Dudas sobre la instalación de una antena direccion

Gracias por tus consideraciones. Ahora tengo los dos dipolos fijos con una vertical cushcraft. La idea era montar una hexbeam con el kit de 40m y también podría poner un hilo largo de 40 metros de longitud atado a un árbol cercano... Lo que no se el rendimiento que dará. Ahora mismo, el rendimiento del dipolo en 80m es muy deficiente porque lo tengo muy bajito, a unos 4 metros del suelo.

Hola Enio y Sergio, en cuanto aparezca mi hijo por casa para poder haceros un escaneo del manual del == Yaesu G-2800 DXC == os enviaré las hojas en donde vienen todos los cálculos , factor "K" y demas consideraciones pertinentes
para el montage de las antenas tanto en "torre" como en "mastil" .
Espero que os sean útiles .

73/s Miguel A. EA2HO

Hola nuevamente Sergio y Enio (el cuñauuuuu) os paso las dos hojas en donde viene
todo bien explicado y en idioma "cervantino" que es lo que mola .
Cuidadito si instalais el rotor y antenas en un mástil, pues el rotor puede hacer cosas raras tanto por le influencia del viento, que en la zona donde vive "el cuñau" sopla que te jo...., no sé en EA7 si pasará lo mismo , como por la tracción en el arranque y el paro del mismo por muy lento que vaya, claro está segun la carga que le pongais.
Las "riostras" muy importante de acero inox minimo de 6 m/m , 2 pisos de tres riostras
y el tema del anclaje en el suelo sin problemas , no os comais el "coco" hoy en dia hay un monton de productos fabulosos para la impermeabilización del mismo .
Enio no seria ninguna tonteria que te acercases por Pamplona y vieras el mástil telescópico que esta a tu disposición .
Espero que sean de utilidad los planos del "polvorin" como decía Gila

Un abrazo 73/s Miguel A. EA2HO
ea2ho@ure.es

Aunque creo que ya lo tienes en consideracion desde el principio, al hablar ya de un mastil telescopico, hay que tener muy en cuenta que si se monta el rotor en mastil, el propio rotor pasa a formar parte del mismo mastil.

Asi que olvidarse de izar y arriar el sistema mediante la elevacion en angulo, vamos el izado tradicional mediante bisagra, olvidarse o peso ridiculo en el extremo del mastil, o la carcasa del rotor directamente se rajara y todo al suelo.

Gracias Miguel por la info, ya había visto las tablas y es lógico que la dimensión vertical del rotor incremente el momento de fuerza que tiene que soportar el mástil afectando la punto de inserción de las riostras, no sólo por la distancia del punto de apoyo sino por el incremento de la superficie de resistencia al viento. Sin embargo, ten en cuenta que una Hexa Beam opone al viento la mitad de la superficie de una antena tribanda ligera, así que, aun teniendo en cuenta estos parámetros el momento de fuerza que soporta el mástil en el punto de inserción de las riostras está por debajo de un 60% del máximo. Gracias aunque sabes que soy más del polvorón que del polvorin.

Gracias también por la aportación Hipólito aunque en ningún momento se me ha pasado por la cabeza izar la antena mediante la elevación en ángulo, no sería demasiado inteligente intentarlo con una antena cuya altura desde el tejado del eje de sujeción del rotor está a tres metros y medio, con el ángulo del mástil al mínimo posible, en un tejado sin apoyos, sin posibilidad de colocar una escalera.

Como habrás leído una de las condiciones indispensables es la de disponer de un mástil telescópico, precisamente para montar la antena desde un metro con sesenta centímetros a plomo sobre el suelo, sujeta ya al anclaje y elevar posteriormente la antena con el rotor, unos 18 kilos con todo a base de huevos entre cuatro brazos mientras se va izando y asegurando el mástil y las riostras.

Hola Enio.

