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[Resuelto] Mi primera memoria técnica

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EA2AQH
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#349253  - 19 junio, 2020 07:22 
Publicado por: @ea3hpv

 

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.

 

 

 

Buenos días tocayo.

Voy a darte mi opinión, espero que te ayude y no te líe. La idea de este soporte que propones no es mala, solamente te indico algunas apreciaciones.

-Los dos brazos horizontales deben ser lo más corto posible para disminuir la flexión, pero deben ser lo suficientemente largos para librar las tejas o saliente del tejado.

-De igual manera, el elemento vertical debe ser lo más corto posible porque el momento generado por la distancia será importante, pero también debe librar el saliente del tejado.

-Te recomiendo buscar otro perfil diferente para el elemento vertical y que no sea un mástil o barra perforada. El motivo es porque la unión con perfilería plana (elementos horizontales) será muy débil porque la superficie de contacto entre ambos elementos será pequeña y todo dependerá de la calidad de la soldadura. Yo he diseñado y calculado la carga de algunos soportes parecidos como el que muestras. La perfilería que he escogido siempre es:

Elementos horizontales  -->  Sección cuadrada

Elemento vertical          -->  Sección angular

Si el brazo horizontal es lo suficientemente largo, se añade un cartabón o cartela, o sea, un triángulo rectángulo para que disminuya la flexión del elemento vertical y rigidizar el conjunto.

 

73 de Eduardo - EA2AQH

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EA2AQH
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#349254  - 19 junio, 2020 07:30 
Publicado por: @ea3hpv

 

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

Añado:

Los mástiles telescópicos tienen el problema (a mi modo de ver) que el último tramo tiene muy poca sección y encima es donde vas  a fijar la antena, además que es el más alejado del suelo. Por tanto, debes estar bien seguro que puede soportar. 

Por otro lado, se complica bastante el cálculo, porque al ser varios mástiles, debes calcular la flexión de cada uno de ellos por separado en el punto de unión de todos y cada uno de ellos. La manera de calcularlo es considerar a cada elemento que está por encima por separado y calcular el momento flector de todos ellos. Se suman todos y se compara con el momento flector máximo que soporta el mástil, aplicando un margen de seguridad de al menos un 50%

Si a estos cálculos le añades que el mástil esté arriostrado, debes restar la carga al viento generada en cada punto de amarre lo cual redundará en una disminución de dicho momento flextor mejorando la calidad de la instalación.

En alguna instalación similar a la que indicas me ha surgido que alguno de los tramos está bien dimensionado pero otros no así que mucho cuidado y asegúrate bien.

 

73 de Eduardo - EA2AQH

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EA2AQH
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#349255  - 19 junio, 2020 07:52 
Publicado por: @ea3hpv

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

 

Buenos días tocayo.

Mis comentarios:

- No has indicado nada de arriostramientos en tus cálculos, supongo que lo considerarás más adelante  ¿?

- Momento Antena: Es correcto. Al ser una antena "horizontal" se considera como una carga "puntual". Si fuera vertical, se considera como una carga "distribuida" y el momento hay que medirlo desde el punto medio de la antena. Por este motivo, las antenas verticales suelen producir un momento flector mucho mayor.

- Momento del mástil: "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."

Si solamente quieres calcular el momento en la base es correcto. Sin embargo, en cada punto de unión de cada mástil se produce una flexión y por tanto un momento en todos y cada uno de ellos que al ser de diferente sección, es diferente, al igual que lo es su momento flector máximo.

Por otro lado, veo que has estimado una velocidad de viento de 130 km/h. Yo SIEMPRE uso el valor máximo por normativa que es el de 150 km/h y así aumentar la seguridad de la instalación.

- Momento antena: Está muy bien el desglose de la superficie que has realizado. Si tienes elementos con diferente superficie, estima siempre el peor de los casos, o sea, la superficie de la cara máxima. Para no complicarte la vida con los cálculos de superficie, al dato que has estimado súmale un 10% y redondea al alza. Así te aseguras que tomas en cuanto todos los elementos "pequeños" pero no despreciables.

 

73 de Eduardo - EA2AQH

 

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EA3HPV
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#349257  - 19 junio, 2020 08:35 

@ea2aqh

Hola Eduardo, muchas gracias por tus consejos y comentarios, es de gran ayuda para ir avanzando 🙂 

-Los dos brazos horizontales deben ser lo más corto posible para disminuir la flexión, pero deben ser lo suficientemente largos para librar las tejas o saliente del tejado.

Si, eso mismo había pensado, se me pasó por alto indicar la longitud de los brazos, son de 25cm, lo justo para librar el saliente.

