Un cable tensor , línea tensora , cuerda tensora , tensor inferior o tirante , también llamado simplemente tensor , es un cable tensado diseñado para agregar estabilidad a una estructura independiente. Se utilizan comúnmente para mástiles de barcos , mástiles de radio , turbinas eólicas , postes de servicios públicos y tiendas de campaña . Un mástil vertical delgado sostenido por cables de sujeción se llama mástil arriostrado . Las estructuras que sostienen las antenas suelen ser de estructura reticular y se denominan " torres ". Un extremo del tensor se fija a la estructura y el otro se ancla al suelo a cierta distancia del mástil o base de la torre. La tensión en el alambre diagonal, combinada con la resistencia a la compresión y al pandeo de la estructura, permite que la estructura resista cargas laterales como el viento o el peso de estructuras en voladizo . Se instalan radialmente , normalmente en ángulos iguales respecto a la estructura, en tríos y cuádruples. A medida que la torre se inclina un poco debido a la fuerza del viento, el aumento de la tensión del viento se resuelve en una fuerza de compresión en la torre o mástil y una fuerza lateral que resiste la carga del viento. Por ejemplo, los mástiles de las antenas suelen estar sostenidos por tres vientos en ángulos de 120°. Las estructuras con cargas laterales predecibles, como los postes de servicios eléctricos, pueden requerir solo un solo cable tensor para compensar la tracción lateral de los cables eléctricos, en un punto donde los cables cambian de dirección.
Los tirantes conductores para mástiles de antenas de radio pueden alterar el patrón de radiación de la antena, por lo que sus características eléctricas deben incluirse en el diseño.
Las tirantes que sostienen el mástil de un velero se denominan "jarcia fija" y en las embarcaciones modernas son cables de acero inoxidable. Los muchachos están aparejados en proa y popa, generalmente como un solo muchacho. Los tirantes laterales se unen a las "placas de cadena" de babor y estribor unidas al casco. Generalmente se instalan varios tirantes con separadores para ayudar a mantener el mástil recto ("en columna"). En un velero también se utilizan amarres temporales . Un tirante de proa es un término para una línea ( cuerda ) unida y destinada a controlar el extremo libre de un mástil . En un velero moderno con aparejo de balandra y spinnaker simétrico , el tangón de spinnaker es el mástil controlado con mayor frecuencia por uno o más amarres.
Los postes de servicios públicos están enterrados en el suelo y tienen suficiente resistencia para sostenerse por sí solos; En algunos postes se necesitan tirantes sólo para soportar cargas laterales desequilibradas debido a los cables de servicios públicos conectados a ellos, o para resistir el movimiento del suelo. Los tensores son especialmente necesarios en postes sin salida ( anclaje ), donde termina una sección larga y recta de cable, o se desvía en otra dirección. Para proteger al público contra fallas que podrían permitir que el cable se electrifique, los cables tensores de servicios públicos generalmente tienen un aislante de tensión de cerámica ("Johnny ball") o un aislante de tensión de fibra de vidrio insertado cerca de la parte superior, para garantizar que no se produzcan voltajes peligrosos. no llegue al extremo inferior del cable accesible al público. El extremo inferior por donde el cable entra al suelo suele estar encerrado en un trozo de reflector de plástico amarillo para hacerlo más visible, de modo que personas o vehículos no choquen con él.
En áreas urbanas donde el área del suelo alrededor del poste es restringida, a menudo se usa una variación llamada tirante de acera . En este tipo, la línea de viento se extiende diagonalmente desde la parte superior del poste hasta un tirante horizontal que se extiende desde el centro del poste, y desde allí continúa verticalmente hasta el suelo. Así, la parte inferior del tensor es vertical y no obstruye el espacio libre, por lo que puede pasar una acera entre el poste y el tensor.
Una alternativa a los vientos que a veces se usan en postes sin salida es un poste de empuje , un segundo poste colocado en ángulo en el suelo que choca diagonalmente contra el costado del poste vertical.
Los campos electromagnéticos de las antenas complican el diseño de los tirantes que sostienen los mástiles de las antenas . Los tirantes metálicos conductores cuyas longitudes son múltiplos cercanos a un cuarto de longitud de onda de la frecuencia transmitida pueden distorsionar el patrón de radiación de la antena. Esto también se aplica a los vientos de mástiles vecinos o de estructuras metálicas situadas cerca. Para evitar esto, cada cable de sujeción se divide mediante aisladores de tensión en múltiples secciones, cada segmento no resonante en la longitud de onda transmitida. Se suelen utilizar aisladores tipo "Johnny ball" de porcelana cilíndricos o con forma de huevo (también llamados "aisladores de huevo"). Con frecuencia se utilizan varillas no conductoras de fibra de Kevlar (Phillystran) o varillas de fibra de vidrio extruidas para no alterar el patrón de radiación de las antenas. La resistencia y las propiedades de baja elasticidad de la fibra de Kevlar se aproximan a las del acero. Sin embargo, el Kevlar es muy susceptible a la degradación ultravioleta, por lo que está encerrado en una funda de plástico resistente a los rayos UV.