Voy a hacerte tan sólo un apunte para que lo medites. La superficie al viento de la antena es la que indicas pero no se trata de una carga concentrada como las "yagis" ya que tiene una parte geométrica vertical por lo que hay que considerarla a los efectos como una carga repartida al igual que las antenas verticales. Por tanto, a la hora de calcular el momento flector generado hay que tomar en cuenta esta consideración y aumentar la distancia correspondiente. Esto da como resultado un mayor momento flector que una simple yagi.

73 de Eduardo - EA2AQH

Entiendo lo que dices Eduardo, el perfil que presenta una antena Hexa Bean se asemeja a un triángulo cuya hipotenusa sería una parte de los mástiles horizontales que soportan los elementos de hilo de la antena, además de un segmento de mástil vertical de unos 60 cm de alto de aluminio que hace de soporte para el cable de alimentación y los soportes de kevlar. Todo el conjunto está incluido en los 0,35 cm2, ahora bien, cómo calculo el incremento momento de fuerza aplicado a la inserción de las riostras. La mayor parte que corresponde a los mástiles horizontales está a la distancia caluculada, cuarenta centímetros de la inserción de las riostras, ¿Cual es la superficie que se debe calcular a una distancia de un metro?

Matemáticamente podría hacerse, pero ni me lo van a pedir ni creo que el incremento del momento de fuerza sea más del doble, con una antena ligera direccional de tres elementos serían 302 N, y la de una Hexa Beam (si estuviera en el plano horizontal) sería justo la mitad, 151 N. El mástil de soporte de los hilos que tensan los mástiles horizontales con una superficie de resistencia al viento de 0,03 m2, a 40 cm de distancia del punto de inserción de las riostras ejerce, con vientos de 150 Km/h un momento de fuerza de 12,96 N, colocado de forma vertical el momento de fuerza sería de 32,40 N, 19,44 N más, es decir, un 12,8% más (sería el elemento que mas puede influir en el cálculo del momento de fuerza). Este incremento nunca va a estar ni siquiera cerca del momento de fuerza de una antena tribanda ligera yagi.

Hola Enio.

Al ser una carga repartida (como una antena vertical), no aumenta la fuerza ni la superficie, pero sí el momento generado en el punto superior del anclaje del mástil (en tu caso el punto donde estará el plano superior de las riostras).

Un "momento" se calcula multiplicando una fuerza por la distancia. En este caso, la fuerza es la generada por la presión del viento sobre la superficie de la antena. Como estás utilizando el dato de 150 km/h y la superficie es constante, el primer factor (la fuerza) es también constante. La única variación es la distancia medida desde el punto de la antena hasta el punto de las riostras. Sin embargo, al ser una carga distribuida, se suele estimar la mitad de la altura vertical, distancia ésta que debe ser sumada a la anterior, haciendo que aumente el resultado del "momento flector" calculado.

Ahora el problema es conocer el dato de la altura vertical TOTAL de la antena HexBeam. Así a simple vista, calculo que será alrededor de un metro, pero desconozco el dato oficial.

73 de Eduardo - EA2AQH

Partiendo del punto de inserción de las riostras hacia arriba, la distancia hasta la base de la antena es la siguiente: 0,20 m la parte superior del mástil que se inserta en el suplemento GC 038B, los 0,263 m de altura del rotor y 0,40 m de voladizo del tubo que se inserta en la base de la antena, hace un total de 0,863 cm

Momento de fuerza en una antena con carga concentrada, donde

Fv=1080 m2 (Fuerza del viento a 150 Km/h según la norma VDE 0855 para una altura sobre el nivel del suelo superior a 20 metros)

Fa=0,35 m2 de superficie al viento de la antena según especificaciones del fabricante.

V=0,863 m Voladizo del mástil y rotor

Momento de fuerza que debe soportar el mástil en el punto de inserción de las riostras=1080*0,35*0,863=326,214 N = 33,24 Kg Fuerza.