-De igual manera, el elemento vertical debe ser lo más corto posible porque el momento generado por la distancia será importante, pero también debe librar el saliente del tejado.

Habia pensado la distancia 1m por la relación 1/6, en este caso la parte que saldría sería de 1m- 0,38m=0,68m, pero si se podría hacer más corto.

 

La perfilería que he escogido siempre es:

Elementos horizontales  -->  Sección cuadrada

Elemento vertical          -->  Sección angular

Si el brazo horizontal es lo suficientemente largo, se añade un cartabón o cartela, o sea, un triángulo rectángulo para que disminuya la flexión del elemento vertical y rigidizar el conjunto.

tienes razón. El herrero me aseguró una muy buena soldadura pero mejor hacerlo con sección angular, se lo comentaré, así las dos superficies a soldar son planas.

Los mástiles telescópicos tienen el problema (a mi modo de ver) que el último tramo tiene muy poca sección y encima es donde vas  a fijar la antena, además que es el más alejado del suelo. Por tanto, debes estar bien seguro que puede soportar. 

El mástil que he visto es el ALUMAST EA5@1,9M, con diametro de 55 en la base y 40 en la punta. Son 4 tramos, de grueso 2mm. Indica que tiene una fuerza adicional de 87N en la punta sin vientos y con una separación de 1/6 de los soportes. Esta fuerza adicional no la sé interpretar para calcular el momento flector del mástil.

- No has indicado nada de arriostramientos en tus cálculos, supongo que lo considerarás más adelante  ¿?

Correcto, la idea era hacerlo sin y una vez confirmado los calculos restarle debido al arriostramiento.

- Momento antena: Está muy bien el desglose de la superficie que has realizado. Si tienes elementos con diferente superficie, estima siempre el peor de los casos, o sea, la superficie de la cara máxima. Para no complicarte la vida con los cálculos de superficie, al dato que has estimado súmale un 10% y redondea al alza. Así te aseguras que tomas en cuanto todos los elementos "pequeños" pero no despreciables.

Entonces para el cálculo de las dos superficies planas, una vetical y otra horizontal (soportes) y la cajita del balun/conexiones cojo las superficies de mayor tamaño, las sumo a lo anterior y le aplico todo un 10%?

 

Un cordial saludo, 

Eduard

Eduard - EA3HPV

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EA1CN
Mensajes: 4222
#349267  - 19 junio, 2020 12:52 

Hola a los dos y al resto de lectores.

En un correo privado hemos comentado Eduard y yo del tema del mantenimiento, que si son mástiles y con arriostramiento va a ser un coñazo.

Él comentó, porque yo se lo dije, la posibilidad de cambiar a torreta, torreta con puntera sería, claro. Así que te subes con el arnés y manipulas. Un amigo mío (SK) hasta se montó una silla ahí arriba. Pero Eduard piensa que es tejado, que debajo hay lo que en Segovia se llama "sobrado" y que tendría que "atravesar" el tejado y apoyarse en cierto paramento horizontal. Esto no hay que despreciarlo Eduard, "atravesar" el tejado, si se hace bien, no entra agua, pero el apoyo de la torreta es muy serio también. Pesos.

En el tejado de mi casa en SG tengo una torreta así, donde en su día hubo antenas de varios tipos y es muy cómodo trabajar para mantenimiento. En mi casa del pueblo igual, pero para las antenas de VHF con rotor. Te subes, bien pertrechado con tu cinturón y arnés con el mandil con las herramientas y listo. ¿Que hay que cambiar una antena?, deslizas el mástil hacia abajo y en la cúspide enredas, bien atado y sujeto, con las dos manos libres.

Piénsalo. Ves que tanto Eduardo como yo insistimos mucho en seguridad, cálculos bien hechos, sujeción muy fiable. Los dos hemos comentado muchas veces eso de que "esto así aguanta lo que le eches" (como los que dan pataditas a los neumáticos averiguando la presión que tienen, Ja Ja).

Nunca sabes qué viento te va a venir, en estos años atrás he visto, en Segovia, salir volando parabólicas y arrancarse pinos de cuajo. En Benidorm me pasó un letrero a 2 m de la cabeza en un temporal de invierno, encima estaba en inglés, el jodío. Muy serio todo, amigo.

Venga ánimo, a por ello.

73. Diego

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EA3HPV
Mensajes: 42
#349277  - 19 junio, 2020 15:07 

Buenas tardes a todos, 

@ea1cn

Diego, la opción de la torreta ya me gustaría 🙂 pero como no soy el propietario lo veo mucho lío. El tema de hacer el agujero al tejado lo descarto totalmente.

Si veo que para las antenas que quiero instalar el soporte que comentaba no me lo asegura tendré que mirar otras opciones. 

