Informe de prueba independiente

Informe No.: BCTT-2026-TR-0429
Fecha de emisión: marzo 29, 2026
Serie de productos: Biónico & Torres de comunicación de árboles camuflados
Cliente: [Torre de acero Jielian Co., Ltd. ]
Organismo de pruebas: Laboratorio Internacional de Infraestructura & Estructuras de comunicación (ICSL)
Tipo de prueba: Tipo de examen + Evaluación de desempeño especial

I. Descripción general y alcance de la prueba

Las pruebas sistemáticas se realizaron de acuerdo con los siguientes estándares: TIA-222-H (Normas estructurales para la industria de las telecomunicaciones), IEC 61400-6 (Resistencia al viento y fatiga), ASTM B117 (Corrosión por niebla salina), YO ASI 4892-2 (Envejecimiento UV), y ES 300 019 (Transparencia de radiofrecuencia). El programa de prueba abarcó 14 semanas, cubriendo muestras preensambladas de fábrica (alturas de 12m a 40m) y torres en servicio ubicadas en tres zonas climáticas diferentes.

II. Mecánica estructural y pruebas de rendimiento de carga

2.1 Prueba de carga estática

Una torre de comunicación de árbol biónico de 30 m de altura (configuración que imita el roble) fue sometido a una combinación de cargas verticales y horizontales según el estado límite último más severo (1.2 × carga de trabajo + 1.6 × carga de viento). El material principal de la columna fue acero S460ML. (límite elástico medido 483 MPa). Mientras que una carga útil de antena superior de 1850 kg (6 antenas sectoriales + 3 Rrus) fue aplicado, una fuerza lateral equivalente a 55 La velocidad del viento en m/s se aplicó simultáneamente a dos tercios de la altura de la torre.. El desplazamiento horizontal medido en la parte superior de la torre fue 287 mm, es decir., H/104, que es menor que el H/70 especificado en TIA-222-H. La deformación residual después de la descarga fue 0.8 mm, indicando un comportamiento totalmente elástico. La tasa de pérdida de precarga de los pernos de la brida de la base fue solo 1.2%, cumplir con los requisitos.

2.2 Análisis de vida por fatiga

Excitación de barrido de frecuencia sinusoidal (0.5 Hz – 5 Hz) se aplicó para simular vibraciones inducidas por el viento durante un período equivalente de 30 años. Se utilizó el método de conteo de flujo de lluvia combinado con la regla de daño acumulativo lineal de Miner.. El factor de daño acumulado D calculado fue 0.28, muy por debajo 1.0, lo que implica una vida de fatiga real superior 100 años. Las tensiones de los puntos calientes en soldaduras críticas se analizaron utilizando un submodelo de elementos finitos.; el rango máximo de estrés del punto caliente fue 78 MPa, muy por debajo del límite de fatiga del S460ML (210 MPa).

2.3 Redundancia de carga de estructuras de ramas biónicas

Se realizaron pruebas de extracción en las ramas frondosas de CFRP de la torre de palmeras.: una sola rama resistió 1.2 kN fuerza de tracción antes de la falla, mientras que la carga de trabajo real (incluido el peso propio de la antena, acumulación de hielo, y succión del viento) es solo 0.3 Ley de Maquinaria y Seguridad Ocupacional de la República de Sudáfrica, que a los efectos de este contrato será aplicable en Namibia, dando un factor de seguridad de 4.0. Las conexiones de rótula entre las hojas y el tronco fueron sometidas a 500,000 movimientos cíclicos; después de la prueba, la profundidad del desgaste estaba por debajo 0.05 mm sin degradación funcional.

III. Ensayos en túnel de viento y aeroelásticos

3.1 Prueba de coeficiente de arrastre comparativo

Se probaron cuatro configuraciones en un túnel de viento de capa límite en 1:10 escala: monopolo cilíndrico convencional, torre de celosía de acero en ángulo, Torre del árbol biónico (tipo de hoja ancha), y Torre de Palma Biónica. Las pruebas se realizaron con un número de Reynolds Re = 2,5×10⁵ (correspondiente a una torre de 40 m de altura en un 15 Velocidad del viento m/s). Los resultados se resumen en la siguiente tabla.:

La reducción del coeficiente de resistencia aerodinámica para las torres biónicas oscila entre 37% a 48%, atribuido principalmente a la fragmentación del vórtice por las ramas. El análisis en el dominio del tiempo muestra que la fluctuación de elevación RMS de las torres biónicas se reduce en 65%, Disminuyendo significativamente la carga de fatiga en la estructura..