Ahora bien, la altura de la antena es de 1,07 m y es necesario aplicar la carga distribuida, la mitad de la altura. No tengo las normas donde se especifica esto que es lógico para una antena vertical donde la superficie distribuida es uniforme, sin embargo, en una antena Hexa Beam, el espacio de oposición al viento no está distribuido de forma uniforme sino que está concentrado en la parte inferior, aún seguimos con los cálculos:

Mf=1080*0,35*1,398=528,444 N = 54,85 Kg Fuerza (Se le ha añadido la mitad de la antura).

La resistencia al viento típica de una antena yagi ligera de tres elementos es de 0,7 m el momento de fuerza que transmite en la inserción de las riostras sería de :

Mf=1080*0,7*0,863 = 652,428 N = 66,48 Kg

Luego el momento de fuerza que tiene que soportar el punto de apoyo en las riostras sería inferior al de una una antena yagi ligera de tres elementos.

Eso teniendo en cuenta el que la antena de carga concentrada estuviera colocada en la punta del mástil. Si, como es habitual, por la misma teoría de la carga distribuida, los 0,4 m que dejan en altura habría que incorporarlos a la altura de la antena incluyendo la propia superficie de oposición al viento del mástil, aunque este cálculo me parecería exagerado.

No tengo formación para el cálculo de estructuras, pero la lógica me indica que si bien es necesario tener en cuenta la carga distribuida de una Hexa Bean para el cálculo del material y montaje de la antena, también es cierto que esa carga distribuida no es homogénea y que habría que calcular la proporción de superficie en cada altura hasta los 1,07 que tiene el mástil que soporta los hilos que tensan los mástiles laterales de la antena. Naturalmente salvo opinión mejor documentada.

Todos estos cálculos están hechos sin añadir la superficie de oposición al viento del rotor y el tubo inferior de la antena.

He estado buscando en la nube un modelo de cálculo de distribución de superficie de una antena con carga distribuida y no he sabido encontrar. Siguiendo con tus indicaciones y como considero que es de interés general, ha partido de la base de que, efectivamente, una antena vertical que es un cilindro o un cono truncado con una distribución de superficie uniforme, es válido aplicar la mitad de la altura para el cálculo del momento de fuerza en punto de anclaje.

Sin embargo este modelo no sería aplicable a la antena Hexa Beam que tiene el formato de un prisma. Estoy seguro de que existe la forma matemática para calcular la distribución de la superficie al viento en cada milímetro de altura, pero únicamente para verificar cantidades relativas he realizado unos cálculos en una hoja Excel.

La antena Hexa Beam ofrece en dos dimensiones ofrece al viento un triángulo cuya base es de 7 metros y una altura de 1,07 metros, calculando el porcentaje de la superficie total de cada uno de diez segmentos nos indica que el 18,79% de la superficie al viento de la antena está en el primer tramos y el vano sobre el punto de apoyo de las riostras es de 0,91 m, el siguiente tramo supone el 17,58% y está a una distancia 0,93 y así sucesivamente se podría calcular la suma del momento de fuerza.

En este caso es de 364,20 N (37,09 K) Configuración de carga distribuida.
Una antena con la misma superficie al viento pero de carga concentrada sería de 316,89 N (32,29 K), es decir un 14,87% que los cálculos hechos en un principio.

Es una cifra muy inferior a los 528,44 N que resulta de aplicar los mismos cálculos para una antena vertical de superficie uniforme.

Desde luego que los cálculos que he realizado no son exactos porque habría que aplicar aún a la superficie por tramos de altura de la Hexa Beam que corresponde a las estructuras que son de mayor volumen en las bases, además buscar mayor precisión con los cálculos. En cualquier caso sería interesante que los compañeros con formación en el cálculo de estructuras ayuden a resolver estas cuestiones que muchos radioaficionados deben plantear al montar las antenas, yo soy de letras. LOL

Bueno, después de estudiar la viabilidad de instalación de la antena me he decidido y he hecho el pedido a Waldi, SP7IDX, ha valorado la robustez de construcción, las referencias que hay en el foro y la política de precios.

