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INTRODUCCIÓN
En el trabajo que podrán leer a continuación están plasmadas las ideas más 
relevantes sobre lo que es una escalera mecánica, también conocida como eléctrica. 
Desde quién la inventó hasta el cálculo de las mismas para cualquier edificio que así 
lo requiera.
Las escaleras eléctricas son parte de la vida actual del ser humano, la mayor parte 
del mundo las utiliza con tanta cotidianidad que a veces no nos detenemos a pensar 
cómo es que un mecanismo tan simple nos facilite la vida día con día.
Es importante recalcar que a pesar de que la escalera mecánica pueda tener una 
forma de funcionamiento simple, al fin de cuentas es una máquina que requiere 
mantenimiento continuo y reparación en cualquier momento, lo que hace que sean 
aparatos delicados y con los que hay que tener cuidado.
Al ritmo que la tecnología avanza han existido cambios en la forma de operación de 
estos medios de transporte, podemos deducir que a lo largo del paso de los años las 
técnicas y métodos constructivos harán más rápida su colocación y de un 
funcionamiento más eficaz.
El escrito seguido muestra la situación actual de las escaleras mecánicas y lo 
relacionado a ellas.
ANTECEDENTES
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Una escalera mecánica o eléctrica es un dispositivo de transporte, que consiste en 
una escalera inclinada, cuyos escalones se mueven hacia arriba o hacia abajo. Fue 
inventada en 1897 por Jesse Reno, en Nueva York, Estados Unidos. Charles 
Seeberger desarrolló aún más las ideas de Wheeler que, juntamente con la Otis 
Elevator Company, usaron las mejores ideas de Reno y de Seeberger. El resultado 
fue la creación de la escalera mecánica moderna.
La escalera mecánica transporta a las personas sin que se tengan que mover, ya que 
los peldaños se mueven mecánicamente. Se usan para transportar con comodidad y 
rápidamente un gran número de personas entre los pisos de un edificio, 
especialmente en centros comerciales, aeropuertos, intercambiadores de transporte 
público (metro, autobuses urbanos), etc.
La dirección del movimiento (hacia arriba o hacia abajo) puede ser la misma 
permanentemente o bien controlada por empleados de acuerdo con el horario del 
día o controlada automáticamente, es decir, si persona llegara a la escalera 
mecánica (detenida) por el piso de abajo haría que la escalera se moviera para 
arriba (y viceversa). En este caso, el sistema es programado para que el sentido de 
la escalera no pueda ser revertido mientras que una serie de sensores detectan que 
hay personas usando la escalera mecánica.
Las normas de seguridad actuales son muy rigurosas a fin de evitar accidentes en el 
uso de estas máquinas. Para minimizar la posibilidad de atrapamientos, 
fundamentalmente en la zona de pasamanos y en las salidas al exterior, se instalan 
mecanismos de seguridad que detienen de forma inmediata el funcionamiento al 
detectar presencia del usuario. 
También el diseño se ha visto influido 
de manera progresiva por las medidas 
de seguridad y ya se contemplan 
desde el inicio formas y medidas que 
eviten la accesibilidad de las personas 
a zonas de peligro.
En Hong Kong se encuentra el tramo 
de escaleras mecánicas al aire libre 
más larga del mundo, tiene 800 metros 
de largo y un ascenso de 135 m. Se 
instaló en 1994 y 55.000 personas al 
día la utilizan.
El tramo de escaleras mecánicas más corto del mundo se encuentra en el centro 
comercial Kawasaki More, en Japón. El libro Guinness de los Records lo certificó en 
1989 con una altura en vertical de 834mm.
 
Futuros desarrollos, como la cinta de dos velocidades, actualmente en fase de 
pruebas, beneficiarán de forma notable al usuario reduciendo los tiempos de 
traslado, sobre todo en las grandes superficies o en aeropuertos en dónde se 
necesitan grandes desplazamientos para ir de algunas zonas a otras. Actualmente 
hay al menos un modelo, el Turbo Track de ThyssenKrupp que desplazan de manera 
horizontal personas con velocidad de 2m/s, consiguen tiempos record en distancias 
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de hasta un kilómetro. Con este ritmo TurboTrack transporta a su destino a casi 
15.000 personas por hora. Existe una instalación en el Aeropuerto de Toronto.
