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Las antenas y la FM comunitaria

Por Miguel R. Ghezzi
SOLVEGJ Comunicaciones

Un elemento que requiere la máxima atención en una radioemisora es, sin ninguna duda, la antena. Normalmente el común de las personas entienden por "antena" a todo eso que está afuera de la radio, incluyendo torre y cables. Si bien la antena propiamente dicha no comprende todos estos items, el concepto es acertado porque guardan entre si una relación tan íntima que son, propiamente, "de la misma sangre". (¿Sangre o "mala sangre"?).

Hay algunos aspectos que quienes estamos "en la pomada" sabemos acerca del tema. Hay otros que ignoramos. Los últimas son abrumadoramente más numerosas... por aquello de que: «Hay más cosas entre el Cielo y la Tierra de las que podemos imaginar, Horacio». Es, entonces, una buena práctica, cuando de antenas se trate ejercer la duda metódica propuesta por Descartes.

Claro, Ud. dirá, ¿Pero si no lo saben los técnicos, quien lo sabe?. No pretendo que desconfíe de nosotros hasta el punto que no nos crea nada, pero ¿Cómo evitar que se convierta en un simple acto de fe?. Se sorprendería de la cantidad de conocimientos técnicos que empleamos diariamente que son solo eso: Un acto de fe. Por ej: ¿Cuántos de nosotros cree que alguna vez hemos corroborado un diagrama de radiación?. Lo estudiamos de un libro (que por supuesto siempre habla del "espacio libre" o "terreno plano, conductor" y, ecuaciones mediante, nos muestra unos bonitos dibujitos; o nos referimos a un artículo publicado en alguna revista (generalmente norteamericana), donde John Smith, nos comunica sus estudios con la misma intención que yo escribo estas líneas: Un poquito de fama...

Es que en el fondo nos pasa un poquito como al ratón Mickey en «El aprendiz de brujo», las escobas se nos van de la mano...

Cacho Lopez: -Miguel, el mes pasado cambiamos todas las antenas de la radio porque el técnico nos dijo que los dipolos iban a andar mejor que las que teníamos (nota: tenían cuatro «Slim Jim»)

Miguel: -¿Y, que tal...?

Cacho Lopez: -Dejamos de llegar a Olavarría adonde antes llegábamos perfectamente...

Miguel: - Pero entonces volvé a colocar las anteriores y listo, hombre.-

Cacho Lopez: - Si, pero resulta que con éstas entramos mejor en el centro de Azul donde teníamos problemas. ¿Me podés decir porque nos vuelven locos ustedes, los técnicos...?

Miguel: (Cambiando de tema) ¿Qué es de la vida de Tato, hace mucho que no lo ves...?-

¿Ud, cree que un vendedor de la firma «A» le habría recomendado al Cacho las de la firma «B», porque son más aptas para su necesidad?.

¿Ud. cree que el ingeniero, técnico o idóneo de la firma «A», piensa que las mejores antenas son las de la firma «B» y se retira heroicamente del negocio?. ¿O que el de la firma «B», sabe más que el...

¿Ud. cree que si yo fuera «A» o «B» le diría todo esto?

Los radioaficionados le podrán contar mucho acerca de la "suerte con las antenas". Y en parte las cosas pasan por allí: Llamamos "suerte" a esa suma de variables que desconocemos o no podemos calcular y que, sumadas favorablemente, dan un resultado excelente. Evidentemente si pudiéramos calcular la cantidad de movimiento de la bolita, la velocidad angular inicial de la ruleta, el factor de rozamiento de los elementos involucrados y todos los demás datos dinámicos del sistema, no llamaríamos "suerte" a un pleno...

La mejor antena para su radio, no solo depende de la antena en si, depende también de sus espectativas de cobertura. ¿Que prefiere Cacho, llegar bien a Olavarría o al centro de Azul?. Sí, Cacho quiere llegar bien a ambos lados pero, aunque no es su especialidad, sospecha que lo que la antena le da a Olavarría se lo está quitando al centro. Y no se equivoca casi nada...