Por cierto vivo en la provincia de Barcelona y aquí el viento no sopla muy fuerte.

¿Sabéis donde puedo encontrar el histórico o los picos máximos de la velocidad del viento? Creo que ese dato iría bien incluirlo en la memoria. 

Gracias a todos

Eduard

Eduard - EA3HPV

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EA4FWU
Mensajes: 21
#349279  - 19 junio, 2020 15:13 

@ea3hpv

En la AEMET tienes datos http://www.aemet.es/es/datos_abiertos/estadisticas/estadistica_meteorofenologicas y http://www.aemet.es/es/datos_abiertos/estadisticas/fenomenos_meteorologicos_adversos que se remontar 5 años aproximadamente.

 

Pero imagino que https://www.meteo.cat tendrá más detalles para Barna.

Israel R.F.

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EA2AW
Mensajes: 698
#349292  - 19 junio, 2020 19:33 

Sin entrar en los soportes, te voy a comentar lo que siempre digo. Poner esa antena a 6 metros es radiar al cielo , para arriba vamos. Es decir no merece la pena y menos en bandas de 10 a 20 metros.

Si no puedes poner torre y buena altura, pues mejor una vertical del tipo end feed, como cushcraft r8. Con un mínimo soporte te sirve y el diagrama de radiación es inmensamente más bajo que lo que quieres poner, lo que se traduce en mejores DX.

Busca información sobre altura y diagrama de radiación 

https://ea3mm.org/index.php/ca/tecnic-ca/abc-de-las-antenas-ca/259-8-abc-ant-tots

Diagramas

Saludos

Saludos, Martin
Si cambias la forma en que miras las cosas,
las cosas que miras cambian

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EA2AQH reaccionó
EA2AQH
Mensajes: 710
#349296  - 19 junio, 2020 21:54 
Publicado por: @ea3hpv

@ea2aqh

Hola Eduardo, muchas gracias por tus consejos y comentarios, es de gran ayuda para ir avanzando 🙂 

Si te sirve de ayuda a ti y a otros que leen el foro me doy por satisfecho

-Los dos brazos horizontales deben ser lo más corto posible para disminuir la flexión, pero deben ser lo suficientemente largos para librar las tejas o saliente del tejado.

Si, eso mismo había pensado, se me pasó por alto indicar la longitud de los brazos, son de 25cm, lo justo para librar el saliente.

Bien. En el caso de los brazos horizontales, "les afecta" la componente vertical de la tensión de las riostras. Por tanto, para calcular la idoneidad hay que calcular primero la tensión de las riostras, obtener por trigonometría la componente vertical y así tendrás la carga en kg. De la misma manera, para calcular la flexión que soportará el elemento vertical, hay que obtener la componente horizontal de la tensión de las riostras.

 

-De igual manera, el elemento vertical debe ser lo más corto posible porque el momento generado por la distancia será importante, pero también debe librar el saliente del tejado.

Habia pensado la distancia 1m por la relación 1/6, en este caso la parte que saldría sería de 1m- 0,38m=0,68m, pero si se podría hacer más corto.

La perfilería que he escogido siempre es:

Elementos horizontales  -->  Sección cuadrada

Elemento vertical          -->  Sección angular

Si el brazo horizontal es lo suficientemente largo, se añade un cartabón o cartela, o sea, un triángulo rectángulo para que disminuya la flexión del elemento vertical y rigidizar el conjunto.

tienes razón. El herrero me aseguró una muy buena soldadura pero mejor hacerlo con sección angular, se lo comentaré, así las dos superficies a soldar son planas.

Correcto, mayor superficie de contacto, mayor agarre. De todas formas, hasta no saber la tensión de las riostras, no podrás calcular la carga sobre los soportes y por tanto calcular la sección de la perfilería. En estos casos, como en el resto no vale aquello de "yo que tú pondría...."   😉 

 

 

Los mástiles telescópicos tienen el problema (a mi modo de ver) que el último tramo tiene muy poca sección y encima es donde vas  a fijar la antena, además que es el más alejado del suelo. Por tanto, debes estar bien seguro que puede soportar. 

El mástil que he visto es el ALUMAST EA5@1,9M, con diametro de 55 en la base y 40 en la punta. Son 4 tramos, de grueso 2mm. Indica que tiene una fuerza adicional de 87N en la punta sin vientos y con una separación de 1/6 de los soportes. Esta fuerza adicional no la sé interpretar para calcular el momento flector del mástil.

A mi modo de entender ese dato no sirve para nada. Conociendo la geometría de cada uno de los mástiles se puede calcular el esfuerzo que puede soportar y con la fórmula de conversión correspondiente, "traducirlo" a momento flector máximo que puede soportar.

