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Unidad 10
Instalación para Exteriores
Ermanno Pietrosemoli
Fundación EsLaRed
Torres y Mástiles
En términos de ingeniería, una torre es un
estructura auto soportada, mientras que un
mástil es soportado por vientos, riendas o
tirantes
Los términos “torres” y “mástil” se utilizan a
menudo para el mismo tipo de estructura, lo
que por supuesto puede causar confusión
Para evitar esta confusion, y cuando sea necesario
hablaremos de torres autosoportadas y torres
atirantadas o venteadas
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Soportes para antenas (Mástil)
A menudo no es necesario una
torre para soportar una antena,
sino que es suficiente un tubo
sujeto firmemente a alguna
estructura
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Soportes para antenas (Mástil)
Se emplean tres tipos de instalaciones:
montajes para antenas no-penetrantes
para el uso en azoteas planas
montaje penetrantes para el uso en
azoteas no planas
montaje de pared para el uso en las
estructuras existentes tales como
chimeneas o los laterales de los
edificios
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Montajes de Tejado no-penetrantes
En los techos planos se pueden utilizar montajes para
la antena que no penetren el piso. Consisten de un
trípode colocado en una base de metal o de madera.
Luego la base se carga con ladrillos, bolsas de arena,
bidones de agua o con cualquier otra cosa pesada.
Utilizando este montaje eliminamos la necesidad de
perforar el techo con tornillos, evitando potenciales
goteras
1 pieza de 90 cm x 90 cm de acolchado de goma se
puede poner debajo de la instalación para proporcionar
la protección de la azotea
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Montajes de Tejado no-penetrantes
Mástil
Transceiver
Antena
Cable
Trípode de soporte
Bloques de cemento
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Ejemplo de montaje no penetrante
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Montajes de tejado penetrantes
Se debe tener
cuidado para
evitar que el agua
ingrese por los
agujeros hechos
en el techo
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Montaje de Pared
Para aplicaciones donde el techo no es plano o
suficientemente fuerte para soportar el peso del
montaje no-penetrantes, el montaje de pared es la
solución más efectiva
Este montaje se pone al lado de un edificio, de una
pared o de una chimenea
La estructura debe ser capaz de sostener el peso del
mástil, las antenas y el transceiver, sumado a la
fuerza del viento
Este tipo de montaje requiere perforar cuatro agujeros
en la estructura
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Montaje de Pared
Mástil
Transceiver
Antena
Cable
Lateral del Edif.
Montaje de Pared
(vista lateral)
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Tipos de Torres
Monopolos
Torres Autosoportadas
Torres Venteadas
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Monopolos
Los monopolos son postes
afilados huecos hechos de
acero galvanizado que se
construyen de tubos
articulados que pueden
llegar hasta 60 metros. La
huella máxima de un
monopolo de 60 m es de
unos 2x2 m.
Un monopolo utilizado para telefonía
celular en Lisboa, Portugal
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Monopolos
Otro tipo de monopolo
El Calafate,
Argentina
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Torrres Auto Soportadas
Las torres autosoportadas son caras, pero algunas
veces son necesarias, particularmente cuando se
requiere de una gran altura. Pueden ser tan simples
como un mástil robusto enterrado en una fundación de
concreto
Una torre autosoportada (torre libre) se construye sin
tirantes de alambre (vientos). Las torres
autosoportadas tienen una huella más grande que las
monopolos, pero todavía requieren un área mucho
más pequeña que las torres venteadas
Debido a su base relativamente pequeña, esta clase
de torres son comunes en ciudades u otros lugares
donde hay escasez de espacio libre
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Torrres Auto Soportadas
Las torres autosoportadas son costosas pero a veces
necesarias para la estación base
Una torre existente se puede utilizar a veces para los
suscriptores, aunque se deben evitar las utilizadas
para estaciones AM debido a que la estructura entera
es activa
No se presentan los mismos inconvenientes con
antenas de FM, siempre que se mantenga una
separación de al menos 6 m entre la antena FN y la
antena para la WLAN
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Ejemplo Torres Auto soportadas
Una torre autosoportada sencilla. Mérida, Venezuela
Una torre mucho más complicada. Campo Imperatore, Italia.
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Ejemplo Torres Atirantada
Soporte anti-rotación
El Calafate
Argentina
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Torres Venteadas
Una torre venteada a la que se pueda
trepar es una excelente elección para
muchas instalaciones, pero para
estructuras muy altas se necesita una torre
autosoportada.
