Tubo neumático

El transporte neumático fue inventado por William Murdoch alrededor de 1799. ^{[ 2 ]} Las tuberías de cápsulas se utilizaron por primera vez en la época victoriana para transmitir telegramas desde las estaciones telegráficas a los edificios cercanos. El sistema se conoce como despacho neumático. ^{[ 3 ]}

En 1854, Josiah Latimer Clark obtuvo una patente para el envío de cartas o paquetes entre lugares mediante la presión del aire y el vacío. En 1853, instaló un sistema neumático de 220 yardas (200 m) entre la Bolsa de Valores 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 obtener precios de acciones y otra información financiera para transmitirla a los suscriptores de su servicio a través de sus líneas telegráficas. Esto permitió una difusión mucho más rápida de la información, ya que sin el sistema neumático la compañía habría tenido que emplear mensajeros para llevar los mensajes entre los dos edificios, o bien emplear telegrafistas capacitados dentro de la Bolsa de Valores. A mediados de la década de 1860, la compañía instaló sistemas similares en las bolsas de valores locales de Liverpool, Birmingham y Manchester. ^{[ 4 ]} Después de que el telégrafo fue nacionalizado en Gran Bretaña, el sistema neumático continuó expandiéndose bajo la dirección de Post Office Telegraphs. Esa expansión fue impulsada principalmente por Joseph William Willmot (anteriormente empleado en la Electric & International Telegraph Company ), quien mejoró la invención de Latimer-Clark en 1870 con la "válvula neumática de doble compuerta" y, en 1880, con el "interruptor de señalización/desconexión rápida para tubos neumáticos", lo que aceleró drásticamente las operaciones y permitió que varios mensajes portadores estuvieran en el tubo al mismo tiempo. ^{[ 5 ]} Para 1880, había más de 21 millas (34 km) de tubo en Londres. ^{[ 6 ]} Se instaló 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 tan perecedero. ^{[ 7 ]}  

Si bien se utilizan comúnmente para paquetes pequeños y documentos, incluidos los transportistas de dinero en efectivo en bancos o supermercados , ^{[ 8 ]} a principios del siglo XIX se propusieron para el transporte de carga pesada. En un momento dado, se vislumbró la posibilidad de utilizar redes de enormes tubos para transportar personas . ^{[ 9 ]}

Los hospitales implementan sistemas de transferencia de pacientes (PTS) como parte de estrategias de automatización más amplias para gestionar el creciente volumen de pacientes y las presiones de procesamiento en muchos entornos, especialmente en aquellos con poblaciones envejecidas y altas tasas de ingreso. Los indicadores internacionales muestran tendencias heterogéneas: las altas disminuyeron en muchos países de la OCDE entre 2011 y 2019, pero aumentaron sustancialmente en otros (por ejemplo, Corea y Japón), e incluso en grandes países socios como China. Esto explica por qué se adoptan soluciones de capacidad como los PTS para aliviar los cuellos de botella logísticos internos.

En Estados Unidos, los bancos con servicio desde el automóvil a menudo utilizaban tubos neumáticos para transportar efectivo y documentos entre los autos y los cajeros; para la década de 2020, algunos de estos se habían eliminado, superados por el auge de las aplicaciones de banca móvil y la creciente sofisticación de los cajeros automáticos . Muchos hospitales cuentan con un sistema de tubos neumáticos controlado por computadora para entregar medicamentos, documentos y muestras desde y hacia los laboratorios y las estaciones de enfermería. ^{[ 1 ]} Muchas fábricas los utilizan para entregar piezas rápidamente en grandes campus. Muchas tiendas grandes utilizan sistemas para transportar de forma segura el exceso de efectivo desde las cajas registradoras a las oficinas administrativas y para devolver 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. ^{[ 11 ]} El Centro de Control de Misiones original de la NASA tenía tubos neumáticos que conectaban las consolas de control 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 de la década de 1960. ^{[ 12 ]} Los tubos neumáticos fueron retirados y enviados a la Cosmosphere en Kansas para su restauración. ^{[ 13 ]}

