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Torres y estructuras

¿Mi torre autosoportada aguanta una antena más? Carga de viento y huracanes

Cada antena, soporte o línea que se agrega a una torre aumenta el área que empuja el viento y las fuerzas sobre la cimentación. Antes de montar equipo nuevo, la torre debe revisarse con un análisis estructural conforme a ANSI/TIA-222 y a los criterios de viento de la región, especialmente en zonas de huracanes.

Equipo de ingeniería de Intersystems del Golfo24 de septiembre de 20266 min de lectura

Es una situación común: la torre ya existe, lleva años en pie y alguien propone montarle un radioenlace nuevo, una antena de otro servicio o un panel solar. "Si ha aguantado todo este tiempo, aguanta una más." El problema es que la torre se diseñó para un conjunto específico de equipos y para el viento de su región. Cada elemento que se agrega cambia ese cálculo. En la costa del Golfo, donde los huracanes son parte del clima, esa diferencia importa. Aquí explicamos qué se revisa y por qué.

EN RESUMEN

  • La fuerza del viento sobre una torre depende del área que presentan la estructura y todo lo que lleva: antenas, soportes, líneas y accesorios (área efectiva proyectada, EPA).
  • Agregar equipo aumenta esa área y las fuerzas que llegan a la cimentación y a las anclas.
  • ANSI/TIA-222-H, la edición vigente de la norma de estructuras para antenas, pide considerar el tipo de exposición del terreno, la topografía y la categoría de riesgo de la estructura.
  • En México se usa también el Manual de Diseño de Obras Civiles de CFE, capítulo de Diseño por Viento (edición 2020), que incluye un apartado para torres de telecomunicaciones y los mapas de velocidades regionales.
  • Antes de montar equipo nuevo se hace un análisis estructural con el inventario real de lo instalado; después de un huracán, la torre se inspecciona.

¿Qué es el área efectiva proyectada y por qué crece?

El viento empuja todo lo que encuentra. Para calcular esa fuerza, la norma usa el área efectiva proyectada (EPA): el área que "ve" el viento multiplicada por un coeficiente que depende de la forma de cada elemento. Una antena de microondas con radomo, una antena de panel, un soporte tubular y un paquete de cables presentan áreas y coeficientes distintos.

En la práctica, el EPA de los accesorios es uno de los datos que más influye en el resultado del análisis. Es frecuente encontrar torres donde:

  • Se instalaron antenas nuevas sin retirar las viejas que ya no se usan.
  • Se sumaron soportes y brazos extendidos que agregan área y momento.
  • Las líneas de transmisión se agruparon por fuera de la estructura en lugar de por dentro.
  • Se montaron paneles solares, gabinetes o luminarias que no estaban en el diseño original.

Cada uno de esos cambios aumenta la fuerza total y, sobre todo, el momento de volteo que llega a la base.

¿Qué considera ANSI/TIA-222-H?

La edición H de ANSI/TIA-222 establece los requisitos para diseñar y analizar estructuras que soportan antenas. Para la carga de viento considera, entre otros factores:

FactorQué representa
Velocidad básica del vientoLa ráfaga de diseño para la ubicación del sitio
Categoría de exposición (B, C o D)Qué tan protegido está el sitio: zona urbana, terreno abierto o costa y superficies de agua sin obstáculos
Factor topográficoSi la torre está en una loma, cresta o escarpe, donde el viento se acelera
Categoría de riesgoQué tan importante es la estructura y qué consecuencias tendría su falla
EPA de la estructura y accesoriosEl área expuesta de todo lo instalado

Una torre en la costa, sin obstáculos alrededor, cae normalmente en la exposición más severa. Si además está en una elevación, el factor topográfico aumenta la presión de diseño.

La norma también contempla la revisión de los soportes de antenas y pide inspecciones periódicas: cada cinco años para torres autosoportadas y cada tres para arriostradas, además de después de eventos climáticos severos.

¿Y la norma mexicana?

En México, el Manual de Diseño de Obras Civiles de la Comisión Federal de Electricidad, capítulo de Diseño por Viento, es la referencia nacional para obtener la velocidad regional del viento según la ubicación, con sus mapas y factores de exposición y topografía. La edición 2020 incluye un apartado específico para torres de telecomunicaciones y sus accesorios. En proyectos en México es común que el análisis tome la velocidad de viento de este manual y compruebe la estructura con los criterios de ANSI/TIA-222.

¿Qué pasa en la cimentación?

La torre transmite al terreno el peso propio, las fuerzas horizontales del viento y el momento de volteo. En una torre autosoportada de celosía, ese momento se traduce en compresión en unas piernas y tensión en otras, que las anclas y la cimentación deben resistir. Si el EPA creció respecto al diseño original, la cimentación puede quedar trabajando por encima de lo previsto aunque la estructura metálica todavía resista.

Por eso el análisis revisa ambas cosas: los elementos de la torre (piernas, diagonales, conexiones) y la cimentación con sus anclas.

Qué revisar antes de llamar a un técnico

  • Planos y memoria original de la torre, si existen: altura, tipo, carga de diseño y año.
  • Inventario actual: qué antenas, soportes, líneas y accesorios están instalados, a qué altura y cuáles ya no se usan.
  • El equipo que quiere agregar: modelo, dimensiones, peso y altura de montaje.
  • Historial: huracanes o tormentas fuertes desde la última inspección, daños reportados y reparaciones.
  • Señales visibles desde el suelo: piezas dobladas, tornillos faltantes, óxido fuerte en la base, grietas en la cimentación.

No suba a la torre para medir ni tomar fotografías. El inventario en altura lo levanta personal con equipo de protección para trabajo en altura.

Cómo le ayudamos en Intersystems del Golfo

Diseñamos y construimos torres de telecomunicaciones y damos mantenimiento a torres existentes. También instalamos el equipo que suele montarse en ellas: radioenlaces de microondas y radiocomunicación DMR/P25. Por eso, antes de agregar equipo a una torre, empezamos por revisar la torre y levantar el inventario real de lo instalado, que es la base de cualquier análisis.

  • Levantamiento del estado de la torre y de sus accesorios.
  • Retiro de antenas y soportes que ya no se usan.
  • Mantenimiento preventivo y protección anticorrosiva, también en póliza.

Solicite un levantamiento técnico sin costo antes de su próxima instalación.

Preguntas frecuentes

¿Si la torre resistió huracanes anteriores, está bien?

No necesariamente. Pudo resistir con daños que no se ven desde el suelo, o con menos equipo del que tiene hoy. Después de un evento severo, la torre debe inspeccionarse, y cualquier equipo nuevo requiere revisar la carga.

¿Retirar antenas viejas ayuda?

Sí. Las antenas y soportes sin uso siguen agregando área expuesta al viento y peso. Retirarlas puede liberar capacidad para el equipo nuevo.

¿Una antena pequeña también cuenta?

Todo cuenta, pero no por igual. Importan el tamaño, la forma, el soporte y la altura: la misma antena pesa más en el análisis cuanto más arriba se instala, porque el viento es mayor y el brazo de palanca también.

¿Cada cuánto se inspecciona una torre autosoportada?

ANSI/TIA-222 recomienda cada cinco años, y después de cualquier evento climático severo. En costa o ambientes corrosivos conviene hacerlo con más frecuencia.

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