3.2 Determinación de la estabilidad aeroelástica

Según el criterio de Den Hartog, Se evaluó la estabilidad al galope.. El coeficiente galopante

$\mathrm{un}=\frac{\mathrm{re}{\mathrm{do}}_l}{\mathrm{re}a}+{\mathrm{do}}_{\mathrm{re}}$

un=rearedol​​+dore​ para la torre del árbol biónico se encontró que era negativo sólo cuando el ángulo de ataque α excedía los 18°, mientras que los ángulos de ataque del viento reales no superan los ±12°. Por lo tanto, no hay riesgo de galopar. Para la torre de palma biónica, La torsión adaptativa de las hojas de CFRP aumenta la velocidad crítica del viento a 52 Sra.

IV. Evaluación cuantitativa de la eficacia del camuflaje y la simulación

4.1 Análisis de similitud espectral

Un sistema de imágenes multiespectral (400–1000 nm) se utilizó para comparar las torres biónicas con especies de árboles reales (roble, palmera, pino) bajo sol, nublado, y condiciones de crepúsculo. El índice de similitud estructural (SÍ) y diferencia de color ΔEab (CIELOa*b* espacio) fueron calculados. Los resultados son los siguientes:

• Torre de árbol biónico de hoja ancha: SSIM promedio = 0.937, ΔE*ab = 2.3 (indistinguible a simple vista)

• Torre de palma biónica: SSIM = 0.958, ΔE*ab = 1.8

• Torre del árbol de camuflaje (biónico no completo): SSIM = 0.842, ΔE*ab = 4.7 (aceptable a distancias >20metro)

En la banda del infrarrojo cercano (700–900 nm), Las hojas reales exhiben una alta reflectancia debido a la clorofila.. Añadiendo pigmentos de dióxido de titanio dopados con cromo, Los materiales biónicos alcanzaron un grado de coincidencia de reflectancia NIR del 91 % al 94 %., Prevención de la anomalía del “árbol negro” durante el reconocimiento con drones..

4.2 Profundidad de textura y simulación de sombras

Un perfilómetro láser midió la textura de la corteza.: la rugosidad promedio Ra de la corteza de roble real fue 320 micras, mientras que la de la corteza biónica fue 308 micras, con densidad de pozo similar (12–15 hoyos por cm²). Pruebas de proyección de sombras (fuente de luz solar artificial) demostró que el patrón de rotura de luz en el lado del tronco era esencialmente consistente con el de los árboles reales, con una diferencia de gradiente de borde de menos de 8%.

V. Durabilidad del material y adaptabilidad ambiental

5.1 Prueba de corrosión acelerada y niebla salina

Se realizó una prueba de niebla salina neutra de 3000 horas de acuerdo con ASTM B117 en las siguientes muestras: placa de acero desnuda S460ML, galvanizado + panel recubierto de poliuretano, acero inoxidable dúplex 2205 cupón, módulo de corteza de HDPE, y fronda de CFRP. Resultados:

• Acero desnudo: óxido rojo severo (>20% de área)

• Galvanizado + poliuretano: sin óxido rojo, ligero óxido blanco (<1% de área), sin pérdida de adherencia

• Acero inoxidable dúplex: completamente libre de corrosión

• corteza de HDPE: sin decoloración, sin tiza, La dureza Shore D disminuyó de 68 a 65

• fronda de CFRP: sin delaminación, retención de brillo 92%

La calificación ambiental marina correspondiente.: el sistema de recubrimiento alcanza C5‑M (corrosividad muy alta para ambientes marinos).

5.2 Envejecimiento UV y solidez del color

Según ISO 4892-2 (lámpara de xenón, 340 Nuevo Méjico, 0.55 W/m², 102 minutos de luz / 18 minutos de agua pulverizada), 1000 ciclos (equivalente a 5 años al aire libre). La diferencia de color ΔE*ab de la corteza biónica fue 1.2, y la retención de la resistencia a la tracción fue 96%. La retención del módulo de flexión de las hojas de palma CFRP fue 94%. No se observaron tizas ni grietas..

