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Instalacion elementos de antena

INSTALACIÓN ELEMENTOS DE UNA

ANTENA



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ÍNDICE

OBJETIVOS.

INTRODUCCIÓN.

9.-INSTALACIÓN DE UNA ANTENA (II).

9.1.-Torretas.

9.1.1.-Elementos que componen una torreta.

9.1.2.-Elección de una torreta.

9.1.3.-Determinar el tamaño de las zapatas y pilotes de anclaje de los vientos.

9.1.4.-Emplazamiento de zapata y pilotes.

9.1.5.-Análisis del terreno.

9.1.6.-Fabricación de zapata y pilotes.

9.1.7.-Disposición del pilote.

9.1.8.-Montaje de la torreta.

9.1.9.-Anclaje de los vientos.

9.2.-Torretas en tejados y anclado de vientos en muros y vigas.

9.2.1.-Señalización.

9.2.2.-Mantenimiento.

RESUMEN



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OBJETIVOS.

El propósito de este tema es:

Aprender el montaje de torretas para la instalación de antenas, desde las más sencillas (5,5 m) hasta las grandes, de 20,5 m.

Conocer los accesorios necesarios: zapatas, vientos, tirantes, etc.

Aplicar y conocer la normativa vigente y aplicarla correctamente, para evitar que ocurran accidentes.



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INTRODUCCIÓN.

Hasta ahora hemos dado las ideas necesarias y se ha explicado la colocación de antenas en lugares en los que se aprovecha la altura de un edificio o construcción para que la antena no tenga ningún obstáculo que le impida recibir las señales radioeléctricas en condiciones.

El problema surge cuando la antena ha de colocarse en lugares deshabitados, (por ejemplo, los repetidores en la cima de las montañas), donde no existan construcciones de cierta altura y solidez, y en general donde los obstáculos existentes obliguen a elevar la cota de la antena.

En este capítulo aprenderemos a instalar las denominadas torretas. Con su solidez y altura podremos solucionar todos nuestros problemas.



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9.- INSTALACIÓN DE UNA ANTENA (II).

9.1.- TORRETAS.

Hemos estudiado que el mástil de una antena no debe sobrepasar los 6 metros.

No obstante, esa altura resultará insuficiente, por múltiples razones (carencia de un edificio lo suficientemente alto, múltiples obstáculos, etc), para que la antena capte bien las señales radioeléctricas.

En estos casos deberá aumentarse la altura mediante torretas metálicas especialmente diseñadas para tal fin.

Los fabricantes comercializan torretas de muy diversos tipos y alturas, desde unos pocos metros hasta más de 50 metros.

En nuestro caso, y ya que lo normal en antenas de radio y televisión es montar torretas de hasta 20 metros, vamos a quedarnos en estas medidas.

Observe que una torreta de veinte metros es ya de un tamaño respetable, además si hay que añadir la longitud del mástil.

A continuación nos centraremos en las torretas que comercializa la firma Televés, veremos cómo son, cuál es su estructura y los materiales con que están fabricadas.



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9.9.1.- Elementos que componen una torreta.

En la Figura 1a puede ver una torreta de 2,5 metros de altura, de las comerciales.

Está fabricada con tubo galvanizado de 20 mm de diametro y 1,5 mm de espesor.

Esta se monta sobre el soporte o base rígida que podemos ver en la Figura 1c. La parte superior de la torreta dispone de un tubo con agujeros pasantes donde se introduce el extremo del mástil, para sujetarlo con los tornillos que se suministran con la torreta.

a) c)b) Figura 1.



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Para mayores alturas, puede colocarse el tramo inferior que aparece en la Figura 1b, de 2,5 metros de longitud y que está fabricado con los mismos materiales.

Por razones de resistencia de la base rígida de fijación, esta torreta no debe superar los 7,5 metros (includida la longitud del mástil). Así pues, con los elementos que hemos visto en la Figura 1 sólo podemos instalar antenas hasta 7,5 m (5 m de torreta más 2,5 m de mástil).

En la Figura 2 pueden verse los elementos necesarios para la instalación de antenas de más de 7 metros de altura.

Estos elementos son los siguientes:

a) Tramo inferior de 3 m.

b) Tramo intermedio de 3 m.

c) Tramo superior de 3m, o

d) tramo superior de 1m.

e) Placa de base ríguida para empotrar, o

f) placa de base con rangua, o

g) placa de base rígida.

h) Aro para vientos.

i) Anilla para vientos para empotrar.