NORMATIVIDAD
Escaleras eléctricas: las escaleras eléctricas para transporte de personas tendrán 
una inclinación máxima de 30º y una velocidad máxima de 0.60 m/seg.
Bandas transportadoras para personas: las bandas transportadoras para personas 
tendrá un ancho mínimo de 0.60 m y máximo de 1.20 m una pendiente máxima de 
15º y una velocidad máxima de 0.70 m/seg.
ESCALERA ELECTRICA
Las escaleras eléctricas para transporte de personas tendrán una inclinación máxima 
de treinta grados y una velocidad máxima de 0.60 m/seg.
• PARTES PRINCIPALES DE LA ESCALERA ELECTROMECANICA
La escalera eléctrica consta de dos sistemas transportadores de correa y un sistema 
transportador de cadena. El transportador de correa está diseñado para manejar el 
sistema de pasamanos, mientras que el transportador de cadena está diseñado para 
manejar los pasos.
Estructura y partes de la Escalera Eléctrica
Operacionalmente una escalera eléctrica está compuesta por:
 Motor eléctrico
 reductor 
 freno
Los cuales están localizados en la estación de mando. El reductor está compuesto de 
un conjunto de engranajes tipo sinfín con un dentado especial, que tienen la ventaja 
de ofrecer una estructura compacta, una gran capacidad de carga, operación suave, 
bajo ruido, etc. Un acople flexible conecta el eje del motor con el reductor, lo que 
ofrece beneficios en el ensamble y en el mantenimiento. La capacidad mecánica del 
motor está calculada, acorde con la altura de la escalera y el ancho del paso.
En la estructura superior de la escalera, se encuentran las siguientes partes 
principales:
 Controlador
 Motor
 Eje principal
 Partes de la correa de sostenimiento
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 Rueda de fricción
 Paso
 Cadena de pasos
 Pasamanos
En la estructura inferior de la escalera eléctrica, se encuentra:
• Balustrada
• Perfil interior y cubierta de la balustrada
• Guardapiés
• Rieles de guía
• Tapa de acceso
• Peines
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ESPECIFICACIONES
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Algunas de las partes que igual se integran en la escalera electromecánica se 
encuentran los siguientes:
 Soporte
 Sistema de rieles de guía
 Pasos
 Cadenas de pasos
 Panel del guardapiés
 Balustrada
 Peines
 Escalones Protectores
 Pasamanos
 Perfil interior y cubierta de la balustrada
 Control eléctrico
 Dispositivos de prevención y seguridad
Otra forma de poder expresar las partes de una escalera eléctrica es por medio del 
siguiente esquema.
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1. BARANDILLA
Parte lateral de una escalera mecánica que se extiende sobre los peldaños e incluye 
la protección del faldón, el panel interior, la placa de la andene y los pasamanos 
móviles.
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1.1 Pasamanos móvil: Asidero que se desplaza a lo largo de la parte superior de la 
barandilla en sincronización con los peldaños.
1.2 Panel interior: Parte principal del panel de la barandilla situadainmediatamente debajo de los pasamanos móviles, hecha de vidrio.
1.3 Placa de la andene: Elemento decorativo que tapa la barandilla de una 
escalera mecánica y continúa en la dirección de desplazamiento (véase la figura 
siguiente).
1.4 Protección del faldón: Panel inferior dentro de la barandilla, situado 
inmediatamente debajo de la andene interior y adyacente a los peldaños a escasa 
distancia de los mismos.
2. CAJA
Conjunto de acero estructural que soporta el peso y la carga de una escalera 
mecánica. (En el interior de la estructura se alojan el panel de control, las unidades 
motrices para los peldaños y los pasamanos móviles y otros componentes).