Las torres venteadas son mucho más
económicas pero ocupan un área
considerable, ya que los vientos deben
estar anclados a una distancia de la base,
que es por lo menos la tercera parte de la
altura
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Torres Venteadas
Cuando se dispone de terreno, una torre
venteada es ideal para cubrir todas las
necesidades de comunicaciones ,
incluyendo Internet Inalámbrico, celulares
y radiodifusión
Una torre armable se hace normalmente
de aluminio con una sección transversal
triangular, cerca de 30 centímetros por
lado
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Torres Venteadas
Cada sección tiene cerca de 3 m de largo
y varias secciones se pueden empernar
juntas para lograr la altura requerida
La torre debe estar correctamente
venteada para soportar el viento previsto
en el área, así como el peso de el equipo
y una persona
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Ejemplo de Torres Ventadas
Una torre venteada
con 2 niveles de
vientos fijados en
tres puntos cada uno
Puerto Ayora, Isla de Santa Cruz,
Ecuador.
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Ejemplo de Torres Ventadas
Detalle del
anclaje de los
vientos,
llamado
“muerto”.
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Consideraciones para el montaje
de la antena del suscritor
Ubique las antenas de modo que tengan
línea de vista clara a las antenas del otro
punto del enlace
No debe haber obstrucciones dentro del
azimut de ±10 grados de la vista de la
antena
Montar las antenas cerca del borde del
tejado (en una azotea superior plana) ayuda
a prevenir problemas con el último requisito
y con reflexiones . Esto se debe hacer en el
borde que esta frente al enlace
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Consideraciones para el montaje
de la antena del suscritor
Si las antenas tienen que ser
montadas a más de 4 m sobre el
tejado, una torre armable puede ser
una mejor solución para permitir un
acceso más fácil al equipo y para
prevenir el movimiento de la antena
durante los vientos fuertes
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Consideraciones para el montaje
de la antena del suscritor
Otras consideraciones incluyen la
proximidad del despliegue del cable en el
tejado
Cuando se localiza el mástil de la antena,
es deseable tenerlo en cerca proximidad al
sistema de aterramiento del edificio, de estar
presente. Entonces se convierte en algo fácil
proporcionar una resistencia corta, baja
resistencia, conectándolo al sistema de
tierra del edificio
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Consideraciones para el montaje
de la antena del suscritor
En las condiciones para el diseño de la
trayectoria de la microonda se deben
considerar por ejemplo la separación de la
curvatura de la tierra y de la zona de
Fresnel
Observe el edificio local y los códigos
eléctricos al funcionar todos los cables
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Consideraciones del Montaje
de antena para la Estación Base
Lo primero es elegir para la estación base
una antena omnidirectional
Un omni proporcionará la cobertura máxima
para su dinero
Desafortunadamente, la mejor localización
para la antena omni es el tope de una torre
Esta localización se toma muy a menudo por
lo que hay recurrir unir el omni a un lado de la
torre
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Consideraciones del Montaje
de antena para la Estación Base
La antena Omni tiene 3 especificaciones
básicas:
Razón de Onda Estacionaria (VSWR)
Patrón de radiación Vertical
Patrón de radiación Horizontal
Cualquier objeto de metal cercano afectará
todas las anteriores
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Consideraciones del Montaje
de antena para la Estación Base
Esto es fácil de entender si uno considera el
funcionamiento de una antena Yagi-Uda,
donde tenemos solamente un elemento
activo, pero la adición del reflector y de los
directores afectará la ganancia.
Así, cualquier objeto conductor que esté
alrededor afectará su funcionamiento.
Para evitar este problema, debemos alejar
nuestra antena al menos 2 longitudes de
onda de cualquier objeto metálico
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Consideraciones del Montaje
de antena para la Estación Base
Razón de Onda Estacioanria (VSWR) :
Cualquier objeto conductor reflejará parte de
la señal
Los radioaficionados algunas veces ajustan la
VSWR de una antena variando su distancia a
la torre
Separar la antenas al menos 25 cm será
suficiente para obviar este efecto a 2,4 GHz
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Consideraciones del Montaje
de antena para la Estación Base
Patrón de radicación Horizontal
El patrón horizontal de una omni se
asemeja a un círculo. Un tubo
pequeño cerca de la antena puede
actuar como un director o reflector,
cambiando la ganancia a más de 3
dB en ciertas direcciones,
modificando sustancialmente el
patrón de radiación
Un objeto más grande como la parte posterior de una
parábola puede bloquear totalmente la señal en una
dirección dada
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Consideraciones del Montaje
de antena para la Estación Base
Patrón de radiación Vertical
La ganancia de una omni es
consecuencia de la estrechez del
haz vertica. Una torre autosoportada
normalmente se va estrechando al
subir,de manera que sus paredes
están inclinadas. Esto causa que el
haz de una omni adosada a uno de
los lados se dirija hasta 5 grados
hacia arriba.
Una omni tipica de 15 dBi tiene un haz vertical de 8
grados, por lo que la mayor parte de la señal se envía
donde no hay suscritores.
