentos de medición, herramientas o piezas de trabajo a lo largo de 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, gas) y a 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. [39]
Los sistemas modernos (para diámetros de tubo más pequeños, es decir, “normales”, como los que se usan en el transporte de cápsulas pequeñas) alcanzan velocidades de alrededor de 7,5 m (25 pies) por segundo, aunque algunos sistemas históricos ya alcanzaron velocidades de 10 m (33 pies) por segundo. [1] [40] Al mismo tiempo, las diferentes presiones de aire permiten que las cápsulas frenen lentamente, eliminando la sacudida que solía caracterizar a los sistemas anteriores y los hacía inadecuados para contenidos frágiles. [1]
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). [39] Se pueden conectar más de 100 líneas y 1000 estaciones.
Además, los sistemas modernos pueden controlarse por ordenador para hacer un seguimiento de cualquier cápsula específica y gestionar las entregas prioritarias, así como la eficiencia del sistema. Con esta tecnología, se pueden transportar artículos en los que el tiempo es un factor crítico, como muestras de tejido tomadas durante una cirugía en un hospital. Los chips RFID dentro de las cápsulas recopilan datos, por ejemplo, sobre la ubicación del transportador, su velocidad de transporte o su destino. [41] Los sistemas recopilan y guardan estos datos para ayudar a los usuarios a optimizar sus procesos internos y los tiempos de respuesta. Las instalaciones se pueden vincular a los sistemas de software de la empresa, por ejemplo, los sistemas de información de laboratorio, para una integración completa en la gestión logística y las cadenas de producción de la empresa.
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