- No has indicado nada de arriostramientos en tus cálculos, supongo que lo considerarás más adelante  ¿?

Correcto, la idea era hacerlo sin y una vez confirmado los calculos restarle debido al arriostramiento.

Ten en cuenta que no es una resta sencilla. Hay que obtener la carga al viento debido al arriostramiento y obtener el contramomento multiplicándolo por la distancia a cada punto de flexión.

El problema de este tipo de instalaciones con elementos telescópicos, o sea de sección variable, es que complican mucho los cálculos. De todos los escenarios posibles, éste es el más complejo de calcular, casi tan complejo como el de una torre autosoportada. El motivo es que hay muchos puntos de flexión que hay que calcular:  Momentos flectores en los puntos de fijación y en los puntos de unión entre mástiles.

- Momento antena: Está muy bien el desglose de la superficie que has realizado. Si tienes elementos con diferente superficie, estima siempre el peor de los casos, o sea, la superficie de la cara máxima. Para no complicarte la vida con los cálculos de superficie, al dato que has estimado súmale un 10% y redondea al alza. Así te aseguras que tomas en cuanto todos los elementos "pequeños" pero no despreciables.

Entonces para el cálculo de las dos superficies planas, una vetical y otra horizontal (soportes) y la cajita del balun/conexiones cojo las superficies de mayor tamaño, las sumo a lo anterior y le aplico todo un 10%?

Un cordial saludo, 

Eduard

Correcto, es la manera más conservadora de tomar en cuenta todos los elementos que no has sumado: tornillería, cableado, ...  

 

73 de Eduardo - EA2AQH

 

 

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EA3HPV
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#349297  - 19 junio, 2020 21:55 

@ea4fwu

Gracias Israel, busqué un poco por encima pero no lo encontré, miraré con más detalle. 

@ea2aw

¿Has podido comprobar el rendimiento de ambas con las mismas condiciones? Sería interesante tener el dato. 

Encontré este video que es la comparativa con una R7, las dos a 4m del suelo. 

Mi única experiencia que tengo con la cobweb fue instalada con un tripode con 6m de mástil telescópico justo a nivel de suelo del terreno y por un lado me tapaba la casa ya que no llegaba a sobrepasar el tejado. He hecho varios QSOs en 20m con Russia, Canada, Sud America y con FT8 sitios más remotos que ni me imaginaba. La verdad me sorprendió mucho. También afecta bastante el entorno, serian 6m de mástil pero el terreno queda mucho más abajo a unos 14m aprox (contando el mástil), tampoco tengo edificios más altos cerca. 

No he probado ninguna vertical para poder comparar con la Cobweb. Escogí esta antena por precio/rendimiento ya que en un espacio reducido tengo 5 bandas y el resultado me gustó. Tampoco puedo opinar mucho ya que no tengo más experiencia a parte de con dipolos simples. 

Tengo en mente hacer una vertical random wire con un mástil de fibra para portable pero tienes que tener mucho espacio para los radiales sobre todo en bandas más bajas. 

 

Eduard 

 

 

Eduard - EA3HPV

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EA3HPV
Mensajes: 42
#349301  - 19 junio, 2020 22:59 

@ea2aqh

parece ser que se complica el cálculo para el mástil telescópico. Utilizar dos tramos de Televes 3010 se simplifica más pero por contra el problema que hay es su instalación y el mantenimiento de la antena.

 

Ya que Martin ha sacado el tema de la vertical voy hacer unos cálculos a ver si estoy en lo cierto.

La superfície de la antena según el fabricante es de Sa=0,232m2.

La carga de la antena sería Q=Pv·Sa

Pv=(v^2/16)·g=0,0473·v^2=1064,25 N/m2 (calculado a 150km/h)

Q=1064,25·0,232=246,906 N

Ma=Q·L

Si la antena la situamos en el siguiente mástil a 2m;

Televes ref.3009 de 2,5m de longitud y 40mm de diametro con un momento de 508,75 Nm.

Ma=246,906·2=493,812 Nm

No sería necesario el arriostramiento, si que sería des de mi punto de vista recomendable usar vientos de tipo cuerda para reforzar la verticalidad

 

Eduard 

Eduard - EA3HPV

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EA2AJO
Mensajes: 1829
#349303  - 20 junio, 2020 00:04 
Publicado por: @ea2aw

Sin entrar en los soportes, te voy a comentar lo que siempre digo. Poner esa antena a 6 metros es radiar al cielo , para arriba vamos. Es decir no merece la pena y menos en bandas de 10 a 20 metros.

