I Pali + utilizzati nelle installazioni sat sono del tipo x carpenteria e hanno un diametro che varia da 50mm a 114mm.
Lo Spessore della lamiera con cui vengono costruiti questi pali dipende dal costruttore e può variare tra 1.5mm e 3mm.
La lunghezza solitamente è disponibile in 2 misure: 2m e 3m.
Caratteristiche Tecniche dei Pali in Commercio:
Tabella relativa alle Caratteristiche Tecniche dei pali in commercio
Diametro 50mm - Spessore 1.4mm - Lunghezza 2m - Peso 4.122Kg - Spessore rivestimenti in Micron 70
Diametro 50mm - Spessore 2mm - Lunghezza 2m - Peso 5.051Kg - Spessore rivestimenti in Micron 70
Diametro 50mm - Spessore 2mm - Lunghezza 3m - Peso 7.92Kg - Spessore rivestimenti in Micron 70
Diametro 60mm - Spessore 1.5mm - Lunghezza 2m - Peso 4.838Kg - Spessore rivestimenti in Micron 70
Diametro 60mm - Spessore 2mm - Lunghezza 2m - Peso 9.031Kg - Spessore rivestimenti in Micron 80
Diametro 60mm - Spessore 3mm - Lunghezza 3m - Peso 17.17Kg - Spessore rivestimenti in Micron 80
Diametro 60mm - Spessore 3mm - Lunghezza 3m - Peso 14.17Kg - Spessore rivestimenti in Micron 80
Diametro 70mm - Spessore 3mm - Lunghezza 3m - Peso 10.615Kg - Spessore rivestimenti in Micron 80
Diametro 70mm - Spessore 3mm - Lunghezza 3m - Peso 16.66Kg - Spessore rivestimenti in Micron 80
Diametro 76mm - Spessore 3mm - Lunghezza 3m - Peso 10.8Kg - Spessore rivestimenti in Micron 80
Diametro 76mm - Spessore 3mm - Lunghezza 2m - Peso 16.2Kg - Spessore rivestimenti in Micron 80
Diametro 90mm - Spessore 3mm - Lunghezza 2m - Peso 21.23Kg - Spessore rivestimenti in Micron 80
Diametro 102mm - Spessore 3mm - Lunghezza 2m - Peso 24.5Kg - Spessore rivestimenti in Micron 80
Diametro 114mm - Spessore 3mm - Lunghezza 2m - Peso 16.4Kg - Spessore rivestimenti in Micron 80
Diametro 114mm - Spessore 3mm - Lunghezza 2m - Peso 24.6Kg - Spessore rivestimenti in Micron 80
Nella scelta del diametro + adatto che deve avere il palo influiscono: le dimensioni della parabola, il suo peso, il tipo di attacco (AZ-EL o Motore) e l'altezza del punto di attacco rispetto alla staffa di sostegno + alta.
Le sollecitazioni subite da un palo al quale sia fissata un'antenna parabolica non sono così semplici da calcolare come sembrano.
Per questo motivo molti installatori, per aumentare la sicurezza, tendono a sovradimensionare il palo installando uno da 90mm di diametro dove magari ne sarebbe sufficiente uno da 60mm. E' tuttavia possibile compilare una tabella indicativa che riunisca alcuni elementi utili al dimensionamento del sistema di sostegno in funzione del diametro della parabola.
Pa - Forza (in Kg oppure Newton) rappresentante la presa aerodinamica dell'antenna al vento.
La - Distanza dell'antenna dalla prima staffa di sostegno
P - Carico al vento del palo.
W - Modulo di resistenza del palo
Nmax - Momento flettente massimo del palo
Il calcolo si limita alla somma di tutte le forze che agiscono sul palo e sui sui sostegni x verificare che questa sia inferiore a quella che lo farebbe flettere.
Questo calcolo richiederebbe uno studio approfondito dei materiali con l'esecuzione di prove meccaniche specifiche.