Imagine dos antenas perfectamente construidas, sin vicios de fabricación, con los mejores materiales posibles y por ingenieros expertos en la materia. ¿En qué se diferencian?. Si no son idénticas probablemente se diferencien en su diagrama de radiación. ¿Qué es el diagrama de radiación?, pues algo así como la luz que produce un artefacto luminoso y que depende de su diseño. Hay lámparas a las cuales se les coloca un reflector o una lente para que concentren la luz en un área reducida. Las hay con un platito arriba para que envíen la luz hacia abajo y no iluminen inútilmente el techo, las hay diseñadas para producir la menor cantidad de sombras, etc.

Lo que se advierte inmediatamente es que los artefactos se diseñan con el fin de conducir la energía luminosa hacia sitios de interés del usuario. Por ende no existe el mejor artefacto, existe el mejor para SU necesidad particular. No terminan aquí las consideraciones. Alrededor del artefacto existen objetos que modifican sus características originales produciendo sombras aquí y allá. La forma del ambiente y la ubicación de los muebles modifican el resultado apreciablemente.

Con las antenas sucede exactamente lo mismo con una diferencia crucial: somos ciegos a su luz. Solamente podemos "verla" mediante medios indirectos (medidores de intensidad de campo, receptores) y, formarnos una idea clara de la distribución de energía, conlleva un trabajo muy pero muy arduo, ¡tan arduo que casi nadie lo hace!... Sin contar con lo difícil que es efectuar una modificación y relevar nuevamente todo el sistema (Como haríamos cuando corremos un mueble para que no nos tape la luz).

Entonces volvemos al terreno de la fe; es irresistible la sugestión de aquél que nos asegura el camino a la felicidad (afirmando que con tal o cual antena se obtendrán los resultados soñados) y, si sumamos la fe de él en su producto a nuestra propia credulidad, ya estamos a un pasito de la superstición tecnológica y de lleno en un mal negocio...

No significa que no haya ninguna escapatoria, significa que el camino a seguir requiere de paciencia, perseverancia, experimentación y conocimiento. No necesariamente le miente ese proveedor de antenas, del mismo modo que no solamente la Coca Cola "refresca mejor", habrá que dar con el sistema más eficiente luego de algunos intentos.

Existen cuestiones peligrosas en las antenas: Por ejemplo su "Ganancia". Se presupone que ciertas configuraciones de antenas permiten lograr resultados equivalentes a un aumento importante en la potencia del trasmisor. Pero nada es gratis: El platito arriba de la lamparita le da más luz en su mesa a expensas de la que le quita al techo. Eso en condiciones ideales, pero Ud. sabe que si el platito es negro, lo que le quita al techo no irá a parar a la mesa. El platito debe ser blanco o plateado ¿verdad?.

Cualquier platito no funciona. ¡Ahí tiene!, la suma de cuatro dipolos de la firma «A» puede tener un platito blanco, la de la «B», uno negro (o viceversa, porque se puede enojar «B»...)

Una conocida publicación Norteamericana, resolvió hace ya muchos años no aceptar publicidad en la que se mencionara la ganancia de las antenas. ¿Sabe porqué?. ¡porqué muchos fabricantes de antenas no resisten la tentación de mentir un poquito!, y cuando uno miente un poquito, obliga al competidor a mentir "un poquito más..." y así sucesivamente.

Si puede hacerlo, camine. Recorra otras emisoras y observe sus instalaciones. Controle sus resultados, trate de conocer su potencia. Es decir, trate de aprovechar la experiencia de los demás, de sus éxitos y sus fracasos. Si le es posible infórmese acerca de la marca de las antenas y quien las haya instalado. Tal vez no pueda averiguar quien le conviene, pero saber quien NO le conviene es frecuentemente más útil.