Si no puedes poner torre y buena altura, pues mejor una vertical del tipo end feed, como cushcraft r8. Con un mínimo soporte te sirve y el diagrama de radiación es inmensamente más bajo que lo que quieres poner, lo que se traduce en mejores DX.

Busca información sobre altura y diagrama de radiación 

https://ea3mm.org/index.php/ca/tecnic-ca/abc-de-las-antenas-ca/259-8-abc-ant-tots

Diagramas

Saludos

Bueno mejor que la R8 esa yo creo que sería mejor tener instaladas unas antenas monobandas de al menos 5 elementos y en una torreta de al menos 50m de altura, aunque yo siempre he oído que la mejor antena es la que puedes instalar,.... teniendo en cuenta el lugar de la instalación , presupuesto, estética de cara a los vecinos....etc.

Está claro que con directivas monobandas haremos más DX  que con una vertical y seguramente con la vertical más DX que con la coweeb.... o igual no, si vivimos en una gran ciudad a lo mejor con la antena vertical recibimos prácticamente sólo ruido y con la coweeb al recibir menos por ser polarización horizontal puede que escuchemos....en radio lo más importante es oír, si no oímos a nuestro interlocutor es imposible el comunicado, comentar que he llegado más lejos con un dipolo multibanda en V invertida en un mástil de 5m que con una vertical multibanda que tuve y entonces disponía de 100w, hoy en día tengo solo 5 W y he llegado varias veces a Australia en fonia (BLU) lo que no logré con la vertical, y más lejos no se puede llegar, y por qué no me da por el FT8 por ser modos muy aburridos, pero me apostaría lo que fuese que se podría comunicar con Australia con mi dipolo con menos de  0,5W de potencia. 

 

73 y Salud. 

 

 

Juankar - EA2AJO - EA1327URE---
EAQRP-122 - - - URE-51622
EGV-40 By EA3GCY =2,5W
Yaesu ft-818 =6W
Pixie 7,023Mhz =0,6w
QRP Labs QCX CW 30m=5W
Howes 40m =2W

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EA3FNM
Mensajes: 1697
#349312  - 20 junio, 2020 11:08 
Publicado por: @ea2ajo

o igual no, si vivimos en una gran ciudad a lo mejor con la antena vertical recibimos prácticamente sólo ruido y con la coweeb al recibir menos por ser polarización horizontal puede que escuchemos....

Juankar,

Ojalá… con la w1080 recibo una interferencia de una tienda y con la vertical, por la polarización, no pero si, es cierto que más ruido con la vertical cuando no hay interferencia :_/

EA3FNM
ex-ec3ccq
Pedro
Barcelona
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EA2AQH
Mensajes: 710
#349319  - 20 junio, 2020 16:31 
Publicado por: @ea3hpv

@ea2aqh

parece ser que se complica el cálculo para el mástil telescópico. Utilizar dos tramos de Televes 3010 se simplifica más pero por contra el problema que hay es su instalación y el mantenimiento de la antena.

 

Ya que Martin ha sacado el tema de la vertical voy hacer unos cálculos a ver si estoy en lo cierto.

La superfície de la antena según el fabricante es de Sa=0,232m2.

La carga de la antena sería Q=Pv·Sa

Pv=(v^2/16)·g=0,0473·v^2=1064,25 N/m2 (calculado a 150km/h)

Q=1064,25·0,232=246,906 N

Ma=Q·L

Si la antena la situamos en el siguiente mástil a 2m;

Televes ref.3009 de 2,5m de longitud y 40mm de diametro con un momento de 508,75 Nm.

Ma=246,906·2=493,812 Nm

No sería necesario el arriostramiento, si que sería des de mi punto de vista recomendable usar vientos de tipo cuerda para reforzar la verticalidad

 

Eduard 

Hola.

He realizado unos cálculos rápidos y deduzco que el mástil es claramente insuficiente. En tus cálculos no has tomado en cuenta:

- Carga distribuida. Al ser una antena vertical, el momento hay que considerarlo en el punto medio del mismo.

- Carga concentrada. Los radiales (ocho) se considera como una carga y hay que calcular el momento de éstos, que no es despreciable.

- Superficie del mástil. No has considerado que el mástil tiene una superficie al viento y genera un momento flector en su base.

