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[Resuelto] Mi primera memoria técnica

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EA3HPV
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#349193  - 17 junio, 2020 23:52 

Hola,

En primer lugar un saludo a todo el foro.

Me llamo Eduard, ya hace unos años que tengo la licencia pero prácticamente me estreno en este Hobby ya que anteriormente por motivos de estudios y trabajo no pude dedicarle tiempo.

Ahora dispongo la oportunidad de tener una estación fija, no de grandes dimensiones pero seguro que me traerá buenos momentos. El motivo de este hilo es para obtener respuesta a algunas dudas y verificar algunos cálculos para la memoria técnica.

Una de las partes de esta afición que más me gusta es la de fabricar antenas. La idea es obtener el permiso para la instalación de una Cobweb y de dos dipolos, los tres auto fabricados.

La instalación se realizaría en la parte central del tejado de una casa familiar para que quede centrado y menos visto. También sería más fácil la fijación de los vientos. La altura del mástil sería de 6m, donde quedarían 5m de voladizo. Un metro por debajo de la parte superior del mástil se fijarían los vientos, 3 vientos a 120º. Esta es la idea, los cálculos nos dirán si estamos en lo cierto.

La pared vertical de sujeción del mástil hace 38cm. Es la pared que une un tejado, el del nivel superior, con el otro que queda debajo.

La distancia entre agarraderas debería de ser de 1/6 si no me equivoco, es decir necesitaría un metro para un mástil de 6m.

Hablando con un herrero me podría fabricar un soporte como el que se ilustra en la siguiente ilustración.

Soporte pared

Conta de dos bases unidas a dos estructuras rectangulares que a su vez se unen a un tubo de 1m de longitud, de diámetro un poco más grande que el mástil para que quede ajustado dentro. Luego se fijaría con tornillos. Me harían la simulación de la fuerza que puede aguantar.

 

Para la comodidad de instalación y mantenimiento de las antenas me gustaría usar un mástil telescópico. Me parece interesante el ALUMAST EA6,5@1,9M. Dispone de 4 secciones de 1,9m, espesor de 2mm, diámetro de 55/40 y peso de 6Kg. Material aluminio T5 6061/6063 y abrazaderas galvanizadas.

En las especificaciones aparece el valor de fuerza adicional de 87N que hace referencia a una fuerza horizontalmente aplicada en la extremidad del mástil extendido sin puntos de anclaje y una longitud que afianza con abrazadera del mástil de 1/6 parte.

¿Cómo puedo conocer el momento flector de este mástil? Entiendo que me dan la carga máxima que puede resistir en el punto superior. Si multiplicamos por la longitud del mástil nos daría el momento pero en ese punto, no?

 Antes de entrar en detalle con los cálculos de las antenas me gustaría confirmar que no voy (o si) mal encaminado.

 

Muchas gracias,

Eduard

Eduard - EA3HPV

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EA4AC
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#349202  - 18 junio, 2020 06:00 

@ea3hpv

"...Conta de dos bases unidas a dos estructuras rectangulares que a su vez se unen a un tubo de 1m de longitud, de diámetro un poco más grande que el mástil para que quede ajustado dentro. Luego se fijaría con tornillos. Me harían la simulación de la fuerza que puede aguantar..."

 

No es necesario construir esto. Ya venden las fijaciones, en Leroy Merlin, por ejemplo. Yo he comprado dos este finde pasado.

 

Soporte atornillable para mástil TELEVÉS 2401 de 300 mm

Mástil encajable para antena de TV EVOLOGY 1,5 m

Un saludo.

 

Cédric Puchalski Jiménez - EA4AC
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EA3HPV
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#349205  - 18 junio, 2020 09:46 

@ea4ac

Como la distancia entre ambos soportes es poca, 38cm, pensé en hacer este tipo de estructura que comentaba.

El mástil iría 1m por dentro del tubo del soporte.

Si pongo dos soportes de pared como los que comentas la distancia entre ellos sería muy poca, no?

 

Gracias, 

Eduard 

Eduard - EA3HPV

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EA4AC
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#349207  - 18 junio, 2020 09:59 

@ea3hpv

No entiendo tu pregunta.

 

Cédric Puchalski Jiménez - EA4AC
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EA3HPV
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#349208  - 18 junio, 2020 10:21 

@ea4ac

La pared vertical para poner los dos soportes hace 38cm.