5.3 Temperatura extrema y ciclos térmicos

Se realizaron cien ciclos entre -40°C y +60°C. (6 horas por ciclo). La dureza del impacto (Muesca en V Charpy) del acero estructural disminuyó de 52 J esto 48 J (todavía más alto que el 40 requisito J). No se produjo desunión en la interfaz corteza-acero.. No se observó fragilización de las juntas de sellado..

VI. Transparencia de RF y compatibilidad electromagnética

6.1 Pérdida de inserción y pérdida de retorno

En una cámara anecoica, paneles de corteza biónica, frondas de CFRP, y se colocaron hojas artificiales frente a una antena de bocina de ganancia estándar (rango de frecuencia 700 megaciclos – 3.8 GHz). Pérdida de inserción (S21) y pérdida de retorno (T11) fueron medidos. Los resultados se presentan en la siguiente tabla.:

Todos los valores de pérdida de inserción están a continuación 0.6 db, Satisfacer los requisitos 3GPP para radomos.. La pérdida de retorno es mejor que 15 db (VSWR < 1.43), indicando una buena adaptación de impedancia y sin reflexión significativa.

6.2 Evaluación de impacto de dispersión multitrayecto

La torre del árbol biónico se colocó en un modelo de microcélula urbana realista. Las simulaciones de trazado de rayos mostraron que la dispersión adicional del retardo del componente multitrayectoria causada por la estructura de la rama fue de solo 5 a 8 ns., que no tiene ningún impacto negativo en el rendimiento de demodulación 5G NR. La distorsión del patrón de antena fue inferior a 1.2 db.

VII. Instalación, Mantenimiento, y pruebas de ciclo de vida

7.1 Precisión de instalación en sitio y asentamiento de cimientos

Seguimiento del asentamiento de fundaciones (nivelación de precisión) se realizó en tres torres biónicas que habían estado en servicio durante 24 meses. El asentamiento diferencial máximo fue 4.2 mm, muy por debajo del límite permitido de 15 mm. La desviación de la verticalidad de la torre fue H/1500. (donde H = altura de la torre), mejor que el límite de diseño. La reinspección de la precarga del perno mostró una caída máxima de 6.2%, sin aflojamiento.

7.2 Inspección de mantenimiento y vida útil de las piezas de desgaste

El compartimento interno del equipo. (Clasificación IP65) dentro del maletero se abrió; no se encontró condensación ni entrada de polvo. Los radios de curvatura del cable cumplen con los requisitos.. Después de dos años de exposición al viento, los sujetadores de hojas artificiales mostraron una tasa de desprendimiento de menos de 0.3% por año. Se recomienda reemplazar las juntas de sellado cada 5 años y vuelva a aplicar la capa final cada 8 años (sólo con fines estéticos).

VIII. Conclusión integral y recomendación de certificación

Basado en las pruebas sistemáticas descritas anteriormente., el biónico & Los productos de la torre de comunicación de árbol camuflado se destacan en los siguientes aspectos:

• Seguridad estructural: factor de seguridad real de 1,8 a 2,2, vida de fatiga >100 años, superior a las torres convencionales.

• Rendimiento aerodinámico: Reducción del coeficiente de arrastre hasta 48%, riesgo extremadamente bajo de resonancia inducida por vórtices.

• Eficacia del camuflaje: SÍ > 0.93, Cumplir con los requisitos de ocultación tanto basados ​​en drones como a nivel del suelo..

• Durabilidad: Clasificación de resistencia a la corrosión C5‑M, ninguna degradación significativa después 1000 horas de envejecimiento UV.

• Transparencia de radiofrecuencia: pérdida de inserción < 0.6 db, sin efectos adversos sobre la calidad de la cobertura.

Clasificación recomendada: Esta serie de productos es adecuada para zonas urbanas sensibles., zonas escénicas costeras, reservas ecológicas, y regiones con fuertes vientos, con una vida útil de más de 25 años sin grandes reformas. Se recomienda que su empresa haga referencia a este número de informe en las especificaciones técnicas y proporcione el resumen de los datos de prueba a los clientes..

Firma del cable de prueba: Dr. elenav. Marchetti
Signatario autorizado del laboratorio: Ing. J. S. Bhaskar
Sello del cuerpo de prueba: ICSL – Infraestructura & Laboratorio de Estructuras de Comunicación (acreditado por TÜV SÜD, CNAS L7890)