Por tanto, hay que sumar los tres momentos:

Elemento vertical + Radiales  +  Mástil

y compararlo con el que soporta el mástil, al que hay que aplicar una disminución de su valor por el margen de seguridad, de un 50%

Cálculos:

-Carga al viento:

Mástil: 0,040 m2/m x 110 kg/m2 x 0,7 = 3,080 kg/m

Cushcraft R8 - Elemento vertical:  0,027 m2/m x 110 kg/m2 x 0,7 = 2,056 kg/m

(superficie por cada metro lineal se obtiene dividiendo la superficie total entre la longitud)

Cushcraft R8 - radiales:  0,0192 m2/m x 110 kg/m2 x 0,7 = 1,478 kg

-Momentos flectores:

Mástil: 3,080 kg/m x 2m  x 1 m  =  6.16 kg m

Cushcraft R8 - Elemento vertical: 2,056 kg/m x 8,7 m  x 6,35 m  =  113.58 kg m

Cushcraft R8 - Radiales: 1,478 kg/m x 2,0 m  =  2,96 kg m

Momento total: 6,16  +  113,58  +  2,96   =   122,70 kg m

El momento máximo que admite el mástil (una vez aplicado el margen de seguridad del 50 %) es de 37,5 kg m   

Como 122,70  >  37,5   claramente NO CUMPLE

 

Para que el mástil cumpliera hay diferentes opciones que me he tomado la libertad de calcular:

1.- Reducir la velocidad del viento. Para que sea válida esta instalación, la velocidad del viento debería ser de 83,3 km/h

Esta velocidad está claramente fuera de norma, por lo que se descarta-

2.- Reducir la altura del mástil. No es posible, el momento producido por la antena es demasiado grande aún disminuyendo el mástil a longitudes de tan sólo 10 cm. Por tanto, esta opción se descarta.

3.- Instalar un mástil de mayor calidad, por ejemplo, el Televés 3010 (diámetro exterior de 45 mm)

En este caso, el Momento Total aumenta levemente a 123,47 kg m. El momento máximo que admite este mástil es de 48, 2 kg m

Como 122,70  >  48,2   claramente NO CUMPLE

4.- Arriostrar el sistema, poniendo al menos un juego de vientos sobre la antena.

Aquí hay dos opciones, usar el mástil Televés 3009 o bien el 3010.

 

4.1. Televés 3009.

Si el juego de riostras se fija  a una altura total de 6,997 m (contando con el mástil)  el momento flector en la base de éste será de 48.2 kg m

Por tanto, si se instala un juego de riostras sobre la antena a una altura máxima de 5 m o menor estará correctamente diseñado    CUMPLE

 

4.2. Televés 3010.

Si el juego de riostras se fija  a una altura total de 6,417 m (contando con el mástil)  el momento flector en la base de éste será de 48.2 kg m

Por tanto, si se instala un juego de riostras sobre la antena a una altura máxima de 4,4 m o menor estará correctamente diseñado  CUMPLE

 

 

Espero te sirva de ayuda.

73 de Eduardo - EA2AQH

 

Nota: No me hago responsable del uso que se haga de los datos y cálculos que he incluido. Cada instalación es un mundo diferente y hay que tomar en cuenta muchos aspectos.

 

 

 

 

 

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EA1CN
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#349323  - 20 junio, 2020 17:53 

Sí, creo que él ya pensaba poner riostras. Pero que Eduard tenga muy clarito que las riostras también son cosa seria. Cable del diámetro adecuado* y una sujeción que ahí la quiero ver yo. Esta mañana me he subido yo a una torre 180 de televés, 12 m. ubicada a 1000 m en la meseta, (he subido 6 m) para enganchar un trozo de cuerda y poner mi hilo largo para el test de Lynx y joder qué riostras y qué sujeción en el suelo con hormigón. Lleva ahí desde que yo saqué la licencia. Donde está es tela marinera. Y es verdad, no sé quien me dijo, igual tú Eduardo, que es tan importante la base o peana como la sujeción de los vientos. Pero sí.

Yo es que soy muy perezoso ya, será por la edad, pero eso tiene que quedar muy bien instalado y (Eduard) mantener siempre buena amistad con alguien para que le llames cuando necesites ayuda para mantenimiento, dos personas. O pagando, tú.

Ya queda menos. Jo, si es es lioso esto de ser radioaficionado a veces. Ja ja. Pero es lo que hay. ¡Animo!

(*)Diametro adecuado no quiere decir "las pongo así de gordas para que no se rompan o fallen", no, eso hay que hacerlo bien y el tensado, igual, no puede estar tenso-tenso que aumenta la presión en la base.

Y otra cosa, esto no lo digo por joder ni por nada, solo por información porque ya lo he sufrido y amigos míos lo han tenido también. ESO suena. Sí, suena, el viento al rozar superficies cilíndricas hace silbar el tinglado (las retamas de mi pueblo) y esa vibración se "puede" transmitir por la estructura del edificio a alguna(s) vivienda(s). Puede no es que sea, solo que puede. En mi casa de campo quité la puntera que tengo a la venta en el mercadillo, pero cuando estaba puesta mis invitados en una habitación protestaban por el ruido. A veces, claro, con viento. Un colega de SG (SK) tuvo que cambiar la torreta 180 de sitio porque la situó sobre la estructura en un punto que vibraba en el piso último. NO DIGO QUE PASE, digo que puede pasar. Hay que tenerlo en cuenta. No sé como, pero tenerlo. Sí sé como, no he de saberlo!.... 😉 

(¡joder qué cenizo soy, coña!).