En química nuclear se han utilizado sistemas de tubos neumáticos para transportar muestras durante el análisis por activación neutrónica . Las muestras deben trasladarse desde el núcleo del reactor nuclear, donde son bombardeadas 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 rapidez es crucial. Estos sistemas pueden automatizarse, con un cargador de tubos de muestra que se introducen en el núcleo del reactor de forma secuencial durante un tiempo predeterminado, antes de ser trasladados a la estación de instrumentación y, finalmente, a un contenedor para su almacenamiento y eliminación. ^{[ 14 ]}

Hasta su cierre a principios de 2011, un McDonald's en Edina, Minnesota, afirmaba ser el "Único Autoservicio Neumático del Mundo", enviando comida desde su ubicación en un centro comercial a un autoservicio en medio de un estacionamiento. ^{[ 15 ]}

El editor de tecnología Quentin Hardy destacó el renovado interés a partir de 2015.en la transmisión de datos por tubo neumático acompañó discusiones sobre seguridad de redes digitales, ^{[ 16 ]} y citó investigaciones sobre la olvidada red neumática de Londres. ^{[ 17 ]}

Translogic es uno de los mayores proveedores modernos de sistemas neumáticos para el sector sanitario. KUKA es un fabricante alemán de robots industriales y sistemas de automatización de fábricas. En 2016, la empresa fue adquirida por el fabricante chino de electrodomésticos Midea Group. KUKA adquirió Swisslog en 2014 y Translogic en 1999.

Entre las aplicaciones relacionadas se incluyen los 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 a presión. Fue inventado por el ingeniero escocés William Murdoch en el siglo XIX y posteriormente desarrollado por la London Pneumatic Despatch Company . Los sistemas de correo neumático se utilizaron en varias grandes ciudades a partir de la segunda mitad del siglo XIX (incluido un sistema londinense de 1866, lo suficientemente potente y grande como para transportar personas durante las pruebas, aunque no estaba destinado a ese fin), ^{[ 19 ]} pero posteriormente fueron abandonados en gran medida.

Una importante red de tubos en París (el correo neumático de París ) estuvo en funcionamiento hasta 1984, cuando fue abandonada en favor de las computadoras y las máquinas de fax. El correo neumático de Praga comenzó a funcionar para el público en 1889 en Praga , ahora 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 el correo neumático. Austria, Francia y Alemania emitieron papelería postal para uso neumático.

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

Uso histórico

• 1853: conexión de la Bolsa de Valores de Londres con la principal estación telegráfica de la ciudad (una distancia de 220 yardas (200 m) ). 
• 1861: en Londres con la London Pneumatic Despatch Company prestando servicios desde la estación de tren de Euston hasta la Oficina General de Correos y Holborn.
• 1864: en Liverpool conectando las estaciones telegráficas de la Electric and International Telegraph Company en Castle Street, Water Street y los Exchange Buildings ^{[ 20 ]}
• 1864: en Manchester para conectar las oficinas centrales de la Electric and International Telegraph Company en York Street, con las sucursales en Dulcie Buildings y Mosley Street ^{[ 21 ]}
• 1865: en Birmingham , instalada por la Electric and International Telegraph Company entre los edificios de la New Exchange en Stephenson Place y su sucursal en Temple Buildings, New Street. ^{[ 22 ]}
• 1865: en Berlín (hasta 1976), el Rohrpost , un sistema que alcanzó su máxima longitud total en 1940.
• 1866: en París (hasta 1984, 467 kilómetros de longitud total desde 1934). John Steinbeck mencionó este sistema en El breve reinado de Pipino IV : Una invención : «No le prestes atención a la neumática».
• 1871: en Dublín ^{[ 23 ]}
• 1875: en Viena (hasta 1956) - incluyendo la red de cadáveres no realizada de Zentralfriedhof ^{[ 24 ]}
• 1887: en Praga (hasta 2002 debido a las inundaciones), el correo neumático de Praga ^{[ 25 ]}
• 1893: El primer sistema norteamericano se estableció en Filadelfia por el director general de correos John Wanamaker , quien ya había utilizado esta tecnología en sus grandes almacenes . El sistema, que inicialmente conectaba las oficinas de correos del centro de la ciudad, se extendió posteriormente a las principales estaciones de ferrocarril, las bolsas de valores y numerosos negocios privados . Fue operado por el Departamento de Correos de los Estados Unidos, que más tarde abrió sistemas similares en ciudades como Nueva York (conectando Brooklyn y Manhattan ), Chicago , Boston y San Luis . El último de estos sistemas cerró en 1953. ^{[ 26 ]}
• Otras ciudades: Múnich, Río de Janeiro, Buenos Aires, Hamburgo, Roma, Nápoles, Milán, Marsella, Melbourne, Tokio, Osaka, Nagoya, Kobe, ^{[ 27 ]} Zúrich, Lausana, Ginebra, Berna, Basilea