Il procedimento descritto di seguito è frutto di approssimazioni fatte allo scopo di rendere facilmente comprensibile come la forza del vento possa influire sul dimensionamento del sistema di sostegno dell'antenna, le formule indicate sono quindi indicative e non possono essere considerate sufficienti in caso l'installatore debba obbligatoriamente fornire al cliente caratteristiche meccaniche certificabili.
Tuttavia il calcolo è meccanicamente attendibile ed è stato confrontato con i procedimenti e le tabelle adottati normalmente dai progettisti.
Il procedimento si basa sul calcolo di tutti i momenti che contribuiscono alla flessione del palo esposto al vento costante e al loro confronto con i momenti massimi ammissibili calcolati x pali in acciaio FE360B, che è comunemente utilizzato dai costruttori, vedi tabella seguente:
Tabella relativa al Modulo di resistenza W e massimo momento flettente Mmax calcolato x il massimo ammissibile
Diametro Palo 50mm - Spessore Palo 2mm - Modulo di resistenza W 34.8m^3x10E7 - Momento flettente Massimo Max 522Nxm
Diametro Palo 60mm - Spessore Palo 2mm - Modulo di resistenza W 51.2m^3x10E7 - Momento flettente Massimo Max 768Nxm
Diametro Palo 60mm - Spessore Palo 3mm - Modulo di resistenza W 72.9m^3x10E7 - Momento flettente Massimo Max 1093.5Nxm
Diametro Palo 70mm - Spessore Palo 3mm - Modulo di resistenza W 101.5m^3x10E7 - Momento flettente Massimo Max 1522.5Nxm
Diametro Palo 76mm - Spessore Palo 3mm - Modulo di resistenza W 120.8m^3x10E7 - Momento flettente Massimo Max 1812Nxm
Diametro Palo 90mm - Spessore Palo 3mm - Modulo di resistenza W 172.6m^3x10E7 - Momento flettente Massimo Max 2589Nxm
Diametro Palo 102mm - Spessore Palo 3mm - Modulo di resistenza W 224.4m^3x10E7 - Momento flettente Massimo Max 3366Nxm
Diametro Palo 114mm - Spessore Palo 3mm - Modulo di resistenza W 282.9m^3x10E7 - Momento flettente Massimo Max 4243.5Nxm
In primo luogo si dovrà calcolare il momento risultante della presa aerodinamica dell'antenna parabolica nelle condizioni peggiori, ovvero con l'antenna posta ad elevazione zero.
Dalle caratteristiche fornite dal costruttore si ricava la forza Pa, vedi la seguente tabella ricavata dal Catalogo IRTE:
Tabella relativa al Carico al vento delle Antenne IRTE valori x un vento a 120Km/h
Diametro Antenna 90cm - 73Kg - 716N
Diametro Antenna 120cm - 98Kg - 961N
Diametro Antenna 150cm - 152Kg - 1490N
Diametro Antenna 180cm - 230Kg - 2254N
Diametro Antenna 200cm - 270Kg - 2646N
Moltiplicando il Pa x la lunghezza La del palo (tra l'attacco dell'antenna e la staffa di fissaggio + vicina) si ottiene il momento Ma.
Ma = Pa x La
Il valore ottenuto è già utile x la scelta del palo. Cosultando la Tabella (relativa al Modulo di resistenza W e massimo momento flettente Mmax calcolato x il massimo ammissibile) si dovrà fare una prima scelta cercando un palo che abbia un momento flettente massimo Mmax maggiore di Ma.