De esa inspección tal vez pueda deducir cuál es el tipo de antenas que podría brindar mejores resultados en su entorno. Si la radio está instalada en una zona serrana, tal vez note que algunas son más apropiadas para esas condiciones particulares. Busque entre aquellas que se asemejen a su propia instalación.

No es fácil, ¿verdad?. Pero siempre se puede recurrir a la fe...

Si Ud. ya se decidió por un tipo en particular, se puede pisar terreno más firme. Trate de dirigirse a varios proveedores acompañado de alguien con conocimientos que sea de su confianza, para que efectúe las preguntas pertinentes y examine el material detenidamente.

¿Cómo se ve el montaje mecánico?. ¿Es sólido, con herrajes fuertes?. ¿Tiene una adecuada protección contra la corrosión, si el material es oxidable?. Los elementos de la antena propiamente dicha ¿son robustos?. ¡Recuerde que a 30 o 40 m de altura los vientos soplan con intensidades mayores que en la superficie!.

Los lugares donde existen uniones eléctricas ¿Se encuentran sellados perfectamente contra la humedad?. Los sellos efectuados con resinas poliester tienden a permitir su ingreso, en especial donde dicha resina no adhiere bien, como en el caso de la cubierta exterior del cable coaxil, permitiendo la lenta pero inexorable penetración del agua.

Un aspecto no muy tenido en cuenta es el empleo de metales compatibles desde el punto de vista de la corrosión. Recuerde que un mantenimiento periódico exige desmontar el sistema y no es mucho lo que el torrista pueda hacer, allá arriba, para lidiar con tornillos oxidados. En general la mezcla de metales diferentes en el sistema no es recomendable, ya que uno se sacrifica para salvar al otro (por ej. el aluminio de la antena se destruye alrededor de un tornillo de bronce). En el apéndice le adjunto una pequeña tablita indicativa.

Si observa todas estas recomendaciones, seguramente tendrá una antena (o un adorno al tope de la torre) por muchos años.

Es de suponer que si alguien se tomó el trabajo de hacer las cosas bien desde el punto de vista mecánico también lo habrá hecho desde el punto de vista eléctrico. ¿Seguro...? ¿Si...?. No vaya a creer, los primeros productos que realicé en mis inicios los armaba en plaquetas de fibra de vidrio, con gran prolijidad y cuidado, pero mis conocimientos de electrónica eran aún más pobres que los que cuento actualmente. Pero, ¿Quién pensaría eso de una plaqueta tan bonita...? Entonces, sigamos examinando.

¿Que tal esos conectores de radiofrecuencia?. Cómo, ¿no tiene conectores?, ¿Apenas dos tornillitos con un terminal semilla?. No quiere decir que no sirva, pero la radio de FM esta en FME (Frecuencias Muy Elevadas), un trocito de cable de 3 o 4 cm ya es un inductor. ¡Mmmm...!, piénselo dos veces, no, mejor piénselo tres o cuatro....

¿Tiene conectores estándar tipo SO239 o PL259?. No son lo ideal para estas frecuencias, pero son adecuados, aunque si por fuera se los ve muy ordinarios, seguramente por dentro lo son aún más. Si tiene conectores tipo «N», parece que esa gente es bastante seria...

Seguramente Ud. no se habrá contentado con un "paragüitas" y le habrá echado el ojo a un sistema de varias antenas enfasadas.

Primero, en homenaje al paragüitas (antena de 1/4 de onda con plano de tierra), debo decirle que en una oportunidad, el Sr. Julio Monti (FM Estelar, José L. Suarez), me retó porque imprudentemente le dije que tirara esa porquería y pusiera una antena como la gente. Me hizo caso. Resultado: Por aquí, por Castelar, llegaba fenómeno, pero el centro comercial de su localidad, ¡chau!...

