A sujeira sob minhas unhas: Um guia de campo para a qualidade da instalação de torres de comunicação

Você sabe o que parece ótimo no papel? Tudo. Os desenhos CAD são perfeitos. Os cálculos de estresse saem limpos. A lista de materiais está toda marcada. Então você aparece no local, e a estrada de acesso é lama, o caminhão de concreto está preso, e a gaiola de vergalhão da fundação parece que alguém a construiu de memória depois de um longo almoço. É aí que começa a verdadeira qualidade. Não no escritório. Bem aqui, com suas botas afundando na terra.

Faço isso há trinta e dois anos. Começou como ajudante de rigger, trabalhei meu caminho até superintendente, agora sou o cara para quem eles ligam quando algo dá errado ou quando algo absolutamente não pode dar errado. Coloquei torres no topo de montanhas em Montana, em pântanos na Flórida, em aterro recuperado em Nova Jersey. Já vi boas instalações que sobreviveram aos seus designers, e eu vi alguns ruins que falharam antes da tinta secar.

Este guia não é de um livro didático. É de calos, de ver as coisas caírem, de descobrir por que, e de consertá-lo para que fique no lugar.

Antes de enfiar qualquer coisa no chão: A Fundação

Vamos começar de baixo, porque é aí que a gravidade ganha ou perde. Eu não me importo com o quão perfeito é o seu aço. Se a fundação se mover, a torre é sucata. Puro e simples.

O teste concreto sobre o qual ninguém fala

Você receberá a papelada. Certificados de usinagem para vergalhões, relatórios de projeto de mistura da planta de mistura pronta, testes de quebra de cilindro do laboratório. Tudo bem. Mas aqui está o que eu faço: Eu os vejo derramar. Não da cabine do caminhão. Estou parado na beira do buraco, olhando para o concreto saindo da calha.

Teve um emprego na Carolina do Sul uma vez. Grande autossuficiente de 180 pés entrando no topo de uma colina. Lindo site. O concreto aparece, começa a fluir. Percebo que está lento. Muito rígido. Eu pego um punhado - sim, um punhado - e aperte. Não cai direito. Mantém-se unido, mas sente… granulado. eu paro de servir. Ligue para a planta de lote. Acontece que o estoque agregado deles foi contaminado com sujeira fina da última chuva. Eles não verificaram. Essa base ficaria bem por um ano, talvez dois. Então as partículas finas teriam enfraquecido a ligação, micro-cracking começa, a água entra, congelar-descongelar faz seu trabalho, e cinco anos depois você tem uma torre inclinada como a Torre de Pisa sem o apelo turístico. Nós os fizemos enviar concreto novo. O gerente do projeto me xingou pelo atraso de três horas. Eu disse a ele que ele poderia me amaldiçoar agora ou me amaldiçoar quando estivéssemos roubando a torre logo mais tarde. Ele calou a boca.

A gaiola do parafuso de ancoragem: Onde a precisão vai morrer

A gaiola do parafuso de ancoragem é a sua conexão entre a terra e o céu. Tem que ser absolutamente perfeito. E quase nunca é, a menos que você lute por isso.

Aqui está o problema: você colocou a gaiola no buraco, amarre-o ao vergalhão, e então o caminhão de concreto aparece e despeja seis metros de lama diretamente em cima dele. A vibração do derramamento, o peso do concreto, os trabalhadores andando por aí - tudo tenta tirar aquela gaiola do alinhamento.

Eu tive uma equipe no Texas uma vez, rapazes, ansioso. Eles montaram uma linda gaiola de ancoragem para um barco de 36 metros monopole. Nivelou, preparei, verifiquei duas vezes. Então eles derramaram. Depois de derramar, Eu desci com minha fita. A gaiola inteira havia se deslocado uma polegada e meia para fora do centro. O capataz disse, “Ah, está perto o suficiente, vamos encaixar a placa de base.” Eu o demiti. Não estou brincando. Eu o mandei de volta para o escritório. Uma polegada e meia de excentricidade em um monopolo alto? Isso não é mais um problema de construção. Essa é uma questão estrutural. O momento fletor dessa excentricidade por si só adiciona tensão para a qual a torre não foi projetada. Você encaixa o prato, você esconde o problema, e daqui a dez anos algum engenheiro estará coçando a cabeça se perguntando por que a torre falhou abaixo da velocidade projetada do vento.