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i)h)

g)f)e)

a) b) c) d)

Figura 2

En la Figura 2 hay algunos detalles que conviene comentar, ya que algunos de esos elementos sólo pueden colocarse en combinación con otros. Así, en la base con rangua (Figura 2f) sólo podremos montar el



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tramo inferior de la Figura 2a mediante un pasador, que fijará el extremo inferior de este tramo a la rangua, permitiendo abatir la torreta para colocar el mástil o realizar reparaciones.

Si usamos las bases de las Figuras 2e y 2g, no se podrá utilizar el tramo inferior de la Figura 2a, pues no tenemos pieza de sujeción. Deberemos emplear como tramo inferior el de la Figura 2b.

Tenemos dos posibles tramos superiores, uno de 1 metro (Figura 2d) y otro de 3 metros (Figura 2c). Estos dos elementos disponen de remate piramidal donde se introducirá el mástil de sujeción de antenas.

Los mástiles pueden colocarse en la parte superior de la torreta o, si se dispone de puntos intermedios de anclaje, a lo largo de la misma. De cualquier forma, es obligatorio, salvo para torretas de hasta 6,5 m la colocación de vientos para ayudar a contrarestar los esfuerzos que se produzcan, contribuyendo a aumentar la seguridad.

9.1.2.- Elección de la torreta.

La torreta debe instalarse sobre suelo perfectamente plano, perpendicular a éste y sobre zapata de hormigón.

Por consiguiente es necesario nivelar el terreno y limpiarlo si es necesario mediante medios mecánicos, y vigilar la realización de la zapata y la colocación del soporte base y la torreta con plomada, niveles y herramientas necesarias.



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Lo primero que tenemos que decidir es la altura de la torreta, pues dependen directamente de este valor tanto los esfuerzos como la operación de montaje. Como son muchos los modelos de torretas que se fabrican, nos centraremos en el modelo 180 de Televés. En la Figura 3 podemos ver las torretas a las que hacemos referencia , con las alturas totales con mástil. En la tabla 1 se relacionan las medidas de los tramos y cómo se obtienen esas alturas, teniendo en cuenta que el mástil se introduce 0,5 metros por la parte superior de la torreta.

b

17,5 m15,5 m

18,5 m

PR

a

RP P

B

R

b

a

c

8,5 m9,5 m

5,5 m6,5 m

A

14,5 m

A

a

11,5 m12,5 m

C

RP

Dc

d

B

b

C

a B

A

20,5 m

A

Figura 3.



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Tramos Figura 3 Altura

(m) a

(inferior) (3m)

b (intermedio)

(3m)

c (superior)

(3m)

d (superior)

(1m) 5,5 1 6,5 1 1 8,5 1 1 9,5 1 1 1

11,5 1 1 1 12,5 1 2 1 14,5 1 2 1 15,5 1 3 1 17,5 1 3 1 18,5 1 4 1 20,5 1 4 1

Tabla 1. Obtención de las alturas de las torretas de la Figura 3.

Como se puede ver en la Tabla 1, la suma de todos los tramos no se corresponde con la altura total más mástil, pues falta añadir la altura de éste, que el fabricante aconseja siempre de 3 metros, de los cuales 0,5 metros quedan introducidos dentro de la torreta.

Podemos hacer un ejemplo. Suponga que debemos completar una torreta de 15,5 metros. Lo haremos de la siguiente forma:

Tramo inferior 1 3 m Tramos intermedios..(3 x 3 m) 9 m Tramo superior . 1 m Mástil ( 3 m) 3 m 16 m Parte del mástil dentro de la torreta - 0,5 m Altura final 15,5 m



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9.1.3.- Determinar el tamaño de las zapatas y pilotes de anclaje de los vientos.

A continuación determinaremos la carga vertical que ejerce la torreta sobre la base de sujeción. Este valor lo proporciona el fabricante de la torreta, pues depende de los materiales que entran en la construcción de la misma, en la cantidad de ellos y lógicamente, de la altura.

Para el modelo de torreta que hemos elegido, los valores de carga vertical aparecen en la Tabla 2.

Tabla 2. Carga vertical sobre la base de las torretas modelo 180 de TELEVES.

Altura

Carga vertical sobre la base

en metros en N(*)

en kg

5,5 1.364 140 6,5 1.403 143 8,5 7.200 734 9,5 7.868 802

11,5 8.730 890 12,5 9.071 925 14,5 9.865 1.005 15,5 10.320 1.053 17,5 11.135 1.135 18,5 11.635 1.186 20,5 12.517 1.276

(*) El Newton (N) es la unidad de fuerza en el SI, y equivale a 9,81 kg fuerza

En la Tabla 3 se indican las dimensiones de las zapatas de hormigón para cargas verticales de torreta de hasta



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19.620 N (igual a 2.000 kg fuerza) y en función de la naturaleza del terreno.

