26DiseAo-de-torre-autosoportada-para-la-telefonia-celular-con-los-metodos-ASD-y-Lrfd

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL 
 
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA 
UNIDAD ZACATENCO 
 
 
 
DISEÑO	DE	TORRE	AUTOSOPORTADA	PARA	TELEFONÍA	
CELULAR	CON	LOS	MÉTODOS	ASD	Y	LRFD.	
 
 
 
T E S I S 
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: 
I N G E N I E R O C I V I L 
P R E S E N T A : 
FERNANDO DE LA VEGA PÉREZ 
 
 
 
ASESOR : 
ING. JULIO GARCÍA CARBAJAL 
 
 
MÉXICO, D.F. 2011 
AGRADECIMIENTOS
A mis padres.
CON TODA MI ADMIRACIÓN Y RESPETO PARA LAS PERSONAS QUE FUERON MI LUZ Y MI GUÍA DESDE LA EDAD PRIMERA. 
Y AUNQUE SU ENORME ESFUERZO NUNCA ESPERÓ NADA A CAMBIO; DEDICO ESTE HUMILDE TRABAJO EN RECOMPENSA A TODO SU APOYO, SU AMOR, SUS DESVELOS Y SUS SACRIFICIOS PARA QUE YO SALIERA ADELANTE EN LA VIDA. 
ERA MI ILUSIÓN, MADRE, QUE PAPÁ TE LEYERA ESTAS LÍNEAS QUE LES DEDICO; PERO LA VIDA NO LE ALCANZÓ PARA CUBRIR EL TIEMPO PERDIDO POR MIS ERRORES; QUE DIOS Y ÉL ME PERDONEN POR SIEMPRE… 
CON TODO MI AMOR PARA LUISA Y VICENTE. 
A mi hermana Cony.
SI DECIR GRACIAS FUERA SUFICIENTE, SIMPLEMENTE LO DIRÍA; PERO NO ALCANZARÍA PARA DECIR QUE POR TÍ CONSEGUÍ ESTE SUEÑO, QUE POR TÍ CORREGÍ MI VIDA, QUE POR TÍ SOY FELIZ, QUE POR TÍ MI DOLOR CESÓ, QUE POR TÍ PODRÉ SER UN BUEN PADRE, UN BUEN ESPOSO Y UN BUEN HERMANO.
LO QUE ES CIERTO, ES QUE ESTE ES EL FRUTO DE TUS ESFUERZOS, DE TUS DESVELOS, DE TU ENTUSIASMO, DEL AMOR QUE ME BRINDASTE Y EL CUMPLIMIENTO DE LA TAREA QUE MI PADRE TE DEJÓ EN SU CARTA…
…AQUÍ ESTA MI TESIS, VAYA A TÍ SU DEDICACIÓN QUE ES UNA FORMA HUMILDE DE DECIRTE: 
MIL GRACIAS POR TODO CONCHIS. 
A MIS HIJOS.
Zazil , Alexander y Bryan. 
ESTE ES MI TÍTULO HIJOS, EL QUE LES PROMETÍ, SE LOS DEDICO… ES UN TÍTULO QUE RECIBEN LAS PERSONAS POR HABER CONCLUIDO LOS ESTUDIOS DE UNA LICENCIATURA, Y AUNQUE ME SIENTO MUY CONTENTO Y SATISFECHO, NO TIENE COMPARACIÓN CON LA ALEGRIA QUE SENTÍ CUANDO LA VIDA ME DIÓ EL TÍTULO DE PADRE, TENERTE A TÍ ZAZIL ENTRE MIS BRAZOS PARA ARRUYARTE, FUE LA EXPERIENCIA MÁS LINDA DE MI VIDA, TÚ ME ENSEÑASTE A SER PAPÁ, ME DISTE FUERZAS, ESPERANZAS; DESDE PEQUEÑITA LLENASTE MI MENTE DE SUEÑOS Y AHORA A TUS TRECE AÑITOS COLMAS MI VIDA DE SATISFACCIONES, ESTE MOMENTO ES MUY PEQUEÑO COMPARADO CON LO QUE TÚ ME HAS DADO, PERO ES TUYO, ES POR TÍ...
