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Técnica y Divulgación

CÁLCULOS MECÁNICOS DE LAS ESTRUCTURAS
SOPORTES DE ANTENAS
MEMORIA

SISTEMA TERRENAL
Normas generales
Las antenas para la captación de las señales terrenales se montarán sobre mástil o torreta, bien arriostradas o sujetas a paramentos
verticales.
Las antenas se colocarán a una distancia mínima de 1 m. entre una
y otra y en orden decreciente con la frecuencia, esdecir, la de superior frecuencia en la parte más alta de la estructura.
El reglamento establece que en las antenas y su estructura deben
poder resistir las velocidades del viento siguientes:
Para alturas iguales o inferiores a 20 m sobre el suelo, 130 km/h.
Para alturas superiores a 20 m sobre el suelo, 150 km/h
La presión del viento origina una presión dinámica dada por la formula:
y.v2
Pv= –––––- expresada en kg/m2.
2g
donde
y = 1,2 kg/ m2 ( densidad media del aire).
v = velocidad del viento en m/s
g = 9.81 m/s2 (aceleración de la gravedad)
La presión dinámica del viento multiplicada por la superficie que presenta la antena al viento será la carga de la antena al viento.
Q = Pv . S antena.
Normalmente el fabricante facilita la carga al viento de sus antenas
para unavelocidad de terminada y se suele expresar en Newton (1 Kg
= 9.81 N).
El momento flector que origina una antena en el punto de anclaje
del mástil será:
Ma = Qa . L
Siendo:
Ma = Momento de la antena en N.m.
Qa = Carga de la antena al viento en m.
L = Longitud en m desde el punto de anclaje de la antena y
el punto de anclaje superior del mástil.

1.- Descripción: Será un mástil tubularcompuesto por 10 tramos
de 3 metros, de tubo de 5@ (pulgadas), empalmados por bridas adecuadas de 8 tornillos, todo ello zincado por inmersión.
El arriostramiento consiste en tres órdenes de tres vientos de cable
de acero galvanizado de 6 mm. de sección, tipo 6 x 19 +1, fijados al
mástil a 9, 18 y 27 metros de altura sobre el pié.

CÁLCULOS
2.- Superficie:
La superficie al viento del mástil,teniendo en cuenta el coeficiente
aerodinámico para formas tubulares es:
(A)
Superficie del tubo: 30 x 0,14 x 0,66 = 2,77 m2.
Patés y cartabones
0,53 m2
–––––––––
Total....
3,30 m2
Donde
30 es la longitud del mástil en metros
0,14 diámetro exterior del mástil en metros (*)
0,53 superficie estimada de elementos añadidos al mástil.
(*) Nota: La medida habitual de los mástiles se da enpulgadas
referidas a su diámetro interno por lo que hay que añadir el grueso de
pared del mismo y después a metros; existiendo unas tablas estandarizadas de equivalencias sobre estos gruesos que no suelen estar
al alcance de todos.
En nuestro caso bastará con suponer que un tubo de 5 pulgadas de
diámetro interior equivale a un diámetro exterior de 14 cm aproximadamente.

El momento total delsistema será:
Mt = Mm + Ma1 + Ma2 + .... + Man
Siendo Ma momentos de las antenas
Ma1 = Qa1 . L1
Man = Qan . Ln
Mn = Momento del mástil
Mm = Pv . S mastil . h/2
Siendo:
h = Altura del mástil desde el anclaje
S = Superficie que presenta el mástil al viento.
El momento total del sistema (Mt) debe ser menor que el que especifique el fabricante.
Estos cálculos se presentarán en función de lacarga de las
antenas y de la altura a la que se colocan, así como del momento flector intrínseco del mástil.
El orden de seguridad de estas instalaciones deberá ser del
orden del 30%.

26 - URE (3/2001)

Figura 1

Demostración:
Siendo 1 pulgada igual a 2,54 cm aprox. tenemos que convertir las
5 pulgadas a cm y sumar la superficie de pared del tubo que en nuestro caso sería 0,511 por loque tenemos:
2,54 x ( 5” + 0,5 11) = 13,997 cm que redondeamos a 14 cm o lo
que es lo mismo 0,14 m., que aplicado a la expresión (A) nos da el
correspondiente resultado.
3.- Superficie del viento
Empuje del viento sobre el mástil propiamente dicho. Adoptando
una presión del viento de 200 kg/m2 ( velocidad del viento de más de

200Km/h ), la fuerza máxima aplicada por el viento al mástil...