Como todas las torretas de la Tabla 2 tienen una carga vertical inferior a 19.620 N, todas las zapatas de la Tabla 3 servirán.

Para torretas de dimensiones más amplias, será necesario consultar los manuales que el fabricante facilita, en los que los datos estarán expuestos en tablas parecidas a las que se ven aquí.

Tabla 3. Dimensiones de las zapatas para cargas verticales de hasta 19.620N

Resistencia del terreno (*)

(Kg/cm2)

Dimensiones (cm)

Largo Ancho Alto 0,5(terrenos húmedos) 75 75 40

1 55 55 50 2 40 40 50

4(terrenos secos 40 40 50 (*) Tierras vegetales: 0,5 a 1 kg/cm2.

Limos vírgenes: 2 a 4 kg/cm2. Arcillas secas: 8 a 10 kg/cm2.

Arenas y gravas: 10 a 20 kg/cm2.

Al igual que en el caso de las zapatas, las dimensiones de los pilotes de anclaje de los vientos se determinan en función de los esfuerzos que deben soportar y se denominan tiro.

En la Tabla 4 se indican los tiros verticales y horizontales de las torretas de la figura 3 y en la Tabla 5, las dimensiones de los pilotes de anclaje de vientos según los tiros.



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Tabla 4. Tiros verticales y horizontales para las torretas modelo 180 Televés

Altura de la torreta (en m)

Tiro máximo (en N) Vertical Horizontal

8,5 2.276 1.059 9,5 2.531 1.177

11,5 2.835 1.677 12,5 2.963 1.805 14,5 3.237 2.040 15,5 3.414 2.295 17,5 3.718 2.580 18,5 3.885 2.815 20,5 4.199 3.061

Tabla 5. Dimensiones de los pilotes para anclaje de vientos de la torreta de la Figura 3.

Tensión en los puntos de anclaje (en N)

Dimensiones (cm) Largo Ancho Alto

Tiro vertical < 3.924 N Tiro horizontal < 2.943 N

85 85 70

Tiro vertical < 7.848N Tiro horizontal < 6.867 N

110 110 75

Así, por ejemplo, si la torreta que debemos instalar tiene una latura de 15,5m, el tiro vertical máximo de esta torreta es de 3.414N y el horizontal de 2.295 N. Si usamos un tiro vertical, que es lo más usual, (Ver Figura 3), tenemos un valor por debajo de los 3.924 N, y de acuerdo con este dato los pilotes de hormigón para anclaje deberán medir 85 x 85 x 70 cm.

9.1.4.- Emplazamiento de zapata y pilotes.

Una vez elegida la torreta, debemos pensar en escoger el lugar y comenzar la instalación.



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9.1.5.- Análisis del terreno.

El primer paso consiste en examinar el terreno donde se va a situar la torreta. Puede hacerse de manera visual, consultando los mapas que existen al respecto o encargar un análisis a algún laboratorio especialidado en el tema. Esto último debe hacerse en situaciones críticas de seguridad o siempre que lo consideremos oportuno.

Supongamos que el terreno es seco y que su resistencia es de 2 Kg/cm2. Esto quiere decir que soporta un peso de 2 kg por cada cm2 sin que se hunda.

Según la tabla 3, la zapata deberá ser de:

40 cm de ancho x 40 cm de largo x 50 cm de alto

Una de estas zapatas, colocada en un suelo como el citado, soportará un peso de:

1.600 cm2 x 4 Kg/cm2 = 6.400 Kg.

9.1.6.- Fabricación de zapatas y pilotes.

Acometemos la construcción de las zapatas y los pilotes, con lo que volvemos a necesitar alguna práctica en labores de albañilería, en el caso de querer realizar nosotros mismos la obra

En primer lugar debe hacerse un agujero en terreno, de superficie algo más grande de la que necesitamos, para poder trabajar con comodidad. La profundidad será la justa que hayamos calculado, en nuestro caso 50 cm.



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A continuación realizamos un encofrado de madera con las siguientes medidas ( Ver Figuras 4 y 5):

40 cm de ancho x 40 cm de largo x 60 cm de alto.

Se trata simplemente de una caja de madera sin tapa ni fondo realizada con tablas de madera y perfectamente escuadrada.