^{[ 28 ]}

• Década de 1950-1989: Sede de la CIA (ahora conocida como el Antiguo Edificio de la Sede) ^{[ 29 ]}

siglo XIX

En 1812, George Medhurst propuso por primera vez, pero nunca implementó, el transporte de pasajeros mediante aire comprimido a través de un túnel. ^{[ 30 ]} Los precursores de los sistemas de tubos neumáticos para el transporte de pasajeros, el ferrocarril atmosférico (en el que el tubo se colocaba entre los rieles, con un pistón que se desplazaba en su interior suspendido del tren a través de una ranura sellable en la parte superior del tubo) funcionaban de la siguiente manera: ^{[ 31 ]}

• 1844–54: Ferrocarril atmosférico de Dalkey del ferrocarril de Dublín y Kingstown entre Kingstown ( Dún Laoghaire ) y Dalkey , Irlanda ( 1,75 mi [2,82 km] )   
• 1846–47: Ferrocarril de Londres y Croydon entre Croydon y New Cross , Londres , Inglaterra ( 7,5 millas [12,1 km] )   
• 1847–48: Ferrocarril del sur de Devon de Isambard Kingdom Brunel entre Exeter y Newton Abbot , Inglaterra ( 20 millas [32 km] )   
• 1847-1860: Ferrocarril París -Saint-Germain entre Bois de Vésinet y Saint-Germain-en-Laye , Francia ( 2 km [1,2 millas] )   

En 1861, la London Pneumatic Despatch Company construyó un sistema lo suficientemente grande como para transportar a una persona, aunque estaba destinado al envío de paquetes. La inauguración de la nueva estación de Holborn , el 10 de octubre de 1865, se celebró con un paseo en el que el duque de Buckingham , presidente de la compañía, y algunos directivos fueron transportados a través del tubo hasta Euston (un trayecto de cinco minutos).

El ferrocarril neumático del Crystal Palace, de 550 metros (1804 pies) de longitud, se exhibió en el Crystal Palace en 1864. Este era un prototipo del proyectado ferrocarril Waterloo-Whitehall , que habría discurrido bajo el río Támesis, uniendo 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 30 m de largo y 1,8 m de diámetro capaz de transportar a 12 pasajeros más un conductor. ^{[ 32 ]} Un año después de la puesta en servicio de la primera línea de ferrocarril 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 95 m de largo y 2,7 ​​m de diámetro bajo 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 el permiso para extenderla; Boss Tweed , un político corrupto e influyente, no quería que siguiera adelante, ya que tenía la intención de invertir personalmente en proyectos competidores para una línea de ferrocarril elevada. ^{[ 33 ]}    