ALEX, MI NIÑO LINDO, AL NIÑO QUE DEJÉ DE VER TANTO TIEMPO POR TERMINAR MI ESCUELA, NOS SEPARABA UNA FRONTERA Y MUCHAS MILLAS DE DISTANCIA, TÚ CRECIAS CON MAMÁ Y YO ME PREGUNTABA EN FRENTE DE MIS LIBROS SI ESTO VALDRÍA LA PENA, EL TIEMPO HA PASADO Y AHORA TE TENGO CONMIGO, MI TÍTULO ES EL PAGO ENCOMENDADO POR DIOS PARA TENERTE CERCA, ES EL FRUTO POR EL TIEMPO DE TU ESPERA, ES EL TRIUNFO TUYO Y MIO, DE LOS DOS, MIL GRACIAS CABECIUX.
NUNCA DEJARÉ DE AGRADECER A DIOS POR TU LLEGADA BRYAN, EL SEGUNDO VARONCITO QUE TRAJO FELICIDAD A MI VIDA, TE DEDICO ESTE MOMENTO PORQUE TUS OJOS VOLVIERON A ILUMINAR MI VIDA, AHORA SOY MÁS GRANDE, MÁS FUERTE Y MÁS FELIZ, CLARO, LA “ALUVIA” ESTÁ CONMIGO, GRACIAS HIJO. 
A Mary
A LA COMPAÑERA DE TODA MI VIDA, A MI ÚNICO AMOR, MI ALMA, MI SER… A LA MUJER QUE HA SUFRIDO POR MI CULPA, Y QUE A CAMBIO DE ESO, ME HA LLENADO DE AMOR Y FE PARA SALIR ADELANTE. DEJASTE TODO UNA Y OTRA VEZ PORQUE YO ALCANZARA ÉSTE SUEÑO, EL TIEMPO Y LA DISTANCIA NO FUERON SUFICIENTES PARA QUEBRANTAR TU AMOR POR MI, LUCHASTE CONTRA TODA ADVERSIDAD Y SIEMPRE SALISTE AVANTE; POR SER ASI CONMIGO DURANTE TODO ESTE TIEMPO, POR TODOS LOS DIAS DE FELICIDAD Y TRISTEZA, POR AQUELLOS RECUERDOS QUE DEJAMOS EN EL VAULT DEL PASADO, POR CREER EN MI, POR TU TENACIDAD, POR DARME TRES BELLOS HIJOS, POR TU DEDICACIÓN A LA VIDA, POR ESTAR SIEMPRE AHÍ CUANDO TE NECESITO Y PORQUE EL CÚMULO DE TU DOLOR SE VOLVIÓ MI DESEO DE SALIR ADELANTE CON MI VIDA Y PODER REALIZAR ESTE SUEÑO, POR SER MI ESPOSA… UNA Y TRA VEZ… MIL GRACIAS. 
A mis hermanos
Yolanda, Araceli, Carlos y Oscar.LOS HOMBRES Y MUJERES A QUIENES TANTO ADMIRO, SEA PARA USTEDES ESTE HUMILDE LIBRO EN DONDE INVERTÍ MUCHAS HORAS DE TRABAJO Y DEDICACIÓN. AUNQUE A DECIR VERDAD, NO SE COMPARA EN NADA CON TODO EL GRAN ESFUERZO QUE USTEDES DEDICAN A LA LABOR COTIDIANA. EN CADA MINUTO DE TRABAJO, SUS MANOS TRANSFORMAN ESTE MUNDO, EL PROGRESO CRECE, LA GENTE SE BENEFICIA, LA VIDA ES MÁS FÁCIL; PERO SÓLO LAS PAREDES DE LA “FACTORIA” SON TESTIGO DEL SUDOR DERRAMADO, DEL CANSANCIO FÍSICO, DE LA TEMPRANA HORA QUE “CHECA” EL OBRERO, DE SUS PROBLEMAS