73. Diego

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EA8DGY
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#349366  - 21 junio, 2020 17:10 

@ea2aqh yo estoy haciendo una memoria y los calculos para poner una EAxbeam en mi azotea en un poste de 6m que son dos televes 3010 unidos.... y cuando busque la resitencia de ese tubo... me salieron 67,28 Kgm,no se si es que tu le has aplicado algun coeficiente de seguridad para miniorizarlo o que.....

David Brito EA8DGY

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EA2AQH
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#349371  - 21 junio, 2020 18:42 
Publicado por: @ea8dgy

@ea2aqh yo estoy haciendo una memoria y los calculos para poner una EAxbeam en mi azotea en un poste de 6m que son dos televes 3010 unidos.... y cuando busque la resitencia de ese tubo... me salieron 67,28 Kgm,no se si es que tu le has aplicado algun coeficiente de seguridad para miniorizarlo o que.....

Hola, no sé tu nombre, pero gracias por el aporte.

Te indico los resultados de mis cálculos para que los compares con los tuyos, por si te sirve de ayuda.

Datos iniciales:

Mástil:  Diámetro exterior: 45 mm      /      Diámetro interior 41 mm

Resistencia (sin aplicar margen de seguridad): 2.600 kg/cm2    (límite elástico acero al carbono A-42)

Resistencia (aplicando un 50% de margen de seguridad): 1.733,34 kg/cm2    (límite elástico acero al carbono A-42)

 

Resultados iniciales:

Área Sección: 2,702 cm2

Módulo resistente: 2,781 cm3

Momento de Inercia: 6,258 cm4

 

Resultados finales:

Momento flector máximo (sin aplicar margen de seguridad):  72,3 kg m

Momento flector máximo (aplicando un 50% de margen de seguridad):  48,2 kg m

 

 

Espero que sirva de ayuda.

 

73 de Eduardo - EA2AQH

 

 

 

 

 

 

 

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EA8DGY
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#349408  - 22 junio, 2020 16:53 
Publicado por: @ea2aqh
Publicado por: @ea8dgy

@ea2aqh yo estoy haciendo una memoria y los calculos para poner una EAxbeam en mi azotea en un poste de 6m que son dos televes 3010 unidos.... y cuando busque la resitencia de ese tubo... me salieron 67,28 Kgm,no se si es que tu le has aplicado algun coeficiente de seguridad para miniorizarlo o que.....

Hola, no sé tu nombre, pero gracias por el aporte.

Te indico los resultados de mis cálculos para que los compares con los tuyos, por si te sirve de ayuda.

Datos iniciales:

Mástil:  Diámetro exterior: 45 mm      /      Diámetro interior 41 mm

Resistencia (sin aplicar margen de seguridad): 2.600 kg/cm2    (límite elástico acero al carbono A-42)

Resistencia (aplicando un 50% de margen de seguridad): 1.733,34 kg/cm2    (límite elástico acero al carbono A-42)

 

Resultados iniciales:

Área Sección: 2,702 cm2

Módulo resistente: 2,781 cm3

Momento de Inercia: 6,258 cm4

 

Resultados finales:

Momento flector máximo (sin aplicar margen de seguridad):  72,3 kg m

Momento flector máximo (aplicando un 50% de margen de seguridad):  48,2 kg m

 

 

Espero que sirva de ayuda.

 

73 de Eduardo - EA2AQH

 

 

 

 

 

 

 

Eduardo, me llamo David, perdon pero tengo que actualizar mi firma del foro que la tengo desnuda y no tengo el nombre como todos jejejjeje

 

Yo te decia lo de los datos del televés porque esta es la tabla del fabricante y son 656.75 Nm lo que son 65.80 Kgm realmente (k puse antes 67 pero claro lo dije de memoria xD) y es la referencia que he usado para mis calculos, aunque yo de bruto no he aplicado ningun coef de seguridad.... y aun arriostrandolo casi por debajo del rotor llego casi al maximo del momento flector del tubo y eso gracias a que a parte de las riostras me apoyo en el efecto riostra que ejerceria un dipolo para las bandas mas bajas que no me cubre el paraguas...., pero creo k estoy considerando mal la eaxbeam... la estoy tomando como una antena vertical, como carga distribuida y no veas como se me dispara el momento en el empotramiento, que es muy similar al tuyo también... en estos dias voy a publicar aqui mis datos en un post a parte para pedir consejo y cerrar este tema ya para mandar las cosas a teleco

image

 

David Brito EA8DGY

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EA3HPV
Mensajes: 42
#349423  - 23 junio, 2020 00:19 

@ea2aqh

Hola, 

que desastre se me olvidó los radiales, la superficie del mástil y considerar la antena vertical como carga distribuida, casi nada... este ejemplo ha sido muy útil para el cálculo de una vertical. 

