Relatório de teste independente

Relatório nº.: BCTT-2026-TR-0429
Data de emissão: Março 29, 2026
Série de produtos: Biônico & Torres de comunicação de árvores camufladas
Cliente: [torre de aço jielian co., ltd ]
Corpo de testes: Laboratório Internacional de Infraestrutura & Estruturas de Comunicação (ICSL)
Tipo de teste: Exame de tipo + Avaliação Especial de Desempenho

EU. Visão geral e escopo do teste

Os testes sistemáticos foram conduzidos de acordo com os seguintes padrões: TIA-222-H (Padrões Estruturais para a Indústria de Telecomunicações), IEC 61400-6 (Resistência ao vento e fadiga), ASTM B117 (Corrosão por névoa salina), ISO 4892-2 (Envelhecimento UV), e PT 300 019 (Transparência de RF). O programa de testes abrangeu 14 semanas, cobrindo amostras pré-montadas de fábrica (alturas de 12m a 40m) e torres em serviço localizadas em três zonas climáticas diferentes.

II. Mecânica Estrutural e Testes de Desempenho de Suporte de Carga

2.1 Teste de carga estática

Uma torre de comunicação de árvore biônica com 30 m de altura (configuração que imita carvalho) foi submetido a uma combinação de cargas verticais e horizontais de acordo com o estado limite último mais severo (1.2 × carga de trabalho + 1.6 × carga de vento). O material da coluna principal era aço S460ML (limite de escoamento medido 483 MPa). Embora uma carga útil de antena superior de 1850 kg (6 antenas setoriais + 3 Rrus) foi aplicado, uma força lateral equivalente a 55 A velocidade do vento em m/s foi aplicada simultaneamente a dois terços da altura da torre. O deslocamento horizontal medido no topo da torre foi 287 milímetros, ou seja, H/104, que é menor que o H/70 especificado em TIA-222-H. A deformação residual após o descarregamento foi 0.8 milímetros, indicando comportamento totalmente elástico. A taxa de perda de pré-carga dos parafusos do flange base foi de apenas 1.2%, atendendo aos requisitos.

2.2 Análise da Vida por Fadiga

Excitação de varredura de frequência sinusoidal (0.5 Hz – 5 Hz) foi aplicado para simular vibrações induzidas pelo vento durante um período equivalente de 30 anos. Foi utilizado o método de contagem de fluxo de chuva combinado com a regra linear de dano cumulativo de Miner.. O fator de dano cumulativo calculado D foi 0.28, muito abaixo 1.0, o que implica uma vida útil real à fadiga superior 100 anos. As tensões de ponto quente em soldas críticas foram analisadas usando um submodelo de elementos finitos; a faixa máxima de tensão do ponto quente foi 78 MPa, bem abaixo do limite de fadiga do S460ML (210 MPa).

2.3 Redundância de carga de estruturas ramificadas biônicas

Testes de arrancamento foram realizados nos ramos da folhagem de CFRP da torre da palmeira: um único galho resistiu 1.2 Força de tração kN antes da falha, enquanto a carga de trabalho real (incluindo peso próprio da antena, acúmulo de gelo, e sucção do vento) é apenas 0.3 kN, fornecendo um fator de segurança de 4.0. As conexões esféricas entre as folhas e o tronco foram submetidas a 500,000 movimentos cíclicos; depois do teste, a profundidade do desgaste estava abaixo 0.05 mm sem degradação funcional.

Iii. Túnel de Vento e Teste Aeroelástico

3.1 Teste comparativo de coeficiente de arrasto

Quatro configurações foram testadas em um túnel de vento de camada limite em 1:10 escala: monopolo cilíndrico convencional, torre de treliça de aço angular, Torre da Árvore Biônica (tipo de folha larga), e Torre Biônica da Palmeira. Os testes foram realizados no número de Reynolds Re = 2,5×10⁵ (correspondendo a uma torre de 40 m de altura em 15 M/s Velocidade do vento). Os resultados estão resumidos na tabela abaixo:

A redução do coeficiente de arrasto para as torres biônicas varia de 37% para 48%, atribuído principalmente à fragmentação do vórtice pelos ramos. A análise no domínio do tempo mostra que a flutuação de sustentação RMS das torres biônicas é reduzida em 65%, diminuindo significativamente a carga de fadiga na estrutura.