Nós quebramos o concreto. Refiz a gaiola. Usei uma placa modelo de aço - o que chamamos de “modelo superior”—parafusado na parte superior da gaiola com o padrão de furo exato. Esse modelo permanece durante o vazamento. Você verifica isso com um trânsito antes, durante, e depois. Nenhum movimento. Esse é o padrão. Não “perto o suficiente.” Nozes mortas.

Aqui está uma fórmula que uso para projeção da haste de ancoragem. Os desenhos sempre dizem algo como “projeto 4 centímetros acima do concreto acabado.” Mas o concreto acabado não é plano. Possui coroa para drenagem. Então eu calculo a projeção ajustada:

$$P_{\mathrm{uma}dj}=P_{spec}+C_{crocn}$$Padj​=Pspec​+Ccoroa​Onde

$C_{crocn}$Coroa geralmente é 1/8 polegada por pé de diâmetro do cais. Se o seu cais tiver quase dois metros de largura, isso é quase uma polegada de coroa. Defina suas âncoras de acordo com as especificações sem levar em conta isso, e depois das coroas de concreto, suas porcas de nivelamento não têm rosca por baixo. A torre acaba apoiada no concreto, não as nozes. Isso é um pesadelo de nivelamento e uma armadilha de corrosão. A água fica bem ali, contra o aço. eu já vi isso.

O aço aparece: Inspeção antes da montagem

O aço da torre vem do galvanizador com uma aparência linda. Brilhante, como jóias. Não se deixe enganar.

galvanização: Bonito não é o mesmo que bom

A primeira coisa que faço é percorrer cada peça com um ímã. A galvanização esconde uma infinidade de pecados. Estou procurando por lugares vazios, mas também estou procurando outra coisa: manchas cinzentas. Se a galvanização esfriar muito lentamente, ou se o banho de zinco não estava certo, você fica grosso, camada cinza opaca. É frágil. Ele irá descascar sob carga ou estresse térmico. Eu bato com um martelo. Se lascar, essa peça foi rejeitada.

Recebi uma remessa de um novo fornecedor em Ohio há alguns anos. Coisas lindas. Brilhante como um novo bairro. Começamos a montar e notei que um suporte diagonal para um 100 pés tinha uma rachadura bem na solda de reforço. Sob a galvanização. A galvanização fluiu para dentro da fenda e selou-a. Você não conseguia ver até que aparafusássemos e a lacuna se abrisse ligeiramente. Essa rachadura teria crescido. Primeira grande tempestade de vento, essa chave falha, carregar redistribui para outros, e você obtém uma falha em cascata. Radiografamos mais dez peças desse lote. Encontrei mais três com problemas semelhantes. Mandei o caminhão inteiro de volta. O fornecedor gritou sobre atrasos. Eu disse a eles para gritarem com seus soldadores, não eu.

Correspondência de parafusos: O código de cores

Os parafusos vêm em caixas. Coisas de alta resistência, A325 ou A490. Todos parecem cinza. Mas eles não são todos iguais. Eu faço minha equipe distribuí-los por número de bateria. Você não mistura parafusos de lotes diferentes na mesma conexão. A relação torque-tensão varia ligeiramente entre as corridas. Misture-os, e você terá alguns parafusos suportando mais carga do que outros. A conexão falha antes do calculado.

Nós os marcamos. Pinte pontos nas cabeças. Vermelho para um lote, azul para outro. Parece anal. Já tive jovens engenheiros revirando os olhos. Então eu mostro a eles a pesquisa: conexões com lotes mistos mostram 15-20% mais variação na tensão final. Esse é um risco que não corro quando a conexão está funcionando 200 pés de aço e um milhão de dólares em equipamentos.

Ereção: Onde a teoria encontra o vento

Montar uma torre é um caos controlado. Mas tem que ser controlado.

Plumbidez: O número que você não pode ignorar

Cada especificação diz que a torre deve estar bem dentro 1:500. Para uma torre de 200 pés, isso é sobre 5 centímetros da vertical no topo. Parece generoso, certo? Não é. Que 5 polegadas é a deflexão total da base ao topo, incluindo qualquer inclinação da fundação e qualquer varredura no aço.