 

Volviendo al primer caso me he estancado en el cálculo considerando los tramos del mástil telescópico. 

Finalmente he podido aumentar la distancia de los anclajes a 60cm y también he cambiado el diseño del soporte, no habrá la sección angular para introducir dentro el mástil.

alzado

Buscando mástiles telescópicos de acero, solo he encontrado de 3m de longitud por tramo. Este tamaño no me va bien ya que no podría hacer el mantenimiento. He pensado en rebajarlos a 2m, cosa que plegados me da la altura suficiente, ya que el mástil empieza de un nivel más a bajo.La antena cobweb quedaría a 5m de altura.

Serían tres tramos de 2m, con dos uniones que perderíamos 40cm por unión.  

En este mástil telescópico no aparece la información del momento flector de cada uno pero aparece el tipo de acero. 

Para ello he buscado información sobre el material S235-JR y aparece que tienen un límite elástico de 235N/mm2.

Para calcularlo he hecho estas operaciones;

operaciones

He repetido los cálculos para el caso del tramo 2 y tramo 3 con coeficiente de seguridad. 

Tramo 2 (2000x38x2mm)=302,36Nm

Tramo 3 (2000x32x2mm)= 206,59Nm

El momento de la antena cobweb a 4,4m considerando todas las superficies y aplicando el 10% me da 903,98Nm

Momento de cada tramo del mástil:

Mm (situado a <20m de altura) =D·h^2·372,48 [Nm], calculado con 150Km/h

Tramo1: 2000x45x2mm

Mm1= 0,045·(2)^2·372,48=67,04 Nm

Tramo2: 1600x38x2mm

Mm2= 0,038·(1,6)^2·372,48=36,23 Nm

Tramo3: 1600x32x2mm

Mm3= 0,032·(1,6)^2·372,48= 30,51 Nm

En este paso que me comentabas que debo considerar cada elemento que está por encima por separado y calcular el momento flector de todos ellos es donde no lo acabo de entender.

¿En cada punto de unión debo considerarlo como un tramo individual de esa altura hacía el vértice? ¿así con las dos uniones y luego lo sumo a los momentos individuales?

 

Todavía no he tenido en cuenta el efecto de las riostras, tengo que calcularlo para una altura de 1600 des del vertice. Una vez lo calcule entiendo que se resta al total anterior.

He visto en algunos casos que estos pasos se lo saltan y calculan directamente el voladizo desde el arriostramiento hacía las diferentes cargas. Supongo que es una aproximación no muy fiable.

 

 

Gracias,

Eduard

 

 

 

Eduard - EA3HPV

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Inició el tema
EA1CN
Mensajes: 4222
#349424  - 23 junio, 2020 06:54 

Hola. Te lo estás currando y bien, Eduard. Dudo que en la administración (?) sigan los cálculos, pero son necesarios para justificar resultados, claro. 

Solo dos custiones:

a. ¿Realmente necesitas tanta altura para esas antenas? ¿Compensa, por rendimiento y/o radiación - recepcion?

b. Las riostras mientras más arriba, mejor, claro. Mientras menos voladizo, mejor. Eso ya lo sabes. Hay unas piezas de Televés para su colocación en el Mástil. La tensión y su constitución es importante y cuando estén puestas hay que repasarlas. El calor las afloja y el frío las tensa. Y eso suena, si ocurre y afecta. Los canalones de mi casa de campo tiene "fiesta" a diario. Tac, tac, tac.

Así pues, para mantener el tinglado, aflojar riostras, desatornillar unión de mástiles, bajarlos y enredar. Con lo que si el mástil fuera telescópico (pero robusto, no aluminio) sería como mi antena de caña de pescar pero a lo bestia. Más fácil.

Tendrás que disculparme, pero tengo por costumbre darle muchas vueltas a las cosas y planificarlo todo al máximo y usando mucho el "¿Qué pasaría?". Además de que me lo curro yo solo todo.

Ahora he cambiado mi torre de direccionales, pero antes abatía torre con antenas y lo hacía yo solo y usando el coche como herramienta de trabajo. Comodios. 

Muy bien, sigue que me (nos) está encantando. Yo, personalmente, lo estoy archivando. 

 

73. Diego

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