Observe que la medida de 60 cm es 10 cm más grande que la necesitada, para así disponer de un saliente de hormigón de esa altura con respecto al nivel real del terreno para proteger el anclaje.

10 cm

50cm

40 cm

compactadaarena

40 cm

hormig¾n

Figura 4.

40 cm

40 cm

60 cm



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Figura 5.

A continuación se coloca el encofrado dentro del agujero, rellenando el fondo con un manto de 10 cm de altura de arena compactada, cuidando de terminarla de manera totalmente vertical.

Después se vierte el mortero de cemento en el interior hasta que se llene el encofrado.

Antes de que fragüe, se coloca la base o el anillo de amarre, dependiendo si es una zapata para la base de la torreta o para un anclaje de viento.

Pasadas dos o tres semanas, se puede retirar el encofrado y rellenar con tierra el hueco que quede entre el terreno y la zapata.(Ver Figuras 6 y 7)

10 cm

Figura 6.



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10 cm

Figura 7.

9.1.7.- Disposición del pilote.

Un tema de especial interés es el indicar cuál es la posición de los puntos de amarre con respecto a la zapata. En la Figura 8 puede verse la disposición correcta, formando un triángulo equilátero en el que los puntos de amarre ocupan los vértices, por lo que el ángulo entre ellos será de 120º.

También hay que tener en cuenta la distancia entre la zapata central y cada uno de los pilotes de amarre, pues depende de la altura de la torreta (distancia PZ en la Figura 3 y en la Tabla 6).

Por ejemplo, para localizar los puntos de amarre de una torreta de 15,5 m, veremos en la Tabla 6 que necesita nueve vientos, los cuales irán distanciados 5,93 m de la zapata central.

Para esto, colocará sobre el terreno un punto donde irá la zapata, y mediante una cuerda de 5,93 m trazará un círculo alrededor. Sobre él, los puntos de anclaje irán separados un arco de 120º. Esta disposición debe



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seguirse siempre, pues es determinante, como ya hemos visto, de la sujeción de la torreta.

Figura 8.

Cuando la forma del terreno sea irregular y los puntos de anclaje no coincidan en el mismo plano, se deberán de respetar los ángulos que el fabricante suministra entre el eje vertical de la torreta y los vientos. En nuestro caso, es de 25º. (Ver Figura 9).



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25║25║

Figura 9.



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Tabla 6. Anclajes para las torretas modelo 180 de Televés.

Altura de la torreta (incluido mástil)

(en m)

Características de los vientos (Ver Figura 3)

Distancia PZ 2,65 m 8,5 Altura del punto A 5,50 m

(3 vientos) Cable a: diámetro 5 mm longitud 6,43 m Distancia PZ 3,13 m Altura del punto A 6,50 m

9,5 Cable a: (3 vientos) diámetro 5 mm

longitud 7,60 m Distancia PZ 4,05 m Altura del punto A 8,5 m Cable a: diámetro 4 mm

11,5 longitud 9,94 m (6 vientos) Altura del punto B 4,34 m

Cable b: diámetro: 3 mm longitud : 6,22 m Distancia PZ 4,53 m Altura del punto A 9,50 m Cable a: diámetro 4 mm


Cable b: diámetro: 3 mm longitud : 6,82 m



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Distancia PZ 5,46 m Altura del punto A 11,50 m Cable a: diámetro 4 mm


Cable b: diámetro: 3 mm longitud : 8,29 m Distancia PZ 5,93 m Altura del punto A 12,50 m Cable a: diámetro 4 mm longitud 14,62 m Altura del punto B 8,29 m

15,5 Cable b: (9 vientos) diámetro: 3 mm

longitud : 10,74 m Altura del punto C 4,03 m Cable c: diámetro: 3 mm longitud: 7,51 m Distancia PZ 6,86 m Altura del punto A 15,50 m Cable a: diámetro 4 mm longitud 16,96 m Altura del punto B 9,40 m

17,5 Cable b: (9 vientos) diámetro: 3 mm

longitud : 12,27 m Altura del punto C 4,66 m Cable c: diámetro: 3 mm longitud: 8,70 m Distancia PZ 7,33 m Altura del punto A 15,50 m



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Cable a: diámetro 4 mm longitud 18,13 m Altura del punto B 11,60 m Cable b: diámetro: 3 mm

18,5 longitud : 14,49 m (12 vientos) Altura del punto C 7,66 m

Cable c: diámetro: 3 mm longitud: 11,17 m Altura del punto D 3,71 Cable d: diámetro: 3 mm longitud: 8,61 m Distancia PZ 8,26 m Altura del punto A 17,50 m Cable a: diámetro 4 mm longitud 20,47 m Altura del punto B 13,03 m Cable b: diámetro: 3 mm

20,5 longitud : 16,30 m (12 vientos) Altura del punto C 8,60 m

Cable c: diámetro: 3 mm longitud: 12,57 m Altura del punto D 4,34 m Cable d: diámetro: 3 mm longitud: 9,80 m



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9.1.8.- Montaje de la torreta.