3.2 Determinação da estabilidade aeroelástica

De acordo com o critério Den Hartog, estabilidade de galope foi avaliada. O coeficiente galopante

$\mathrm{uma}=\frac{d{C}_{\mathrm{eu}}}{d\mathrm{um}}+C_d$

uma=dumdCeu​​+Cd​ para a torre da árvore biônica foi considerado negativo apenas quando o ângulo de ataque α excedeu 18°, Considerando que os ângulos reais de ataque do vento não excedem ±12°. Conseqüentemente, não há risco galopante. Para a torre biônica da palmeira, a torção adaptativa das folhas de CFRP aumenta a velocidade crítica do vento para 52 Senhora.

IV. Avaliação quantitativa da eficácia da camuflagem e da simulação

4.1 Análise de Similaridade Espectral

Um sistema de imagem multiespectral (400–1000nm) foi usado para comparar as torres biônicas com espécies de árvores reais (carvalho, palma, pinho) sob sol, nublado, e condições crepusculares. O Índice de Similaridade Estrutural (SSIM) e diferença de cor ΔEab (CÉUa*b* espaço) foram calculados. Os resultados são os seguintes:

• Torre Biônica de Árvore de Folha Larga: average SSIM = 0.937, ΔE*ab = 2.3 (indistinguível a olho nu)

• Torre Biônica Palmeira: SSIM = 0.958, ΔE*ab = 1.8

• Torre de árvore camuflada (biônico não completo): SSIM = 0.842, ΔE*ab = 4.7 (aceitável em distâncias >20m)

Na banda do infravermelho próximo (700–900nm), folhas reais exibem alta refletância devido à clorofila. Ao adicionar pigmentos de dióxido de titânio dopados com cromo, os materiais biônicos alcançaram um grau de correspondência de refletância NIR de 91% –94%, evitando a anomalia da “árvore negra” sob reconhecimento de drones.

4.2 Profundidade de textura e simulação de sombra

Um perfilômetro a laser mediu a textura da casca: a rugosidade média Ra da casca de carvalho real foi 320 ? m, enquanto o da casca biônica foi 308 ? m, com densidade de poço semelhante (12–15 caroços por cm²). Testes de projeção de sombra (fonte de luz solar artificial) mostraram que o padrão de quebra de luz no lado do tronco era essencialmente consistente com o das árvores reais, com uma diferença de gradiente de borda menor que 8%.

V. Durabilidade do material e adaptabilidade ambiental

5.1 Teste de corrosão acelerada e névoa salina

Um teste de névoa salina neutra de 3.000 horas foi conduzido de acordo com ASTM B117 nas seguintes amostras: placa de aço S460ML desencapada, galvanizado + painel revestido de poliuretano, duplex em aço inoxidável 2205 cupom, Módulo de casca HDPE, e folhagem CFRP. Resultados:

• Aço nu: ferrugem vermelha severa (>20% de área)

• Galvanizado + poliuretano: sem ferrugem vermelha, leve ferrugem branca (<1% de área), sem perda de adesão

• Aço inoxidável duplex: completamente livre de corrosão

• Casca de PEAD: sem descoloração, sem giz, A dureza Shore D diminuiu de 68 para 65

• Fronde CFRP: sem delaminação, retenção de brilho 92%

A classificação correspondente do ambiente marinho: o sistema de revestimento atinge C5‑M (corrosividade muito alta para ambientes marinhos).

5.2 Envelhecimento UV e Solidez da Cor

De acordo com ISO 4892-2 (lâmpada de xenônio, 340 nm, 0.55 Com m², 102 minutos de luz / 18 minutos spray de água), 1000 ciclos (equivalente a 5 anos ao ar livre). A diferença de cor ΔE*ab da casca biônica foi 1.2, e a retenção da resistência à tração foi 96%. A retenção do módulo de flexão das folhas de palmeira CFRP foi 94%. Não foi observada escamação ou rachadura.