¿En dónde estábamos?. ¡Ah!, los conectores y demás uniones eléctricas. Para hacer llegar la energía a las antenas, se emplean distribuidores de potencia de diversos tipos. El más ordinario consiste en un sistema de cables coaxiles unidos entre si formando una red tipo "árbol" (los muchachos los denominan a veces "arneses"). Estos distribuidores, poseen numerosas uniones de tres cables; estas uniones son particularmente importantes porque si no están construidas perfectamente introducen pérdidas significativas. Generalmente están cubiertas por un sello plástico o de plástico y resinas que impide conocer su interior. Solicite ver uno de ellos antes de sellar. Averigüe o trate de imaginar como debería ser una unión mecánica "perfecta" de una "T" formada por cables coaxiles y saque sus conclusiones (aléjese de esa antena tanto como esa unión se aleje de una "perfecta"). Y, para peor, utilizar tres conectores y una "T" que se fabrica con ese propósito, tampoco mejora las cosas...
He conocidos muchos radiodifusores que huyen despavoridos ante la menor insinuación de empalmar su cable de bajada (porque el técnico me dijo que "eso trae muchas pérdidas"). Pero nunca advirtieron que su suma de cuatro dipolos tiene tres "empalmes" y su suma de ocho ¡¡¡siete!!!, y para peor bastante malos...

Ahora observe el cable coaxil de la red de distribución ¿Es del "finito" (RG-59)?. ¿Porqué no puso del "finito" en la bajada?. Ya tiene la respuesta... Solicite que la red esté realizada con coaxil de bajas pérdidas (al menos un RG-11), sale más caro, por supuesto, pero entre un cable de 50 centavos el metro y otro de $1,50, no vale la pena el ahorro.

Si le ofrecen un distribuidor de potencia que es un caño con una entrada y cuatro salidas, parece que la cosa va en serio y pareciera esa gente no le escatima al producto, pero igual ¡ojo!...

¿Está en una zona marítima o de alta polución?. La sal es buena para la ensalada y mala para la presión y el aluminio. Contemple la posibilidad de adquirir una antena de bronce. Seguramente será más cara, pero también es más barato dejar al coche sin pintar. La diferencia estará en lo que van a durar. Si el aluminio está expuesto será atacado rápidamente y en esas condiciones sus pérdidas superarán en muy poco tiempo a las del bronce (que son ligeramente superiores). Existen productos que bien aplicados otorgan una protección efectiva (generalmente compuestos de cauchos de silicona o similares, que resisten los rayos ultravioletas y no se resquebrajan). Tenga en cuenta que si la protección aplicada presenta grietas o lugares expuestos, no resultará conveniente.

¿Existe documentación teórica de la antena?. No me refiero a la del folleto que siempre clamará que son las mejores, sino a los libros de la especialidad. Un dipolo, es un dipolo. Cualquier ingeniero en electrónica lo estudió y existe abundantísima bibliografía, (al igual que una antena tipo YAGI). Si la antena que a Ud. le gusta tiene forma de gato siamés, es posible que funcione muy bien, pero si solo depende de la opinión del vendedor, cómprele una para el jardín de su casa y siga buscando otra para la radio...

Los dipolos, los dipolos... Los más comunes son los denominados "abiertos" y "plegados". Yo no discutiré aquí si alguno da mejores resultados, lo que si le diré es que hay dipolos y "maquetas". Que tengan forma de dipolo no alcanza. Existen requisitos en su sistema de alimentación (generalmente para adaptación de impedancias). En general los abiertos tienen un elemento de ajuste denominado "Gamma Match" que permite adaptarlos convenientemente a una línea de 50 Ohms. Los plegados dependen, para su correcta adaptación de una construcción física determinada y una separación de la torre (o caño de montaje) apropiados; además son dispositivos denominados "balanceados", mientras que la línea coaxil es del tipo desbalanceado. Entonces... TEORICAMENTE debe existir un elemento denominado «BALUN» (del Inglés => BALanced to UNbalanced), en esas antenas. Si simplemente conectaron el cable con la malla a un lado del caño de aluminio y el conductor central al otro, falta el BALUN. Andar va andar, pero... No sé si me explico.