Con los soportes que me comentas quedarían muy juntos por eso quería hacer un soporte con un tubo de 1m para poder encajar el mástil dentro de el y así darle más distancia de agarre, no se si me explico.

 

Gracias, 

Eduard

Eduard - EA3HPV

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EA4AC
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#349210  - 18 junio, 2020 10:50 

@ea3hpv

38 cms de separación vertical entre soportes no creo que sea lo mejor para ningún tipo de antena.

A medida que el peso se aleja del soporte más bajo, más torsión se genera.

Imagina un martillo de gran peso y con un mango largo, en vertical, con la cabeza en la parte superior, pero sujetado por por una sola mano en la parte inferior, te será difícil mantenerlo en equilibrio si aplicas una fuerza horizontal sobre el martillo. 

Si ya sujetas en martillo con dos manos, mejora la sujeción, y si separas las manos, mejor.

No se si he sido lo suficientemente gráfico.

Saludos.

 

 

 

Cédric Puchalski Jiménez - EA4AC
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EA3FNM
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#349211  - 18 junio, 2020 11:24 

Si quieres reforzarlo por encima de esos 38cm tendrás que poner un par de tirantes a 45º para que desde la pared suban hacia el mástil y se fijen a este por encima de la pared. Aunque te lo refuerza lo hace solo en dos lados si solo usas la pared y no puedes conseguir dos puntos de apoyo más para que esté a 45º. Sería como ponerle "patas" al mástil.

Además puedes poner 4 grapas a pared, una a cada para que haga más fuerza y mejor si asienta sobre el suelo y así no debe soportar el peso de todo el conjunto.

Pero has los cálculos y luego decides 😉 A fabricar y comprar estás siempre a tiempo.

EA3FNM
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Pedro
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EA3HPV
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#349212  - 18 junio, 2020 12:03 

@ea3fnm

Hola, entiendo lo que me comentas el problema que tengo es que sobresale un poco el tejado, es decir el tejado se apoya sobre esta pared y tiene unos centímetros de voladizo.

La idea que tenía era fabricar el soporte que comentaba.

Dos platinas con una buena base separadas a estos 38cm, con dos tubos rectangulares que se unen a un tubo cilíndrico de 1m de longitud. Todas las piezas de hierro de grueso de 5mm. El mástil iría dentro de este tubo de 1m de longitud. 

El peso total de las antenas no pasará de unos 5/6 kg.

Tengo los calculos hechos a falta de unas dudas. Más tarde cuando llegue a casa lo subo. 

 

Muchas gracias

Eduard

Eduard - EA3HPV

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EA1CN
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#349213  - 18 junio, 2020 12:16 

Hola Eduard y hola a todos. Hay que hacer los cálculos bien, pero yo, en principio y así de entrada no veo problema en esa sujeción con una separación de esos 38 cm si se ponen unas buenas garras de muro como dice Cédric, PERO yo prefiero las garras de empotrar en muro 40 cms con su cemento y todo. Aunque esas garras que mencionan si se ponen con unos buenos tacos HILTI y tal...puede ser. Las que digo son 2405 o 2406 de Televes

Y digo lo anterior porque ya tienes previstos los vientos, bien puestos tienen que estar y del diámetro y sujeción adecuada, por eso esas garras que mencionamos soportarán mayormente fuerza vertical, ya que las riostras se encargan de las horizontales. Es, en principio mi punto de vista.

Dices que el mástil es de aluminio. Personalmente no me parece suficientemente robusto. Es que si lo que pones arriba es una colineal la cosa es diferente que si pones antenas grandes, pesadas (relativamente). No sé, en fin, cosa muy seria. Viene un viento fuerte y eso vibra y se retuerce que no veas. En fin. Es mi opinión.

Hay colegas que saben mucho más que yo de estos temas y te aconsejarán bien. Un mástil de aluminio tiene un momento flector mucho más bajo que uno de hierro como el 3010 de televés.

Muy serio todo.

73

73. Diego

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EA3HPV
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#349214  - 18 junio, 2020 13:37 

@ea1cn

Hola Diego, 

Por supuesto que es muy serio por eso quiero asegurarme de todo.

En cuanto a la opción de utilizar el mástil de televes también lo he planteado.

Mi preocupación es al tener poco espacio si podía utilizar un soporte que le diera más robustez como el que comentaba.