5.3 Temperatura extrema e ciclagem térmica

Foram realizados cem ciclos entre -40°C e +60°C (6 horas por ciclo). A resistência ao impacto (Entalhe em V Charpy) do aço estrutural diminuiu de 52 J isso 48 J (ainda superior ao 40 Requisito J). Não ocorreu descolamento na interface casca-aço. Não foi observada fragilização das juntas de vedação.

Vi. Transparência de RF e compatibilidade eletromagnética

6.1 Perda de inserção e perda de retorno

Em uma câmara anecóica, painéis de casca biônica, Frondes CFRP, e folhas artificiais foram colocadas na frente de uma antena tipo corneta de ganho padrão (faixa de frequência 700 MHz – 3.8 GHz). Perda de inserção (T21) e perda de retorno (T11) foram medidos. Os resultados são apresentados na tabela abaixo:

Todos os valores de perda de inserção estão abaixo 0.6 dB, satisfazendo os requisitos 3GPP para radomes. A perda de retorno é melhor do que 15 dB (ROE < 1.43), indicando boa correspondência de impedância e nenhuma reflexão significativa.

6.2 Avaliação de impacto de dispersão multipercurso

A torre da árvore biônica foi colocada em um modelo realista de microcélula urbana. Simulações de rastreamento de raios mostraram que a propagação adicional do atraso do componente multipercurso causado pela estrutura do ramo foi de apenas 5–8 ns, que não tem impacto negativo no desempenho de demodulação 5G NR. A distorção do padrão da antena foi menor que 1.2 dB.

Vii. Instalação, Manutenção, e testes de ciclo de vida

7.1 Precisão de instalação no local e assentamento da fundação

Monitoramento de liquidação de fundação (nivelamento de precisão) foi realizado em três torres biônicas que estavam em serviço há 24 meses. O recalque diferencial máximo foi 4.2 milímetros, bem abaixo do limite permitido de 15 milímetros. O desvio de verticalidade da torre foi H/1500 (onde H = altura da torre), melhor que o limite do projeto. A reinspeção da pré-carga do parafuso mostrou uma deterioração máxima de 6.2%, sem afrouxamento.

7.2 Inspeção de manutenção e vida útil de peças de desgaste

O compartimento interno do equipamento (Classificação IP65) dentro do porta-malas foi aberto; nenhuma condensação ou entrada de poeira foi encontrada. Os raios de curvatura do cabo atenderam aos requisitos. Após dois anos de exposição ao vento, os fixadores de folhas artificiais apresentaram uma taxa de desprendimento inferior a 0.3% por ano. Recomenda-se substituir as juntas de vedação a cada 5 anos e reaplique o acabamento a cada 8 anos (apenas para fins estéticos).

VIII. Conclusão Abrangente e Recomendação de Certificação

Com base nos testes sistemáticos descritos acima, o Biônico & Os produtos da Torre de Comunicação de Árvore Camuflada se destacam nos seguintes aspectos:

• Segurança Estrutural: fator de segurança real de 1,8–2,2, vida de fadiga >100 anos, superior às torres convencionais.

• Desempenho Aerodinâmico: redução do coeficiente de arrasto até 48%, risco extremamente baixo de ressonância induzida por vórtice.

• Eficácia da camuflagem: SSIM > 0.93, atendendo aos requisitos de ocultação baseados em drones e no nível do solo.

• Durabilidade: Classificação de resistência à corrosão C5‑M, nenhuma degradação significativa após 1000 horas de envelhecimento UV.

• Transparência de RF: perda de inserção < 0.6 dB, sem efeito adverso na qualidade da cobertura.

Classificação recomendada: Esta série de produtos é adequada para áreas urbanas sensíveis, zonas cênicas costeiras, reservas ecológicas, e regiões com ventos fortes, com uma vida útil superior a 25 anos sem grandes reformas. Recomenda-se que sua empresa faça referência a este número de relatório nas especificações técnicas e forneça o resumo dos dados de teste aos clientes.

Assinatura do líder de teste: Dr. Elena V.. Marchetti
Signatário Autorizado do Laboratório: Ing. J. S. Bhaskar
Teste de vedação corporal: ICSL – Infraestrutura & Laboratório de Estruturas de Comunicação (credenciado pela TÜV SÜD, CNAS L7890)