2.1 Sala de máquinas parte superior / Sala de máquinas parte inferior
 2.1.1 Panel de control: Controla la operación de paro/arranque y también 
suministra alimentación eléctrica a la unidad motriz.
 2.1.2 Unidad motriz : Unidad para impulsar la escalera mecánica, compuesta 
por motor eléctrico, decelerador, freno electromagnético, correa trapezoidal, rueda 
dentada y otros elementos.
 2.1.3Cadena de transmisión: Cadena que transmite la energía de la unidad 
motriz a la rueda motriz (rueda dentada).
 2.1.4 Rueda dentada (parte superior/parte inferior)
Ruedas motrices instaladas en las partes superior e inferior para impulsar los 
peldaños. La rueda dentada de la parte superior impulsa el movimiento de los 
peldaños, mientras que la rueda dentada de la parte inferior rayo que los peldaños 
cambien de dirección.
2.2 Otras partes de la caja
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2.2.1Guía principal: Raíl para guiar a los rodillos de accionamiento.
2.2.2 Guía de arrastre: Raíl para guiar a los rodillos de arrastre.
2.2.3 Unidad motriz del pasamanos móvil: Dispositivo que impulsa 
indirectamente al pasamanos móvil a la misma velocidad que los peldaños a través 
de la cadena de transmisión del pasamanos móvil.
3. PELDAÑO
andene móvil sobre la que se desplazan los pasajeros en las escaleras mecánicas.
3.1 Huella del peldaño: Parte del peldaño donde se paran los pasajeros.
3.2 Contrahuella: Parte vertical de un peldaño.
3.3 Línea de demarcación del peldaño: Línea amarilla a lo largo de ambos lados 
de un peldaño para demarcar la zona de posición correcta a fin de evitar que los 
pasajeros entren en contacto con la protección del faldón y tropiecen.
3.4 Rodillo de accionamiento/Rodillo de arrastre: Cada peldaño está unido a las 
cadenas de los peldaños a través del eje y las ruedas del peldaño. La rueda 
delantera se denomina rodillo de accionamiento y la rueda trasera, rodillo de 
accionamiento.
3.5 Cadena del peldaño: Cadena, situada en ambos lados de una escalera 
mecánica, que conecta los peldaños y es impulsada por la rueda dentada de la 
cadena de los peldaños.
OTROS PARTES 
 Placa de apoyo: Placa de acero extraíble acabada con dibujos 
antideslizantes, normalmente situada encima de la caja de la escalera 
mecánica en las zonas de acceso y salida.
 Placa de peine: Parte de la placa de apoyo sobre la que están montados los 
segmentos de los dientes del peine.

 Peine : Parte o placa de acero con dientes que engranan en los resaltes de los 
peldaños en las zonas de acceso y salida para impedir que los dedos de las 
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manos, los pies u objetos extraños queden atrapados entre los peldaños 
móviles y la placa de apoyo.
 Luz circular: Luz circular instalada en el panel interior en las zonas de acceso 
y salida.
 Iluminación del peine: Luz al nivel del peine en los extremos terminales de 
una escalera mecánica para que haya mayor iluminación.
 Iluminación debajo del pasamanos: Luz instalada debajo de los 
pasamanos móviles (sólo panel de vidrio).
 Datos de la escalera mecánica.
La escalera seleccionada para su implantación en la estación de la terminar 
del
Aeropuerto Reina Sofía será la siguiente:
Marca: thyssenkruppelevadores
Modelo: Velino Base
Versión: 4 EK = 800mm (ancho nominal de peldaño)
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Datos técnicos escalera.
Velino base
Ancho de peldaño nominal (mm) 4EK = 
800
Altura constante de balaustrada (mm) 1000
Ángulo de inclinación 30º
Min. Desnivel H (m) 2.85
Max. Desnivel H (m) 6.00
Velocidad (m/s) 0.5
Capacidad Teórica en persona/hora 6750
Tabla 1. Características técnicas. Fuente: 
ficha técnica escalera.
cia al Anexo 1.