Ahora queda un largo recorrido, lo primero es la autorización de la Inspección de Telecomunicaciones, superar el escollo que supone informar a la comunidad de vecinos y resolver el tema de anclaje de las riostras en un tejado de tela asfáltica. Debo confiar en que los anteneros tendrán experiencia suficiente. De lo que no tengo dudas es de las características técnicas de la antena, su tamaño y rendimiento.

Para aprender un poco sobre este tipo de antenas he traducido al castellano el manual que está a disposición de quien lo necesite, mientras tanto, debo confirmar que el rotor que he seleccionado, el G450 de Yaesu cumple, los requisitos de potencia y resistencia con el margen de seguridad necesario.

Un punto crítico es la fijación del rotor al mástil, se utiliza una abrazadera complementaria GC038B. El fabricante indica que cuando se realiza una inslación de este tipo, la antena con su mástil no debe sobrepasar los 10 Kg. de peso y el producto de la superficie de resistencia al viento multiplicado por el vano no debe superar 0,25. La superficie de resistencia al viento es de 0,5 m2 (No lo ponen muy claro los fabricantes y estoy esperando una respuesta de waldi), la altura media serían 0,7 metros, por lo tanto el producto sería 0,35. Para estos cálculos aplico la indicación de Eduardo sobre la característica de la antena que es una resistencia al viento distribuida. Sin embargo la distribución no es uniforme.

Si la información fuese sobre el momento de fuerza que puede soportar la abrazadera inferior del rotor, puedo calcular el momento de fuerza que se va a ejercer con vientos de 150 Km/h que de 398,18 N (40,57 Kg de fuerza) teniendo en cuenta de que la resistencia al viento es distribuida pero de forma asimétrica concentrada en la parte inferior. Tengo dudas sobre si la abrazadera del rotor reune las condiciones para soportar el momento de fuerza en el caso de un viento de 150 Km/h.

También he decidido el formato de la instalación. El mástil que voy a instalar es uno robusto militar para antenas móviles de acero, telescópico, de 5 metros de altura, cuyas medidas (diámetros) estoy esperando y cuyas especificaciones espero ser capaz de averiguar.

No encuentro información segura sobre la superficie que una antena Hexbeam opone al viento. De los tres fabricantes de antenas que comercializan el diseño de G3TXQ, solo K4KIO informa en su web que la que él fabrica tiene 5,1 sq ft (0,4738 m2).

Hay algo que me preocupa y que no se exactamente cómo resolver. Las especificaciones del rotor G450 indican que el resultado de multiplicar la superficie al viento de una antena por el vano hasta la base de la abrazadera superior del rotor no debe superar 0,25.

El vano que preveo desde la base de la antena es de 0,27 m (0,10 m mástil y 0.17 m la abrazadera del rotor). La altura de la antena es de 1,07 m el vano es la suma que son 1,34m. El número resultante es de 0,32, es decir sobrepasa un 28% las especificaciones del fabricante del rotor.

He visto bastantes fotografías de instalaciones que sujetan la antena directamente en un rotor de las mismas características (el G450 tiene las mismas abrazaderas que el G650). Me pregunto si he hecho mal los cálculos o estas antenas no se pueden instalar en un mástil con rotor y requieren una torre.

También he visto una especie de jaulas sobre el mástil que alojan al rotor y queda aún por ver si es factible, la solución de colocar una abrazadera que permita el giro de un segmento del mástil entre el rotor y la antena.

Quedaría muy agradecido si alguien que tuviese alguna experiencia me ayudara a resolver el problema. Gracias.

Hola,
Como diría Jack el Destripador, vayamos por partes:

- En relación al cálculo del centro de gravedad de la antena HexBeam, puede hacerse "medio gráficamente" como se indica aquí: http://www.emff.urjc.es/docencia/Arquitectura/cap9.pdf
(páginas 19 a 21-), que es dividiendo la pieza en tramos conocidos. Pero creo que tampoco merece la pena volverse loco con esto, yo haría una suposición por el lado de la seguridad y a dormir, ya que física de segundo de carrera la tengo olvidada.