Eu vi torres que subiam rapidamente e pareciam retas. Depois subimos com um teodolito em um dia calmo. Eles estavam inclinados 8 polegadas. A tripulação disse, “Está perto o suficiente.” Não é. Essa inclinação cria uma carga excêntrica permanente. A torre está sempre dobrando ligeiramente, mesmo sem vento. A fadiga cai. A tensão nos parafusos do lado inferior é maior que a calculada. Alguma coisa vai dar eventualmente.

Nós sondamos enquanto avançamos. Todo 20 pés, nós verificamos. Usamos caras temporários para acertar. Você não espera até que o topo esteja ligado. Até então, o peso foi definido, e você está lutando contra anos de fluência nas conexões. Plumb-lo enquanto você o constrói, seção por seção.

Aqui está um truque: em uma torre de três pernas, você não pode simplesmente medir dos dois lados. Você tem que medir a partir de três pontos, 120 graus de distância, e média deles. A torre pode parecer vertical do norte e do leste, mas é torcida. Twist é tão ruim quanto lean. Coloca tensão de torção nas conexões. Meça todas as três faces.

Tensão do parafuso: O som da segurança

Você sabe como saber se um parafuso está apertado? Não apenas pela chave dinamométrica. Pelo som. Um parafuso A325 devidamente tensionado, quando atingido com uma chave calibrada, anéis. Um solto bate. Eu não estou brincando. Atravessei uma plataforma de torre e ouvi a diferença. Os bons cantam. Os maus estão mortos.

Mas o som não é suficiente. Usamos o método turn-of-nut para conexões críticas. Aconchegante, em seguida, uma rotação específica - geralmente 1/3 vire para parafusos 8 diâmetros ou menos de comprimento. Isso induz a tensão certa, independentemente das variações de atrito. Chaves de torque são boas, mas eles medem o atrito, não tensão. Turn-of-nut mede a extensão real.

Em um trabalho em Dakota do Norte, frio intenso, menos 20, as leituras da chave de torque estavam em todo lugar. O frio mudou o atrito. Mas o método turn-of-nut funcionou bem. Os parafusos esticaram a mesma quantidade. Essa torre ainda está de pé durante aqueles invernos brutais.

O cabo: Pequenos detalhes, Grandes fracassos

Antenas são a parte do glamour. Os cabos são as veias. E eles são abusados.

A regra do raio mínimo de curvatura

Cada cabo tem um raio de curvatura mínimo. Deve-se considerar também o fato de que o vento pode desviar o gelo em queda 10 para 12 vezes o diâmetro do cabo. Exceda, e você microfratura a trança de cobre ou o dielétrico. O cabo pode passar em um teste de continuidade na instalação. Um ano depois, com ciclagem térmica e vibração, essas microfraturas crescem em circuitos abertos. Você sobe para consertar um “rádio ruim” e descobrir que o cabo está fisicamente quebrado dentro da jaqueta.

Eu faço minhas equipes usarem guias de raio de curvatura em cada cabide. Sem curvas fechadas. Não é necessário apertar o cabo firmemente contra uma borda afiada. Usamos pinças almofadadas. E deixamos um loop de serviço na parte superior e inferior. Por que? Porque os cabos se expandem e contraem com a temperatura. Um cabo de 30 metros pode mudar de comprimento em vários centímetros entre o verão e o inverno. Se estiver bem apertado, algo tem que dar. Geralmente o conector.

Tinha um site no Arizona. Calor do deserto, 110 no dia, 60 à noite. Grandes oscilações de temperatura. O instalador puxou bem o tambor dos cabos. Parecia legal. Seis meses depois, três rádios estavam desligados. Os conectores se soltaram das antenas. O cabo encolheu com o frio e puxou o pino central para fora do conector. Substituímos os cabos e deixamos um laço de 12 polegadas na parte superior. Nunca tive outro problema.

O aterramento: Não apenas um fio

Lightning não se importa com sua programação. Ele encontra o caminho de menor resistência. Você quer que esse caminho seja seu sistema terrestre, não seus eletrônicos.