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Instalación Eléctrica.
La alimentación eléctrica de los equipos de tracción de la escalera estará 
prevista teniendo en cuanta que la tensión eficaz máxima entre conductores de 
los circuitos de maniobra no será superior a 250V y que esta instalación de 
alimentación deberá contar con un interruptor principal de corte onmipolar.
La escalera estará dotada de puesta en tierra y de toma de fuerza 
trifásica y monofásica para la utilización, en el mantenimiento, de herramientas y 
luces portátiles.
La iluminación a lo largo de todo el recorrido de la escalera no será inferior 
a 50 Lux, en condiciones normales, y para situaciones de emergencia se 
preverá un sistema de iluminación de acuerdo con la NTE-IEA: <<Instalaciones 
de electricidad. Alumbrado de emergencia>>. La línea que alimenta el motor 
será la misma que suministrará el alumbrad en la zona próxima a la escalera.
Mantenimiento y verificación.
La empresa instaladora facilitará a la propiedad un manual de instrucciones 
relativas al funcionamiento y conservación, así como las llaves de acceso 
correspondientes.
Los servicios de conservación se contratarán, es su caso, con una 
empresa conservadora autorizada.
Los elementos y mecanismos de la escalera se revisarán periódicamente, 
de forma que el equipo se mantenga en las mismas condiciones de seguridad y 
técnicas de origen.
Las operaciones propias de mantenimiento, tales como engrases, 
comprobaciones y limpieza de elementos interiores, se efectuarán según las 
normas de conservación facilitadas por el fabricante de la instalación. Después 
del engrase, el interior de la caja quedará limpio para evitar peligros de incendio.
El encargado de la escalera custodiará las llaves de puesta en marcha y de 
acceso al recinto de máquinas, conocerá el sistema de accionamiento manual 
para poder prestar auxilio en caso necesario, diariamente verificará el 
funcionamiento normal de la escalera antes del servicio durante el recorrido 
completote un peldaño, y el funcionamiento de los mandos de parada de 
emergencia, el estado de los peines y la iluminación.
Si alguna de estas comprobaciones fuese desfavorable o se observase 
alguna anomalía, dejará la escalera fuera de servicio, cortará el suministro de 
energía y avisará a la empresa conservadora
Deberán existir carteles indicadores, a ser posible con dibujos, en los 
que se especifiquen las condiciones e incompatibilidades de uso.
Se revisará la limpieza del foso con la frecuencia adecuada a las 
condiciones de uso, climatología y suciedad.
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Se conservará el suelo del foso limpio y libre de aceite o grasa.
No se almacenará en el foso artículos o materiales que no sean necesarios para el 
funcionamiento o mantenimiento.
Los líquidos inflamables, cuyo punto de inflamación sea inferior a 43ºC, no 
se podrán almacenar en el recinto.
Sin perjuicio de estas revisiones, se repasarán aquellos defectos que 
por su utilización se ocasionen.
Anexos
Anexo 1. Plano descripción de las partes de la escalera mecánica.
Figura 1. Elemen
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Anexo 2. Cálculos.
Las ocho escaleras mecánicas de la estación han de ser iguales, por lo que 
se realizarán los cálculos necesarios para una de ellas, ya que las dimensiones e 
inclinaciones de todas ellas son, como se acaba de indicar, iguales.
Figura 2. Dimensiones básicas escaleras mecánicas. 
Fuente: elaboración propia.
A partir de la figura 2 se pueden extraer los siguientes datos:
Inclinación  α = 30º
Altura  H = 5m
Distancia entre ejes  l = 
8.660m
Además, por las condiciones de uso bajo las que tendrán que operar cada 
una de las escaleras, se opta, de forma previa, por los siguientes parámetros:
Transmisión  doble cadena (doble 
cordón)
Motor propulsor eléctrico  nº de polos 6
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 n = 1000 rpm
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Reducción del motor al piñón  i = 1/11
Lubricación de la cadena  lubricación permanente por flujo 
(tipo3)
Paso de las cadenas  p = 18mm
Rueda piñón  Zrp = 18
Rueda  Zr = 25
Maquina impulsora sin 
choques
En primer lugar, mediante la siguiente ecuación, se calcula la longitud total 
que ha de tener cada una de las cadenas:
A 
Continuación se procede a calcular la velocidad lineal de las cadenas, para lo que 
se hace necesario el cálculo previo del diámetro de la rueda piñón, así como la 
velocidad
Angular de ésta.