Los tiempos cambian. Algunos años atrás colocar cable "del grueso" (RG-213) en una radio Comunitaria era todo un lujo, hoy por hoy pareciera que solamente un rígido es "serio". No es tan cierto si se hacen algunos numeritos:

Tomemos por ejemplo una instalación con un cable de 50 m de largo en 100 MHz con un trasmisor de 100W

Cable Pot. en ant. Valor aprox.
RG-8 48,4 $1,50
Rígido 1/4" 59,6 $6,00
Rígido 3/8" 66,8 $9,00
Rígido 1/2" 75,8 $12,00
Rígido 7/8" 85,1 $25,00
Rígido CRC 1/2", Aluminio 71,2 $5,00

Nótese que la diferencia entre un cable de 7/8 y el viejo RG-8 es de apenas 2 dB, que si bien es notable no es tampoco una barbaridad. Si se lo compara con un rígido de aluminio de 50 Ohms parecido al empleado en troncales de videocable (ojo, que esos son de 75 Ohms), no alcanza a ser justificable dada la relación costo-ganancia. Téngase en cuenta que estamos analizando las pérdidas y no su capacidad para manejar potencia. Un rígido de 7/8, se impone para potencias del orden de los 5 KW.

Para elegir su antena tenga en cuenta un par de consejos: Desconfíe de las promesas excesivas. Si hubiera una antena tan, pero tan superior, todos fabricarían esa. Si por 5.000$ se pudiera tener un auto tan bueno como un Mercedes, la Mercedes ya no existiría. No es malo tener fe, pero seguramente es mejor depositarla en el templo antes que en la cuenta bancaria de algún macaneador...

La torre:

Por ser un elemento destinado simplemente a elevar la antena convenientemente sobre el terreno, no influye en el alcance y posibilidades de la emisora más que por su altura (y si Ud. alguna vez vio una publicidad que le ofrecía una antena que "no necesitaba altura", créame es mejor comprar el perro en una veterinaria).

La robustez de la torre es materia de ingeniería civil, de todas maneras no está de más comentar algunos aspectos básicos que se relacionan más con la seguridad de vidas y bienes que con la performance de la radio. Existen normas y reglamentaciones que establecen sus características mecánicas de acuerdo al sitio de su emplazamiento. Asegúrese de instalar aquellos tipos que respetan esas normas. La acumulación de hielo y los fuertes vientos someten a la estructura a tensiones importantes en zonas especialmente duras como nuestro Sur Patagónico. El aire salitroso en las cercanías del litoral marítimo impone procesos de galvanización y pintado que la protejan de la intensa corrosión a la que están sometidas. A menudo, instaladores no muy serios o avezados sugieren aumentar la altura de la torre afirmando que, de acuerdo con su experiencia, "aguantan bien", no es que estén totalmente equivocados, simplemente es que no serán ellos quienes pagarán los daños...

Es muy importante su balizamiento, tanto diurno como nocturno. El diurno está dado por el color característico (blanco y anaranjado) y el nocturno por las balizas luminosas (rojas). Este requisito hace a la seguridad de la navegación aérea. Habría sido una verdadera lástima que Antoine de Saint Exupéry no escribiera «El Principito» por haber quedado enredado en la torre de esa FM sin balizas... (trabajó muchos años en nuestro país como Correo Aéreo, aunque en ese entonces no había FM's)

Generalmente no será conveniente dar a construir una torre a un herrero o a un fabricante de cabreadas para techos. Una buena torre, no solamente emplea aceros adecuados, sino técnicas de pretensado, tanto de las varillas como de la estructura, proceso que le confiere una resistencia superior a la obtenible con un armado sencillo.