Esta noche escribiré los cálculos que he ido haciendo de la carga de la antena cobweb. 

Las otras dos antenas son dos dipolos de hilo con una cajita para hacer la conexión y el Balun. Tengo dudas como se calcula la carga de dichas antenas. 

Todo el sistema de antenas no hará más de 6Kg. 

 

Gracias, 

Eduard

 

 

Eduard - EA3HPV

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EA4AC
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#349216  - 18 junio, 2020 14:16 

Por si no he sido claro acerca de los 38 cms.

 

IMG 20200618 151437

Cédric Puchalski Jiménez - EA4AC
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EA3HPV
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#349218  - 18 junio, 2020 15:15 

@ea4ac

Hola Cédric, si te he entendido. De hecho esto es lo que comento en el primer post.

Para ello había pensado en la estructura que comentaba. 

 

Perdona por el dibujo, pero creo que la idea se entiende. El mástil va situado por dentro de la estructura tubular de 1m.

 

Gracias, 

Eduard 

Eduard - EA3HPV

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EA4AC
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#349219  - 18 junio, 2020 15:24 

@ea3hpv

Parece que no me explico, último intento, la separación de 38 cms entre anclajes ES INSUFICIENTE de manera muy evidente para la sujección de cualquier tipo de antena.

 

Lo que estás haciendo es, como intento explicar en mis post anteriores, es crear un martillo con un gran peso en un extremo (parte superior) y poca sujeción en la base. El resultado, todo cederá ante el menor golpe de viento.

Suerte.

 

Cédric Puchalski Jiménez - EA4AC
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EA4FWU
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#349220  - 18 junio, 2020 15:37 

Hola Eduard,

 

En la Revista Radioaficionados de 2017 y 2018 (en la zona de descargas de la web de URE tienes los PDFs) tanto @ea1cn (Diego) como @ea4cfe (José María) tocaron el tema de las memorias, cálculos tipos de soportes, formulas y demás en diversos artículos.

 

A mí me han venido de lujo para calcular y replantear si estación (estoy en tramites y ya he respondido a la primera subsanación por dudas de la bajante). Muy importante, haz buenas fotos y buenos esquemas, en la JPIT no conocen tu ubicación y cuanto más fácil se lo pongas a ellos, más rápido podrás tener la "fumata blanca".

 

P.S.: Si te puede el "ansia viva" en la revista de febrero de 2018 tienes los artículos de @ea4cfe recopilados (a partir de la página 168 del PDF), pero ni se te ocurra perderte el de Diego en la revista de Enero de 2017. 

 

Yo he disfrutado haciendo la memoria, y eso que en esta primera versión no me he calentado la cabeza y he tirado de antenas de mercado. Cuando ya tenga con qué "hacer ruido" por las ondas, ya empezaré a pensar en rotores, dipolos rígidos, directivas y demás. De momento bastante susto tienen ya en mi comunidad 😎 

Israel R.F.

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EA3HPV
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#349222  - 18 junio, 2020 15:41 

@ea4ac

Ok, te entiendo quizás es mi manera de verlo que como tampoco tengo mucha alternativa me empeño con esta solución... 

Gracias

Eduard - EA3HPV

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EA3HPV
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#349223  - 18 junio, 2020 15:43 

@ea4fwu

Muchas gracias por la información, le haré una ojeada. 

Para hacer los cálculos de la cobweb me he basado en varios artículos pero tenía la duda de como se debe tratar la superficie de la caja del Balun/conexiones(12x8x5cm) y de las dos platinas que hacen de soporte. 

Saludos, 

Eduard

 

Eduard - EA3HPV

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EA1CN
Mensajes: 4222
#349224  - 18 junio, 2020 16:10 

Gracias Israel. De todas formas, hay colegas que tienen el asunto de los cálculos y las memorias más estudiado y mejorado que yo.

Eduard, te mando un correo privado.

Sería cuestión de revisarse los foros para ver (casi) todo lo publicado en cuanto a memorias.

Cédric, sí se te entiende perfectamente, pero observa que el colega ha dicho desde un principio que pondrá vientos a 1 m. de la cúspide del mástil con la instalación arriba del todo. Entonces igual no es como piensas, con una única sujeción para todo el tinglado. Así pues la sujeción que él plantea soportaría casi exclusivamente el peso en vertical. ¿No estás de acuerdo aún?. Saludo cordial.