Las secciones individuales de los tirantes conductores pueden desarrollar grandes cargas de electricidad estática , especialmente en mástiles muy altos. El voltaje causado por esta electricidad estática puede ser varias veces mayor que el generado por el transmisor. Para evitar descargas peligrosas e impredecibles, los aisladores deben diseñarse para soportar esta alta tensión, que en mástiles altos da como resultado aisladores traseros sobredimensionados. En cada aislador trasero se necesita un pararrayos en forma de arco para proteger contra sobretensiones en caso de caída de rayos . Los aisladores y los supresores deben recibir un mantenimiento cuidadoso, ya que una falla del aislador puede provocar el colapso del mástil. Los aisladores de huevo tienen la porcelana comprimida y, si falla, los bucles finales de los cables de sujeción todavía están entrelazados.
Las torres de transmisión de radio AM suelen estar equipadas con aisladores en la base del mástil y la energía de RF se alimenta en ese punto. Algunos también están aislados en el centro para alimentar la energía de RF en ese punto. Los tensores de cable se utilizan con frecuencia y están segmentados con aisladores en varios puntos. Se requiere una amplia protección contra rayos para las torres aisladas.
En las antenas de onda larga y VLF, los tirantes pueden cumplir una función eléctrica, ya sea para alargar capacitivamente el mástil o para alimentar el mástil con energía de radiación. En estos casos las tensoras se fijan sin aislante en el mástil, pero con al menos un aislante en la tensora si es necesario. Si se utilizan tirantes para alimentar el mástil con energía de alta frecuencia, a menudo es posible utilizar un mástil conectado a tierra. La energía de los muchachos se alimenta a través de cables que van desde una unidad de sintonización hasta el punto de alimentación de los muchachos.
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Al operar una grúa , los cables tensores, conocidos como líneas de etiqueta, pueden conectarse a cargas útiles difíciles de manejar, lo que permite al personal de tierra controlar la rotación y el balanceo mientras se mantiene una distancia segura.
Se pueden utilizar chicos para levantar una escalera extensible en una técnica llamada elevación de iglesia. [1]
En los tensores anclados al suelo, la estructura que fija el tensor al suelo se denomina ancla . [2] El anclaje debe ser adecuado para resistir la carga máxima de tracción de los vientos; tanto la carga muerta de la tensión del alambre como la carga viva máxima posible debido al viento. Dado que el alambre de sujeción ejerce su fuerza en ángulo, el ancla tiene fuerzas tanto verticales como laterales (horizontales). El ancla se basa en la resistencia al corte lateral del suelo para resistir las fuerzas de todos los tipos unidos a él. Se utilizan varios tipos de anclaje:
En este tipo, se excava un agujero y se coloca en él un objeto con una gran superficie con el alambre de sujeción sujeto, y el agujero se rellena con tierra u hormigón. [2] En la forma histórica de ancla de hombre muerto, un tronco se entierra horizontalmente en una zanja con el tirante sujeto perpendicularmente a su centro. Las formas modernas son los anclajes de placa, en los que la abrazadera está unida a una varilla con un ojal que se extiende desde el centro de una placa de acero enterrada en diagonal, perpendicular al ángulo de la abrazadera. En el anclaje de hormigón, se cementa una varilla diagonal con un ojal que se extiende en la dirección del viento en un orificio lleno de hormigón armado con acero. Un bloque de hormigón suficientemente macizo colocado sobre la superficie del suelo también puede servir como muerto.
Este tipo consta de una varilla con anchas láminas roscadas en un extremo y un ojal en el otro para el alambre tensor. Se atornilla profundamente en el suelo, en el mismo ángulo que el tensor, mediante una perforadora montada en un camión. Estos se usan comúnmente como anclajes para postes de servicios públicos, ya que se instalan rápidamente con un sinfín hidráulico montado en un camión.
Se introduce en la tierra una varilla con una hoja pivotante en el extremo. [2] Cuando el alambre de sujeción está sujeto y tensado, su fuerza abre la hoja, "colocándola" en el suelo. Los militares suelen utilizarlos para instalaciones rápidas de mástiles.
Se utilizan tanto en suelo como en roca. [2] Se perfora un agujero en el ángulo del tensor. Se inserta una varilla de anclaje de acero con un ojo y el orificio que la rodea se llena con una lechada líquida que consiste en concreto y un agente de expansión o un epoxi estructural. Cuando la lechada se endurece o se expande, el anclaje está seguro.
Históricamente, las estructuras arriostradas han sido algunas de las estructuras artificiales más altas del mundo . También hay muchas estructuras que constan de un fondo independiente y una parte superior arriostrada. Se trata de torres parcialmente arriostradas o torres arriostradas adicionalmente , las últimas de las cuales pueden utilizarse temporalmente para soportar edificios altos durante su construcción.