Considerando anche il momento determinato dal carico al vento offerto dallo stesso palo Mp, vedi la seguente tabella:
Tabella relativa al Momento del carico al vento del palo di sostegno x velocità del vento di 100, 120, 130Km/h (Momento del carico al vento del palo con L = 1m) in N x metro
Diametro Palo 60mm Momento a 100Km/h 40Nxm, a 120Km/h 60.48Nxm e a 130Km/h 71Nxm
Diametro Palo 70mm Momento a 100Km/h 49Nxm, a 120Km/h 70.56Nxm e a 130Km/h 82.8Nxm
Diametro Palo 76mm Momento a 100Km/h 53.2Nxm, a 120Km/h 76.6Nxm e a 130Km/h 90Nxm
Diametro Palo 90mm Momento a 100Km/h 63Nxm, a 120Km/h 90.7Nxm e a 130Km/h 104.4Nxm
Diametro Palo 102mm Momento a 100Km/h 71.4Nxm, a 120Km/h 102.8Nxm e a 130Km/h 120.66Nxm
Diametro Palo 114mm Momento a 100Km/h 79.8Nxm, a 120Km/h 114.92Nxm e a 130Km/h 134.86Nxm
Si deve verificare che la somma tra Ma e Mp sia sempre inferiore a Mmax.
Mmax < (Ma + Mp)
dove: Mp = p x D
in cui D è il diametro del palo e p è un fattore dipendente dalla velocità del vento V ricavabile con la seguente formula semplificata:
p = 0.07 x V2 espesso in N/m (Newton su Metro)
dove il fattore 0.07 include i coefficienti dovuti a: densità dell'aria, fattore di forma o Cx del palo e superficie investita.
Per pali diversi da quelli indicati nella Tabella (relativa al Modulo di resistenza W e massimo momento flettente Mmax calcolato x il massimo ammissibile) si possono calcolare il modulo di resistenza W e il momento flettente Mmax.
Il modulo di diametro esterno Dest e interno Dint del palo secondo la formula:
W = 0.0982 x ((Dest^4 - Dint^4)/Dest)
Il momento flettente Mmax dipende dalla tensione massima s dell'acciaio con il quale è costruito il tubo, come regola generale si può assumere un s = 1/3 del carico di rottura.
Le norme CEI 12-15 prevedono una tensione massima ammissibile di 150 x 10E6 N/m^2.
La maggioranza dei pali in commercio sono costruiti con acciaio FE360B per il quale viene ammesso un s massimo ammissibile, per compressione di 160 x 10E6 N/m^2.
Per flessione conviene ridurre tale valore a 120 x 10E6 N/m^2 che essendo inferiore a quello previsto dalle norme CEI garantisce una migliore sicurezza e consente di prescindere dal calcolo delle deformazioni elastiche dovute all'azione del vento. La Tabella (relativa al Modulo di resistenza W e massimo momento flettente Mmax calcolato x il massimo ammissibile) indica i momenti flettenti massimi calcolati con s consigliato dalle norme CEI.
Conoscendo il modulo di resistenza W e la tensione s il momento flettente Mmax è dato dal seguente prodotto:
Mmax = W x s
Le norme CEI 12-15 prevedono, inoltre, dei fattori di correzione delle forze opposte dall'antenna, Pa, e dal palo, Mp, per zone particolarmente ventose o dove sia facile il formarsi di ghiaccio.
Per zone ventose si dovranno moltiplicare x 1.6 e invece x 2.0 in caso di ghiaccio.
Nello specifico, in una zona soggetta al vento che occasionalmente può raggiungere i 120 km/h determinereno il palo idoneo a sostenere un'antenna da 1.2m con distanza di 1m dalla prima staffa quindi.......
Utilizando un'antenna IRTE da 120cm x la quale il costruttore dichiare una opposizione frontale al vento di 98Kg, si ricava il momento Ma maggiorato del fattore 1.6 (x zone ventose):
Ma = Pa x 1.6 x L = 98Kg x 1.6 x 1m = 156.8Kgm = 1536.64 Newton x metro
Dalle tabelle relative ai pali si sceglie quello che abbia un Mp tale che sommato a Ma dia un valore inferiore a Mmax.
Mmax > (Ma + Mp)
Risulta idoneo un palo con diametro esterno 76mm e spessore 3mm x il quale si ha:
Mp = 76.6 x 1.6 = 122.56 N x m
&
Mmax = 1812 N x M
Il momento massimo provocato da antenna e palo sarà:
Ma + Mp = 1536.64 + 122.56 = 1659.2 N x m
che risulta inferiore al momento flettente massimo del palo scelto che è di 1812 N x m