- Sobre las riostras en tela asfáltica, sé el método: Contacta con un albañil en vez de con un antenista. Normalmente se perfora la tela hasta anclarse en viga y luego se protege nuevamente con más telas asfálticas. Otra forma es anclar unos perfiles metálicos a los cantos del forjado...pero...se ve más y es más inseguro puesto que los cantos de forjado son más débiles.

- Sobre tu croquis, yo huiría de la chimenea. Aléjate de ella y no colocaría las abrazaderas: Si hiciera viento y moviera el mastil, puede llegar a rajar la chimenea. Si vais a izar la antena entre varios, os va a molestar.

- Sobre la abrazadera del G450: En el grupo de concursos, en uno de los primeros concursos nos cascó cuando izábamos una cúbica de 6 el para 144 MHz, de 2,5 m de boom. Es de calamina muy blanda y poco fiable. Hay que andar con cuidado incluso cuando se aprietan los tornillos (en URD, Jon, EA2ARD te dirá cuántas ha llevado a soldar). Una opción para estar tranquilo es colocar el tramo superior de riostras por encima del rotor; se colocaría un casquillo y encima un anillo con los agujeros de los vientos, de tal forma que te permita el giro.

- Y, ¿no es más sencillo 6 m de torreta sobre una base de 30 x 30 anclada a una viga, con telas asfálticas por encima, de tal forma que puedas trepar por ella y colocar una antena a la vieja usanza?. Es que veo que te va a permitir acceder a la antena en caso de mantenimiento sin tener que contar con 3 personas cada vez.

Un saludo.
73 de Iñaki, EB1RL.

Muchas, muchas pero que muchas gracias Iñaki, también por partes aunque según H.Lecter, hay que ser moderno.

Tengo varios problemas añadidos el primero es que estoy en una comunidad hostil y la reforma que tengo que legalizar si o si intento evitar que no pase otra vez a información de la comunidad de vecinos. Una torre además de lo que canta requeriría, seguro la información de la comunidad sobre la idoneidad de la instalación y quiero evitarlo, otro problema es el límite del presupuesto que una torre se lo lleva, por otra parte, aunque la antena desde un punto de vista del rendimiento estoy convencido de que funcionará bien, la relación prestaciones/costo son parte de la decisión, pero también el poder montarla en un mástil, porque poder se puede y puede quedar muy bien, aunque, como bien dices sería mejor una torreta y mucho mejor todavía la antena de diez elementos de 40 a 10 metros que tiene mi vecino Iñaki.

Mientras esperaba ayuda me he movido y he visto las posibilidades de cumplir los requisitos del rotor, uno de ellos es el que has apuntado y probablemente el que finalmente adopte, colocar el cojinete GS-065 de yaesu y sujetar el primer juego de riostras encima del rotor. Otra posibilidad es colocar el rotor sobre una plataforma GPF-60 y en otra similar, encima, el mismo cojinete.

He consultado con un familiar arquitecto y me ha indicado lo mismo que tu, las fábricas de ladrillos no pueden utilizarse de soporte en tensión y, por lo tanto, no hay ninguna tabla que indique su resistencia. En este caso la chimenea y los abarcones servirán únicamente como soporte para izar la antena, dos juegos de riostras harán el trabajo de soportar el momento de fuerza lateral.

Ha hablado otra vez con el antenero y me indica que tiene experiencia en colocar tacos químicos, pero dice que no debe hacerlo sin el consentimiento de los vecinos porque si hay filtraciones la responsabilidad sería para él. Intentaré que un especialista en telas asfálticas inserte los soportes para las riostras.

Buno... no creí que colocar una antena fuese tan complicado, por lo menos hacerlo bueno,bonito y barato.

Hola de nuevo.

Si la comunidad protestara y recabaran información acerca del proyecto aprobado, comprobarían que está autorizada la antena vertical. Si modificas la antena, será necesaria la presentación de una nueva memoria (y su correspondiente carta a los vecinos) puesto que modificas el sistema radiante, su carga frente al viento y la sustentación.