Diámetros de rueda piñón:
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Asimismo, puesto que la rueda es distinta a la rueda piñón, se calcula la 
velocidad angular de la rueda, ya que ésta ha de ser distinta a nrp para poder 
mantener la misma
velocidad lineal de la cadena.
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Finalmente, se obtiene la potencia final de diseño para proceder a la 
elección de una cadena normalizada.
Para la elección de la cadena se dispone de una tabla, Tabla 3.7, pero ésta 
únicamente contempla a las escaleras con cordón simple y rueda piñón de 17 
dientes, por lo que, para poder utilizar dicha tabla, se le aplicarán una serie 
de factores de corrección a la potencia nominal. De este modo se obtiene la 
potencia final de diseño, pudiéndose hacer ya uso de la Tabla 3.7.
donde la fuerza útil de la cadena, Fu, se obtiene mediante:
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Mediante la tabla 3.7, y sabiendo que la cadena a elegir es del 
Tipo 3, correspondiente a las cadenas con lubricación por flujo de aceite, se 
obtiene que la cadena
debe ser una ANSI 60.
Nº
ANSI
Paso Anchura Rstn. Mín.
tracción
Peso
medio
ø rodillo Dist.
cordones
60 19.05mm 12.7mm 31300 N 14.6N/m 11.91m
m
22.78mm
Resumen de datos característicos obtenidos:
Datos característicos de las escaleras a instalar
Lcade
na
17.708metro
s
vlineal cadena-escalera 0.4933 
m/s
Cadena ANSI 60
Tabla 4. Datos característicos.
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BIBLIOGRAFIA Y ANEXOS
 http://www.fierasdelaingenieria.com/escalera-mecanica-para-personas-
con-discapacidad/
 (2012, 01). Normatividad Escaleras 
Electricas,Elevadores,Montacargas.BuenasTareas.com. Recuperado 01, 
2012, de http://www.buenastareas.com/ensayos/Normatividad-Escaleras-
Electricas-Elevadores-Montacargas/3393488.html
 http://es.wikipedia.org/wiki/Escalera_mec%C3%A1nica
 es.wikipedia.org/wiki/Escalera_mecánica
 http://www.buenastareas.com/ensayos/Escaleras-Electricas-y-Bandas-
Transportadoras/23716419.html
 Frida C. Torres Cruz. 5°A. Instalaciones en edificios II. Escaleras 
eléctricas.
 MITSUBISHI ELECTRIC Instalaciones de Edificios 4 – Ing. Armando Pinto
 Ascensores, montacargas y escalera mecánicas. Fred A. Annet.
 American National Standard Safety code for elevators, dumbwaiters- 
Escalators and maving walks. Ansi A. 17.1 - 1971
20
http://www.fierasdelaingenieria.com/escalera-mecanica-para-personas-con-discapacidad/
http://www.fierasdelaingenieria.com/escalera-mecanica-para-personas-con-discapacidad/
http://www.buenastareas.com/ensayos/Escaleras-Electricas-y-Bandas-Transportadoras/23716419.html
http://www.buenastareas.com/ensayos/Escaleras-Electricas-y-Bandas-Transportadoras/23716419.html
http://es.wikipedia.org/wiki/Escalera_mec%C3%A1nica
http://www.buenastareas.com/ensayos/Normatividad-Escaleras-Electricas-Elevadores-Montacargas/3393488.html
http://www.buenastareas.com/ensayos/Normatividad-Escaleras-Electricas-Elevadores-Montacargas/3393488.html
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