Cada perna da torre recebe uma haste de aterramento. Eles estão ligados entre si por conexões soldadas exotérmicamente, não terminais mecânicos. As saliências mecânicas corroem. Soldas exotérmicas passam a fazer parte do metal. Eles não afrouxam.

Já vi aterramentos que testaram bem na instalação – 2 ohms, perfeito. Um ano depois, 50 ohms. O que aconteceu? As conexões corroeram. Ou a haste de aterramento não foi cravada fundo o suficiente e o solo secou ao seu redor. A resistência do solo varia com a umidade. Você tem que dirigir fundo o suficiente para alcançar a umidade permanente. Em alguns lugares, isso é 10 pés. Em outros, 30.

Usamos o método da queda de potencial para testar:

$$R_g=\frac{V}{\mathrm{EU}}$$Rg=IV​Três apostas, 62% espaçamento, medir queda de tensão. Esse é o padrão. Mas eu também olho para o solo. Se for arenoso, usamos hastes mais longas ou aterramentos químicos. Se for rochoso, usamos radiais de contrapeso. Um tamanho não serve para todos.

A caminhada final: Confie, mas verifique

Antes de eu assinar uma torre, eu escalo. Toda vez. Eu não me importo se for 100 pés ou 500 pés. eu subo.

Procuro coisas que não aparecem no papel. Um parafuso que está apertado, mas não tem roscas suficientes além da porca. Essa é uma conexão que pode funcionar sob carga. Um fio terra que está esfregando contra uma borda afiada. Isso é um fracasso futuro. Um circuito de gotejamento muito pequeno, deixando a água escorrer pelo cabo até o conector. Isso é corrosão esperando para acontecer.

Eu tinha uma torre na Virgínia, lindo trabalho, tudo perfeito no papel. Subi e encontrei uma cinta diagonal que estava ligeiramente curvada. Talvez 1/4 polegada fora da linha reta. Os montadores disseram que estava tudo bem, apenas uma peça dobrada do envio. Eu fiz eles substituí-lo. Esse arco significava que a cinta já estava estressada, apenas sentado lá. Sob carga, iria ceder cedo. A torre pode não falhar, mas a distribuição de carga estaria errada. Outros membros compensariam e ficariam estressados. Substitua-o agora ou substitua mais tarde. Nós o substituímos.

O que me mantém acordado à noite

A nova tecnologia é ótima. Melhor aço, melhor análise, melhor monitoramento. Mas também cria novos problemas.

O grande problema agora são os equipamentos 5G. Essas AAUs são pesadas. Eles são frequentemente adicionados a torres antigas projetadas para cargas muito mais leves. Estamos vendo torres que funcionaram bem por dez anos, de repente precisando de reforço. E o reforço tem que ser feito sem derrubar a torre. Isso significa trabalho a quente em altura, soldagem em aço vivo. Coisas assustadoras. Usamos suportes temporários, controlamos cuidadosamente a entrada de calor, inspecionamos cada centímetro depois. Mas é arriscado.

Outra tendência é o monitoramento remoto. Sensores em torres, alimentando dados para a nuvem. Ótimo para detectar problemas antecipadamente. Mas os sensores falham. Eles são atingidos por um raio. Eles saem da calibração. Você ainda precisa de um humano para subir e olhar. Os dados dizem que algo pode estar errado. Somente seus olhos lhe dizem o que.

O resultado final

Já faço isso há tempo suficiente para saber que qualidade não é uma lista de verificação. É uma mentalidade. É a disposição de interromper o trabalho quando algo está errado, mesmo que isso custe dinheiro. É a disciplina medir duas vezes e cortar uma vez, mesmo quando você está cansado e com frio e só quer ir para casa. É a humildade de ouvir o veterano que diz, “Isso não parece certo,” mesmo quando o desenho diz que é.

Cada torre que eu assinei, Eu penso em quando estiver velho e aposentado. Eu me pergunto se eles ainda estão de pé. Eu espero que eles estejam. Eu sei que aqueles que construí corretamente serão. Aqueles em que eu cortei atalhos? Não há nenhum. Porque aprendi há muito tempo que cortar atalhos em uma torre não é cortar atalhos. Está cortando sua própria garganta, ou pior, de outra pessoa.

Fique seguro lá em cima. Verifique seus parafusos. E nunca confie no concreto antes de tocá-lo.