73

73. Diego

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EA4AC
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#349225  - 18 junio, 2020 16:13 
Publicado por: @ea1cn

Cédric, sí se te entiende perfectamente, pero observa que el colega ha dicho desde un principio que pondrá vientos a 1 m. de la cúspide del mástil con la instalación arriba del todo. Entonces igual no es como piensas, con una única sujeción para todo el tinglado. Así pues la sujeción que él plantea soportaría casi exclusivamente el peso en vertical. ¿No estás de acuerdo aún?. Saludo cordial.

73

Perfecto.

Perdón por el gazapo, se ha ido una tecla de más.

 

Un saludo.

 

Cédric Puchalski Jiménez - EA4AC
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EA1CN
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#349227  - 18 junio, 2020 16:17 

@ea4ac

Ningún problema Cédric. 👍 

73. Diego

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EA3HPV
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#349248  - 18 junio, 2020 23:14 

Buenas noches, 

 

A continuación expongo el cálculo de la carga de la antena Coweb a falta de confirmar como se calcula la parte del balun y soportes.  Me he basado en algunos artículos vistos en el foro e internet.

La estructura principal la compré ya hecha, os dejo una par de ilustraciones.

soporte coweb

Soporte coweb2

Consta de dos tubos de acero de diámetro 25mm de longitud 1m en cruz, más otro tubo de la misma dimensión donde va sujetado el balun. Se adapta tubos de fibra de vidria de 20mm de diámetro y de longitud 1.4m, a cada extremo de la cruz.

Para sujetar la cruz como se observa en la foto se realiza con una pletina de 5mm, lo mismo para sujetarlo con el mástil, una en horizontal y la otra en vertical. Esta parte es la que tengo dudas de cómo se debe realizar el cálculo junto con cómo se debe tratar la caja del balun y conexiones.

 

Para calcular el momento flector total que debe soportar el mástil lo calculo como la suma de los momentos de cada antena más la del mástil;

[1] Mt=Ma1+Ma2+…+Man+Mm [Nm]

El momento de cada antena es el resultado del producto de la carga del viento por la longitud des del anclaje de la antena hasta el empotramiento del soporte en la pared.

Momento antena:

[2] Ma=Q·L [Nm]

Donde la Q es la carga del viento y L la longitud (de la antena hasta el punto superior de anclaje)

[3] Q=Pv·Sa

Pv=Presión del viento [N/m2]

[4] Pv=(v^2/16)·g -> [5] Pv=0,0473·v^2  donde v [km/h]

Sa= Superficie equivalente de la antena (m2)

[6] S=D·h·c   (m2)

Donde D diámetro exterior mástil, h altura mástil libre, c coeficiente eólico (0,7 cilíndrico)

Momento del mástil:

[7] Mm= (1/2)·h·Fv [Nm] , Fv=Pv·S

[8] Mm= (1/2)·h·Pv·S= (1/2)·h·Pv·D·h·c=(1/2)·h^2·Pv·D·0,7

[9] Mm (situado a <20m de altura) =D·h^2·280 [Nm], calculado con 130Km/h

En caso de utilizar más de un mástil, calculamos el momento flector equivalente del mástil total y resto el momento flector de un tubo de mástil.

[10]Mm’= (1/2)·h^2·Pv·D.0,7 - (1/2)·lt^2·Pv’·D·0,7

Donde Pv’ es la presión del viento al que está calculado el tubo de mástil por el fabricante.

 

Momento antena Cobweb:

4 elementos fibra de vidrio de 1.4m de 20mm de diámetro:

Sequ1=4·0,7·D·L=4·0,7·0,020·1,4=0,0784 m2

3 elementos de acero:

Seq2=3·0,7·D·L=3·0,7·0,025·1=0,0525 m2

Faltaría calcular la superficie equivalente de los dos soportes y de la caja del balun que no tengo claro cómo hacerlo ya las superficies son planas y entiendo que afecta más en una dirección en concreto del viento.

Entiendo que las cargas producidas por cada hilo de 1,5mm de diámetro de cada banda son despreciables ya que me dan valores del orden de 10e-3 m2.

 

Estos datos se han interpretado de varios artículos; "Calculo de la carga del viento" EA4HFS, "Carga al viento para antenas" Juan ???, "Cálculos mecánicos de las estructuras soportes de antenas" URE.

 

Gracias,

Eduard

 

Eduard - EA3HPV

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