Si están "a la gresca", creo que es mejor tener todo amarrado y bien hecho y que no puedan decir que te autorizaron lo anterior pero que lo de ahora lo has hecho como te ha dado la gana sin las autorizaciones pertinentes. Si esto acabara en un juicio y lo has hecho " a las bravas", tienes más opciones de perder.

Sobre mástiles y demás, en esta empresa de Holanda hay multitud de placas, uniones, soportes, etc con instalación de tubo con rotor: http://gbantennes.com/gb-slankmast-onderdelen-gb-slankmast-onderdelen-c-3_39_72.html
El precio es alto, pero el material es bueno y, si no, te puede servir de referencia para mandar hacer a tu herrero favorito.

73

OK, totalmente de acuerdo Iñaki. La autorización correspondiente dependerá del criterio del jefe de Telecomunicaciones. Evidentemente debo solicitar la instalación de la antena pero le puedo dar orientación de "reforma".

El matiz es que la consulta que se hace a la Comunidad de vecino es sobre la idoneidad de la situación. Como la situación es la misma a lo mejor cuela y si la autoriza Teleco, con la autorización, la puedo instalar.

Si el jefe de Teleco considera que es una nueva instalación, que probablemente lo hará, volverá a consultar con los vecinos. En este caso lo tengo más complicado pero espero que no hayan aprendido.

hola buenas,te voy a comentar como lo tengo yo,es un mástil de 3 pulgadas(70 mm) de tubo de fontanería,robusto robusto,pero pesa un huevo y dos plataformas,una para el rotor y otra para el cojinete axial.
El mástil principal es de 4 mts de alto y después el mástil donde va la antena es de 2 pulgadas de tubo de fontanería,todo sujeto a una chimenea,eso si el mástil esta apoyado en el suelo.
No voy a entrar en cálculos por que no tengo ni idea(no me pongáis mucho a parir,ya lo se,mal echo),ha estado unos cuantos años sujetando una cubica de 4 elem para 10 mts y 4.7 de boom y una x-300,actualmente tiene puesto una th3jr,así no son antenas pesadas,igual que lo que tu quieres poner.
El sistema de plataformas yo creo que es mejor que poner el rotor al mástil y que cargue todo el peso en el rotor.
Bueno una foto es mejor que mil palabras
EA2DLX IBAN

¡Aupa Iban!, Gracias por la aportación. Colocar el rotor en una plataforma adosada al mástil con un cojinete es una solución, WiMo ofrece una plataforma (GPF-60, Ref.25031) ya mecanizada especialmente para soportar el motor o un cojinete (Yaesu GS-065, Ref.25020)en otra plataforma superior.

Probablemente voy a optar por colocar el cojinete GS-065, por encima del rotor y sujetar en él el primer juego de riostras. El único problema, sobre el papel, que me plantea la resistencia de los materiales son las grapas del rotor que soportan la antena y sujetan el conjunto al mástil. En las especificaciones de Yaesu sobre el motor indica que el resultado de multiplicar la superficie de resistencia al viento de la antena multiplicado por el vano que queda entre la antena y el rotor no debe superar 0,25. Como el vano medio es 0,70 x 0,47 = 0,32, no debo colocar directamente el rotor en el mástil pues correría el riesgo de que una de las grapas del rotor se parta con la fuerza lateral del viento sobre la antena.

Hay tres opciones para superar el inconveniente: colocar una torre (descartada por el impacto visual y los vecinos, la dificultad de la instalación y el costo), colocar un par de plataformas como indicas o una jaula en el extremo del mástil (descartada por incrementar la superficie al viento y el peso y cambiar el eje de gravedad, colocar un cojinete y sujetar en él el primer juego de riostras, esta es la solución que creo que es la más adecuada porque desplaza el punto que soporta los momentos de fuerza máximos de la parte más débil que son las grapas del rotor con los niveles de seguridad adecuados, el más económico y el menos llamativo.