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Consideraciones Instalación
Antes de instalar, hacer un SITE
SURVEY
Determine la existencia de línea de
vista (Radio Mobile)
Tenga a mano un GPS para obtener
las coordenadas
Use un buen binocular para
encontrar el otro extremo
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Consideraciones Instalación
Revise si existen otras antenas en
edificios cercanos
Si esá disponible, use un analizador
de espectro, si no, utilice una
computadora portátil con software que
permita ver la potencia y la frecuencia
de las señales presentes
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Consideraciones Instalación
Cerciórese de seguir las
regulaciones locales
Calcule la pérdida en el espacio libre:
L = 92,4 + 20 log(f/GHz) + 20
log(d/km)
a 2,4 GHz:
L = 100 + 20 log(d/km)
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Consideraciones Instalación
Realice una “Instalación de prueba” primero:
tome un tubo de 2 m y coloque una antena de 24
dBi
Conecte el radio y busque la señal del otro
extremo
Verifique la calidad y la nivel de la conectividad
Observe el ángulo horizontal de la antena
Observe la altura (cuanto tuvo que levantar ?
,etc)
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Consideraciones Instalación
La parte mas importante de la instalación (Antena):
Cerciórese de que el montaje sea FUERTE
Que no se moverá en viento (las cargas de la
antena son altas)
Buena puesta a tierra, barra de tierra o similar
El coaxial se ata abajo con abrazaderas que no
lo apreten
El desviador de rayos, “Lightning arrestor” se
conecta a tierra
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Consideraciones Instalación
Mantenga corta la longitud de cable coaxial
✔ No mayor que 15 metros
Considere colocar el radio adyacente a la
antena, eliminando por completo las pérdidas de
RF
Use fibra óptica para extender el alcance
Selle y asegure todas las conexiones con cinta
autofundente o masilla para intemperie ( la cinta
de electricista -teipe- no es suficiente.
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Cajas herméticas
La Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos
de USA (NEMA -National Electrical Manufacturers
Association) estipula normas para proteger el
equipamiento eléctrico de la lluvia, la nieve, el
polvo y otros contaminantes
Una caja que cumpla la clasificación NEMA 3, o
mejor, es adecuada para el uso en climas
benignos. NEMA 3R es algo inferior a la anterior,
provee protección contra la lluvia pero no la lluvia
empujada por el viento.
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Cajas herméticas
Una NEMA 4 protege además contra el choro de
una manguera
NEMA 4X cumple con lo anterior, pero además
es a prueba de corrosión
NEMA 6 provee una excelente protección aun
cuando esté expuesta a hielo o agua con una
manguera, y además puede estar
completamente sumergida en agua por un
tiempo limitado
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NEMA
Caja NEMA 4 con enrutador inalámbrico instalada a 4.765
m de altura. Mérida, Venezuela
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Seguridad
Cuando esté trabajando en las alturas utilice siempre
arnés de seguridad amarrados a la torre
En muchos países se requiere entrenamiento especial
para estar autorizado a trabajar en torres por encima
de cierta altura
Evite trabajar en las torres cuando haya fuertes vientos
o tormentas
Cuente siempre con un compañero, y suba sólo
cuando haya buena luz. Trabajar en una torre puede
llevar más tiempo del que usted piensa y es
extremadamente peligroso trabajar en la oscuridad
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Tipos de Arnés
Otras herramientas para escalar que son relevantes:
Elslingas, mosquetones, cuerdas, ropas apropiadas para la
misión incluyendo casco, los zapatos y los guantes (!no se
olvide de llevar agua!).
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Puesta a tierra del Mástil
Se recomienda que el mástil de la antena esté conectado al
sistema de tierra del tejado del edificio o a un sistema de
tierra separado
El mástil se debe conectar con el sistema de tierra con un
cable de cobre tipo AWG #10 o más grueso
Utilice las abrazaderas de tierra correctas para unir el cable
al mástil y al sistema de tierra
Cerciórese de que el cable esté haciendo una buena
conexión eléctrica, quite toda la pintura y corrosión del área
que una a la abrazadera
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Puesta a tierra del Mástil
Puesta a tierra de la torre. El Chaltén, Argentina
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Puesta a tierra de elementos
Detalles de
Puesta a Tierra
El Chalten
Argentina
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Puesta a tierra de
elementos
Detalles de
Puesta a Tierra
El Chalten
Argentina
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Protector contra rayos
El Calafate
Argentina.
Nótese la
barra de
tierra
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Proteja los conectores
contra la exposición
Los conectores deben ser protegidos con cinta
especial o compuesto autoamalgamante, puesto que
la humedad dentro de los conectores es la causa
principal observada de fallas de CPE
Los cables deben tener lazos de goteo para prevenir
que el agua ingrese al transmisor-receptor
Utilice la grasa dieléctrica en la conexión de la
abrazadera para prevenir cualquier actividad de la
electrólisis debido a los metales disímiles
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