El montaje en campo puede realizarse de muy diversas formas. Cada instalador tiene su particular procedimiento, en función de la experiencia. No obstante, a continuación veremos dos métodos en los que se basan todos los demás.

Montaje vertical.

Consiste en fijar a la base de la zapata el primer tramo de la torreta, izando con ayuda de una grúa los demás, e ir escalando los tramos sucesivamente para atornillar y asegurar los engarces entre tramos. Los vientos se irán colocando al mismo tiempo, para dar seguridad. No se pueden montar dos tramos seguidos sin que uno de ellos disponga de vientos, por lo que si es necesario deben usarse vientos auxiliares de montaje, retirándolos después de acabado el trabajo.

La escalada se realizará contemplando las normas de seguridad al respecto y empleando los materiales especiales necesarios (cuerdas de sujeción, cinturones de seguirdad, etc).

Montaje horizontal.

Consiste en montar la torreta previamente sobre el terreno y después izarla mediante una grúa. Este sistema puede emplearse únicamente con torretas de altura inferior a los 18 metros.



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9.1.9.- Anclaje de vientos.

No existen muchas diferencias entre la colocación de los vientos en mástiles y en torretas, sólo que en estas últimas las longitudes y grosores de los cables de los vientos son mayores.

Los vientos superiores se anclarán en los aros de viento que forman parte de la torreta,

Los demás lo harán mediante aros de viento no fijos, que se colocarán a las alturas mencionadas en la Tabla 6. Solamente decir que los datos de ésta se corresponden a la torreta de la firma Televés. En caso de emplear otra firma comercial, éstos pueden variar sustancialmente; conviene por tanto estudiar la documentación que los fabricantes facilitan.

RECUERDE

Las torretas son elementos mecánicos que se usan para elevar la altura de las antenas cuando es necesario. Se colocan en el suelo mediante obras de albañilería que deben realizarse por personal cualificado.



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9.2.- TORRETAS EN TEJADOS Y ANCLADO DE VIENTOS EN MUROS Y VIGAS.

En caso de instalar la torreta en un tejado, azotea u otro lugar del edificio, es necesario ponerse en contacto con el arquitecto responsable del edificio o encargar un estudio técnico para determinar la resistencia de la construcción donde se va a realizar la obra.

Los anclajes de los vientos se realizarán en muros, vigas o elementos constructivos suficientemente resistentes.

9.2.1.- Señalización.

Los tramos deberán pintarse alternativamente de blanco y rojo aeronáutico, siendo de este último color los extremos de la torreta, para que pueda verse fácilmente y de acuerdo con las normas de la O.A.C.I. (Organización Internacional de Aviación Civil).

Torretas de alturas superiores a 45 m deberán disponer, además de lo anterior, de un balizamiento nocturno consistente en tres luces de color rojo dobles cada 45 m.

9.2.2.- Mantenimiento.

Para proteger la torreta contra la corrosión y los ataques de los agentes atmosféricos, los materiales que la componen ya son sometidos en fábrica a un tratamiento superficial a base de cincado electrolítico.



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No obstante, es aconsejable aplicar un revestimiento a base de pintura, de la siguiente manera:

Primera capa de protección química: pintura al cromato de cinc.

Segunda capa de protección mecánica con pintura sistética epoxídica o poliuretánica.

RECUERDE

Por su altura y peligrosidad para la navegación aérea es necesario señalizar y balizar perfectamente las torretas según indican las normativas vigentes.



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RESUMEN.

Los puntos más importantes tratados en el Capítulo los podemos condensar en las siguientes ideas elementales:

En caso de necesitar para la instalación de la antena una altura mayor a la permitida para la longitud de los mástiles, se utilizan unas torretas metálicas diseñadas a tal fin.

Las torretas pueden formarse a partir de varios cuerpos ensamblados entre sí.

Las torretas de alturas grandes se sujetan mediante vientos.

Para su colocación en el suelo se realizan obras de albañilería y encofrados.

Por su elevada altura, las torretas deben estar señalizadas y balizadas según la normativa vigente.

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