siglo XX

En la década de 1920, Canadian Pacific y Canadian National Railways cooperaron para tender un elaborado sistema de tuberías neumáticas 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 Hotel Royal York. Los periódicos The Star y The 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 tren de vacío impulsado por la presión atmosférica ambiente y "asistencia de péndulo gravitacional" para conectar ciudades en la costa este del país. ^{[ 32 ]} Calcularon que el recorrido 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 costosos, el ingeniero de Lockheed, LK Edwards, fundó Tube Transit, Inc. para desarrollar tecnología basada en "transporte por gravedad y vacío". En 1967 propuso un sistema de transporte por gravedad y vacío para el Área de la Bahía de California que funcionaría paralelamente al sistema BART , que por entonces estaba en construcción . Nunca se construyó.

siglo XXI

Continúan las investigaciones sobre trenes que circulan por tubos parcialmente al vacío, como el Vactrain y el Hyperloop .

Un ascensor neumático ^{[ 35 ]} consta de un hueco vertical cilíndrico (generalmente de plástico transparente) y una cápsula para pasajeros (también transparente) dentro del hueco, que se mueve verticalmente mediante la presión diferencial del aire por encima y por debajo. Su principal ventaja es que no requiere ni foso debajo ni altillo encima del hueco.

Para las operaciones de ascenso, una bomba de vacío en la parte superior del hueco del ascensor crea una baja presión al extraer aire de la parte superior de la cápsula, mientras que por debajo se permite la entrada de la mayor presión atmosférica normal en el nivel inferior (planta baja) que proporciona el ascensor.

Para descender, unas válvulas controladas electrónicamente dentro del eje tubular regulan la entrada y salida de aire en el cilindro, bajando 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 bajo la cápsula actúa como amortiguador, permitiendo que una válvula mecánica lo libere lentamente y que la cápsula vuelva suavemente a su 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. ^{[ 36 ]}

Muchos bancos con ventanillas de servicio desde el automóvil también utilizan tubos neumáticos. ^{[ 8 ]}

Muchos hospitales cuentan con sistemas de transporte neumático que envían muestras a los laboratorios . ^{[ 1 ] [ 37 ]} Se transportan muestras de sangre, donde el peso y la duración del transporte son importantes, así como la prevención de la hemólisis causada por fuerzas centrífugas y de aceleración. Los sistemas de transporte neumático 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 6 pulgadas (152 mm) manejan bolsas de suero intravenoso de gran capacidad (de un litro ) con muchos menos atascos en comparación con los sistemas de 4 pulgadas (102 mm) .  

Para gestionar su negocio de venta por correo, los grandes almacenes Sears construyeron «enormes almacenes, como su centro de distribución en Chicago, donde los mensajes a los distintos departamentos y a los operarios de montaje se enviaban mediante tubos neumáticos». ^{[ 38 ]} Muchos otros grandes almacenes contaban con sistemas de tubos neumáticos en el siglo XX, como Jacksons de 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 las solicitudes de libros desde las salas de lectura hasta las estanterías. El sistema ya no se utiliza, pero sigue parcialmente operativo y se muestra en las visitas guiadas.

El uso de tubos neumáticos en unidades de eliminación de residuos incluye la Masjid al-Haram , La Meca, ^{[ 39 ]} GlashusEtt en el área de Hammarby Sjöstad de Estocolmo (Suecia), Viejo Montreal (Canadá), Disney World (EE. UU.) y Roosevelt Island y Hudson Yards (EE. UU.).

Los sistemas de tubos neumáticos se utilizan en plantas de producción. Entre sus usos se incluyen el transporte de repuestos, instrumentos de medición, herramientas o piezas de trabajo junto a cintas transportadoras o durante el proceso de producción. En laboratorios industriales, las muestras se transportan a través de estos sistemas. 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) mediante tubos neumáticos a una velocidad de 22 m (72 pies) por segundo desde el horno hasta el laboratorio. ^{[ 40 ]}