Antena cubica

La resistencia al viento dependerá de la antena que pongas.
Yo usé una quad de 2 elementos 5 bandas durante años, y el resultado fue mejor que yagis de 3 elementos en las comparativas.
Yo te puedo decir que las quad al tener los brazos de fibra la enrgia del viento se disipa al flexar los brazos, por lo que eso que ganas, pero también te diré que un mástil tan delgado......no se yo.
Algún compañero que tenga conocimientos técnicos que te diga.

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Gracias, mañana pondre el espesor de la pared del tubo.
La antena en dimensiones pues en dos elementos y boom de 2,5 mts, poco varian todas, hilos en torno a 1,5 mm2.
73.

Hola.

Voy a intentar aportar un poco para ver si puede ser de ayuda mi conocimiento. Tengo de todas formas que hacer algunos comentarios y estimaciones.

- Indicas que el tubo es reforzado, de 34 mm. ¿Qué tipo de aleación es? Deduzco que es acero al carbono e imagino que estará galvanizado en caliente. Como no lo indicas, estimo que la resistencia es la misma que el acero A-42, esto es, de 2.600 kg/cm2.

- No has indicado el valor de la pared del mástil. He estimado para los cálculos un valor de 2 mm. aunque posiblemente será menor. Este dato es fundamental.

- La carga que se producirá sobre el mástil dependerá de los factores siguientes:
+ Superficie, tipo y peso de la antena.
No he encontrado datos de la antena, pero sí de una parecida: Cubex MK II-PT cuyos datos se pueden ver aquí:

http://www.cubex.com/spec.htm

+ Superficie y peso del mástil (voladizo).
He utilizado los datos de un mástil de 2,5 m. de longitud, 34 mm. de diámetro exterior y 2 mm. de pared.

+ Altura de fijación de la antena sobre el mástil.
1,5 m.

+ Velocidad del viento estimada. Normalmente, yo uso el valor de 150 km/h (normas Normas VDE 0855 parte 1/7.71)

- Por su parte, la resistencia del mástil dependerá de:
+ Tipo de aleación.
+ Geometría del mástil: Diámetro exterior, pared, altura libre, ...

Usando estos datos, he calculado la carga al viento en el punto de fijación del mástil (punto de mayor flexión). Una vez obtenido, lo he comparado con la resistencia del mástil y finalmente, se obtiene el dato de margen de seguridad que en alguna ocasión he detallado en otros post. Este valor, para ser considerado válido debe ser superior al 50%.

Margen de seguridad obtenido: -36,4 % NO CUMPLE

Este resultado está muy alejado. Ahora la pregunta es: Con un diámetro exterior de 34 mm., ¿cuál es la pared mínima que debe tener el mástil para ser válido?

Pared 9 mm.
Margen de seguridad obtenido: 53,7 % SI CUMPLE

Otros ejemplos:
Pared 10 mm.
Margen de seguridad obtenido: 56,9 % SI CUMPLE

Pared 11 mm.
Margen de seguridad obtenido: 59,1 % SI CUMPLE

¿Y qué pasaría si aumentamos el diámetro exterior del mástil? Aquí van algunos ejemplos:

Diámetro exterior 45 mm, pared 2 mm.
Margen de seguridad obtenido: 14,55 % NO CUMPLE

Diámetro exterior 45 mm, pared 3 mm.
Margen de seguridad obtenido: 60,57 % SI CUMPLE

Diámetro exterior 45 mm, pared 4 mm.
Margen de seguridad obtenido: 100,04 % SI CUMPLE

Y aumentando el diámetro a 50 mm.
Diámetro exterior 50 mm, pared 2 mm.
Margen de seguridad obtenido: 42,29 % NO CUMPLE

Diámetro exterior 50 mm, pared 3 mm.
Margen de seguridad obtenido: 100,8 % SI CUMPLE

Diámetro exterior 50 mm, pared 4 mm.
Margen de seguridad obtenido: 151,86 % SI CUMPLE

Éstos son solamente unos ejemplos, hay decenas de opciones diferentes. Por otro lado, me he tomado la libertad de calcular la instalación actual, con la antena Hy-Gain TH-3JRS. Por tanto, tomando los datos siguientes del mástil:
- Diámetro exterior 34 mm.
- Pared 2 mm.
- Voladizo: 1 m.
- Antena fijada en el extremo superior.

