El proyecto ERIES-BOLT: Comportamiento de torres de celosía de telecomunicaciones bajo vientos de tormenta

Por qué los vientos de tormenta importan para las conexiones cotidianas

Cada vez que haces una llamada o retransmites un vídeo, tu señal a menudo viaja a través de altas torres de acero que salpican el paisaje. Estas torres de telecomunicaciones deben mantenerse firmes no solo frente a brisas constantes, sino también ante vientos violentos de tormenta que pueden derribar estructuras en minutos. Este artículo presenta un nuevo y abundante conjunto de datos procedente de una gran instalación de investigación de viento que recrea en laboratorio esos vientos feroces y mide cómo se comportan modelos realistas de torres de telefonía, con el objetivo de hacer que nuestra red de comunicaciones sea más fiable y segura.

Ráfagas de tormenta que golpean como martillos invisibles

Las tormentas pueden generar eventos eólicos breves pero potentes llamados downbursts. En lugar de un flujo lateral suave, una masa de aire frío cae desde la nube, impacta el suelo y se expande en todas direcciones como el agua de una tubería rota. Estos flujos pueden durar solo entre 10 y 30 minutos y abarcar apenas unos pocos kilómetros, lo que dificulta su medición en campo. Sin embargo, son responsables de daños graves en estructuras de baja y media altura, incluidas líneas de transmisión y torres de telecomunicaciones. Los ingenieros han aprendido mucho con campañas de campo y monitorización a escala real, pero aún existe una brecha entre lo que se mide en exteriores y lo que puede replicarse de forma fiable en túneles de viento.

Recrear tormentas reales dentro de una cúpula gigante de viento

El proyecto ERIES-BOLT afronta este reto utilizando la WindEEE Dome en Canadá, una cámara hexagonal única circundada por más de 100 ventiladores y una gran abertura en el techo. Esta instalación puede generar tanto flujos atmosféricos a gran escala, como los vientos de capa límite sobre terreno abierto, como intensos flujos localizados que imitan downbursts. En el proyecto, los investigadores crearon y midieron cuatro familias de condiciones de viento: flujos tradicionales de capa límite atmosférica; chorros puramente semejantes a downbursts; downbursts superpuestos a vientos de fondo; y una nueva configuración de downburst “tripped” donde pequeños obstáculos en el suelo empujan los vientos más fuertes más arriba, acercándose a lo observado en tormentas reales. Usando sondas de alta respuesta, registraron velocidades tridimensionales del viento y turbulencia a muchas alturas y distancias radiales, construyendo un panorama detallado de cómo evolucionan en tiempo y espacio estas tormentas artificiales.

Torres de telefonía a escala sometidas a prueba

A continuación, el equipo instaló modelos finamente construidos de torres de celosía triangulares reales —escalados a una centésima de las alturas de estructuras a escala real de 50 m y 90 m— dentro de la cúpula. Los modelos se fabricaron con tubos de acero inoxidable y juntas impresas en 3D y se montaron sobre balances de fuerzas de seis componentes sensibles, con diminutos acelerómetros fijados a media altura y en la cima. Al elegir cuidadosamente cómo escalar longitudes, tiempos, masas y rigideces, los investigadores garantizaron que las torres en miniatura se balancearan y vibraran de forma que representaran fielmente a sus homólogas a escala real tanto en vientos constantes como en downbursts de ascenso rápido. Luego expusieron las torres a docenas de combinaciones de velocidad del viento, orientación de la torre y distancia al centro del downburst, registrando fuerzas en la base, momentos flectores y aceleraciones a altas tasas de muestreo.

Acercándose a la parte superior de la torre

Como muchas fallas comienzan en la parte superior de una torre —donde plataformas, escaleras, pasamanos y antenas añaden peso y captan el viento—, el proyecto incluyó también ensayos focalizados en una sección superior de mayor tamaño, a escala una décima, de la torre de 50 m. Este modelo seccional podía configurarse como un armazón desnudo, un armazón con una placa superior sólida, o una versión totalmente equipada con plataformas, pasamanos y antenas de panel. Montado sobre otro balance de fuerzas de precisión y colocado en un flujo de capa límite controlado, el modelo se rotó a través de muchos ángulos de ataque y se probó a varias velocidades del viento. Estas mediciones revelaron cómo cada componente añadido incrementa la resistencia al viento y modifica la sustentación y los momentos de torsión, y confirmaron que los resultados son robustos en el rango relevante de condiciones de flujo.

De la estructura de datos a la confianza en el mundo real

Todas las mediciones de los campos de viento, las pruebas aeroelásticas y los experimentos con el modelo seccional están organizadas en un repositorio online compartido usando un formato coherente y legible por máquina. Cada archivo almacena series temporales de velocidades del viento, movimientos de la torre y cargas junto con metadatos detallados sobre las configuraciones de ensayo, lo que facilita que otros investigadores y diseñadores reutilicen los datos. El equipo validó sus tormentas de laboratorio comparando los perfiles de viento medidos con directrices de ingeniería aceptadas y fórmulas analíticas y, de forma crucial, cotejando un downburst real registrado en una torre monitorizada en Rumanía con un evento escalado reproducido dentro de la WindEEE Dome. Tras ajustar por la escala, tanto las series temporales del viento como las aceleraciones de la torre coincidieron de forma estrecha, con respuestas máximas que difirieron en menos de aproximadamente un diez por ciento.

Qué significa esto para torres y redes más seguras

Para un lector no especialista, el mensaje central es que los ingenieros pueden ahora estudiar, con gran detalle, cómo torres de telefonía realistas responden a vientos de tormenta realistas sin esperar a que ocurran tormentas raras. El conjunto de datos ERIES-BOLT salva la brecha entre la monitorización a escala real y las pruebas de laboratorio, confirmando que modelos cuidadosamente escalados en una cúpula de viento sofisticada pueden imitar el azote violento que sufren las torres reales. Esta base ayudará a refinar las normas de diseño, mejorar las simulaciones numéricas y, en última instancia, conducir a torres mejor preparadas para los repentinos y martillantes embates de los vientos de downburst que amenazan nuestras comunicaciones cotidianas.

Cita: Calotescu, I., Coșoiu, CI., Hangan, H. et al. The ERIES-BOLT project: Behaviour of Telecommunication Lattice Towers under Thunderstorm Winds. Sci Data 13, 365 (2026). https://doi.org/10.1038/s41597-026-06727-0

Palabras clave: vientos de downburst, torres de telecomunicaciones, experimentos en túnel de viento, respuesta estructural, riesgos por tormentas eléctricas