Teóricamente, es necesario intercalar aisladores en las riendas de soporte que se hallan cerca de los irradiantes (al menos hasta 4 o cinco longitudes de onda de ellos o aproximadamente 12 a 15 metros). En la práctica, sin embargo, la modificación de la forma del campo irradiado no parece ser muy severa o contraproducente para el resultado final, de acuerdo a la experincia de varias estaciones que los incorporaron a posteriori. Si se opta por emplearlos deben colocarse espaciados entre si en forma desigual y la separación entre los mismos deberá ser inferior a 55 o 60 cm, para que no se produzcan resonancias indeseables. Su construcción física deberá ser tal que resistan adecuadamente la tensión ejercida por las riendas o vientos y el paso del tiempo; no son aconsejables los de material plástico en este lugar.

¡La necesidad del pararrayos es indiscutible!.

Tanto la seguridad personal como de las instalaciones exigen su instalación...

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El pararrayos propiamente dicho debe encontrarse por encima de las antenas (al menos dos o tres metros). El dispositivo de toma de tierra (por ej. jabalinas) que colocan al pié de la torre depende del terreno circundante, de manera que deberá asesorarse por técnicos idóneos acerca de cuál es el adecuado de acuerdo a la naturaleza del terreno.

Según me contaron una vez, estudios efectuados en instalaciones de una ex empresa del Estado señalarían que es más conveniente el empleo de la propia torre como conductor para llevar la energía del rayo hacia la tierra, pues presentaría una menor inductancia. Al ser las uniones eléctricas entre tramos deficiente por el tipo de construcción, es necesario emplear cables de cobre con terminales puenteando entre si a los mismos. Como de costumbre, cuando de seguridad se trata, es conveniente no escatimar, y un cable de Cobre de 16 mm o más (depende de la altura de la torre) a la manera convencional, sumado a lo anterior creo que no sería una mala idea (de todos modos no soy experto en el tema). Del mismo modo, si la torre se halla a varios metros del edificio, será una buena práctica instalar otra jabalina junto al mismo. A ella se conectará, intercalado con el coaxil, un dispositivo gaseoso comúnmente conocido como "chispero", que reducirá aún más el potencial eléctrico presente en el coaxil. Recuerde que la energía de los rayos puede ser muy importante y son capaces de desarrollar corrientes instantáneas de decenas de miles de amperes, de manera que ante un rayo directo es posible que los equipos se dañen a pesar de estas precauciones, pero al menos los operadores tendrán algo para contar a sus nietos...

Podrá encontrarse con vecinos que creen que la presencia de la torre o el pararrayos "atraerá" los rayos de toda la comarca y por ese motivo se sentirán preocupados y hasta asustados. Tranquilícelos recordándoles que ¡Benjamin Franklin inventó este dispositivo para su protección! y que, dentro de una semiesfera cuyo radio es aproximadamente el de la altura del pararrayos, se produce una zona de seguridad en la que cualquier rayo será canalizado por el seguro pararrayos. Más allá de esa zona protegida los mismos caerán donde lo hubieran hecho, de todos modos.


ANEXO

En la tabla, los metales de más abajo se sacrifican para proteger a los de más arriba. Cuanto más alejados estén entre sí (en la tabla) se encuentren metales unidos eléctricamente y sometidos a la intemperie, más enérgico será el proceso de corrosión galvánica.

Plata
Acero inoxidable
Níquel
Cobre y aleaciones (Bronce)
Plomo y Estaño
Hierro y Acero
Cadmio
Aluminio
Zinc
Magnesio

Puede verse que la solución ideal sería que, si la antena fuera de aluminio, todos los demás metales que la integren (incluida la tornillería), también lo sean. De todas maneras es preferible sujetar los elementos de aluminio con hierro cadmiado o zincado, antes que con tornillos de acero inoxidable o bronce. La construcción integral en bronce permite soslayar estos inconvenientes y la construcción en acero inoxidable se descarta por la alta resistividad de esta aleación que la hace muy ineficiente.

 

 

(Ultima actualización de esta página: 21 de Julio de 1.999)

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