Margen de seguridad obtenido: 56,4 % SI CUMPLE

73 de Eduardo - EA2AQH

Gracias Eduardo, en cuanto pueda subo y te indico el espesor de pared, calculo que estara en torno a 3 mm, pero asi a ojo.
Y una curiosidad, los calculos son para una velocidad del viento de 150Km/h cuando dices el 50%, no se si quieres decir que el limite seria a 225 Km/h.
Tambien por curiosidad con ese tubo ¿a que velocidad del viento deja de cumplir?
Mi idea era poner un mastil de 50, pero eso significa cortar la puntera del mastil telescopico y rehacer todo nuevo y para eso ya directamente lo vendo y pongo otro mayor, si no fuese poo esa altura que tengo que usar montandolo junto al casquillo si que aguantaria.
73 & TNX, ya te informare.

Hola Pedro.

Cuando hablo del 50% de seguridad (valor mínimo exigido) me refiero a la Resistencia del material y al esfuerzo máximo al que se verá sometido. En el caso del acero A 42, la Resistencia es de 2.600 kg/cm2 y si se le aplica el descuento, queda 1.730 kg/cm2. Por tanto, el esfuerzo máximo de la instalación debe ser menor de este ultimo valor.

Respecto a la velocidad maxima que me preguntas, he calculado lo siguiente:

Mástil con 3 mm. de pared
Velocidad del viento 115 km/h
Margen de seguridad: 50,22 %

Respecto al mástil telescópico, es importante calcular si es idóneo también para soportar las cargas con una antena de tanta embergadura.

73 de Eduardo - EA2AQH

Envergadura *****

73 de Eduardo - EA2AQH

TNX Eduardo, el mastil telescopico tiene tres secciones de 3 mts la inferior es de 100 x 100 la intermedia es de 80 x 80 y la superior es de 60 x 60, no recuerdo el espesor, pero esta arriostrado en el primer tramo, con vientos horizontales, ya que digamos que de los 9 mts por encima del tejado sobresalen 6 mts, asi que los primeros vientos salen paralelos al tejado y en la punta formando unos 45º con la horizontal, con acero trenzado de 6 mm de diametro, asi que creo que no habria problemas.
Ahora estoy fuera de casa, ya te dare mas datos.
73.

Hola Pedro.

Como aún no me has dado las paredes de los tres tramos, me he tomado la libertad de estimarlo. Con esas secciones, los valores suelen rondar los 2 ó 3 mm. Escogiendo el valor más alto, o sea el de 3 mm. he estudiado la resistencia en cada uno de los puntos de mayor flexión con tu futura instalación, esto es, la antena cúbica. Los resultados son los siguientes:

Punto A: 0 m. de altura, empotramiento del mástil telescópico (base)

Margen de seguridad del mástil: 241,7 % Al ser mayor que 50 --> CUMPLE

Punto B:
3 m. de altura, unión entre tramo inferior e intermedio, arriostrado con tirantes de acero de 6 mm.

Margen de seguridad del mástil: 153,8 % Al ser mayor que 50 --> CUMPLE

Punto C:
6 m. de altura, unión entre tramo intermedio y superior, arriostrado con tirantes de acero de 6 mm.

Margen de seguridad del mástil: 53,4 % Al ser mayor que 50 --> CUMPLE

Cables de acero a 3 m. de altura:
Para conocer la sección mínima, necesito saber la distancia desde la base del mástil telescópico hasta cada uno de los anclajes. De todas formas, he calculado que con distancias de 3 ó 5 m apenas hay diferencia y he obtenido que la sección mínima ha de ser de 2 mm. por lo que con acero de 6 mm. está sobradísimo.

Conclusiones: El mástil telescópico, si la pared es de 3 mm. está bien dimensionado, aunque como has podido comprobar, la seguridad disminuye sensiblemente en la mitad de la instalación. Por esa razón, aunque no es del todo necesario, es recomendable un segundo juego de riostras a media altura, en la unión entre el tramo intermedio y el superior.

Por último, queda por calcular la resistencia de los anclajes de las riostras y la base del mástil, para lo cual, necesito más datos pero por ahora ya tienes una estimación general de cómo quedaría la instalación con la antena cúbica. Espero que te sea útil.

PD: Estos cálculos son estimativos, dependen de diferentes variables que deberían ser estudiadas más concienzudamente por lo que no me hago responsable del uso que se haga con esta información.

73 de Eduado - EA2AQH