Y APURACIONES, Y SOBRE TODO, DEL PAGO POR SU LABOR QUE NO ES PRECISAMENTE EL DINERO, SINO LA GRAN RECOMPENSA DE SABERSE MÁS ÚTILES QUE EL PATRÓN, MÁS FUERTES QUE LA ADVERSIDAD Y MÁS AMADOS POR SUS HIJOS. POR TODA LA INSPIRACIÓN QUE ME BRINDAN, POR SER CÓMPLICES DE MIS SUEÑOS ALCANZADOS, POR TANTAS EXPERIENCIAS JUNTOS, Y SOBRE TODO, POR SER MIS HERMANOS, MIL GRACIAS. 
A mis sobrinos
Móni, Jessi, Oscarín, Iván, Isaac, Irving, Karla, Ani, Mayra, 
Omar, Rudy, Michelle, Diana, Adrián.
DECIA ALBERT EINSTEIN QUE LA ESCUELA NO SIRVE DE NADA SI LOS CONOCIMIENTOS ADQUIRIDOS NO SON UTILES A LOS DEMÁS…A USTEDES SOBRE TODO, DEDICO ESTE MOMENTO Y ESTA TESIS DE INGENIERÍA. SON USTEDES MI ESPERANZA, LA RAZÓN DE VIVIR DE NOSOTROS LOS MAYORES, EL DESTINATARIO DE NUSTRA MEJOR CARTA. ME TOCA DECIRLES: A PESAR DE TANTOS ERRORES QUE HE COMETIDO, DE MI REBELDÍA DE JÓVEN, NUNCA ABANDONÉ LA IDEA DE LLEGAR A ESTE MOMENTO… POR ESO, NUNCA ABANDONEN LA SUYA; AQUÍ ESTA MI SUEÑO ALCANZADO, CLARO QUE USTEDES TAMBIÉN LO PUEDEN LOGRAR, SON MUCHO MEJORES QUE YO, Y NO OLVIDEN QUE AQUÍ ESTARÉ CADA VEZ QUE ME NECESITEN. GRACIAS CHAVOS, QUE DIOS LOS BENDIGA. 
Al Ingeniero Francisco Huerta G.CUÑADO, AMIGO, HERMANO… FUERON LAS PALABRAS QUE ME DEDICASTÉ CUANDO PUSISTE TU TESIS EN MIS MANOS DEPUÉS DE HABERTE CONVERTIDO FORMALMENTE EN INGENIERO CIVIL; RECUERDO QUE ME DIJISTE QUE ESE LIBRO QUE ME OBSEQUIABAS ERA PORQUE QUERÍAS VERME EN UN FUTURO TAMBIÉN RECIBIENDO UN TÍTULO COMO EL TUYO… HAN PASADO YA 18 AÑOS Y ESTE ES EL DÍA EN QUE TE DOY MIL GRACIAS POR ESE VALIOSO CÚMULO DE CONOCIMIENTOS QUE ME OBSEQUIATE EN ESE MOMENTO, MI PROBLEMA AHORA ES: ¿CÓMO TE AGRADEZCO POR TODO TU APOYO, CONFIANZA, ENSEÑANZA, VALORES, ALEGRIA, RESPETO, ADMIRACIÓN Y HUMILDAD QUE HAS DEPOSITADO EN MÍ DURANTE TODOS ESTOS AÑOS? MI VIDA Y MIS ACTOS NO SERÍAN SUFICIENTES, SÓLO LE PIDO A DIOS QUE TE COLME DE BENDICIONES, SALUD Y BIENESTAR, PORQUE SOLAMENTE DE LA MANO DE ALGUIEN TAN GRANDE COMO ÉL SE PUEDE RECOMPENSAR A OTRA GRAN PERSONA COMO TÚ. 
A los Ingenieros Julio García Carbajal, José Luis Flores Ruíz y 
Carlos Olagaray Palacios.
POR SER PILARES DE LA EDUCACIÓN PROFESIONAL EN MÉXICO, POR DARME SU CONOCIMIENTO Y SABIDURÍA SIN ESPERAR NADA A CAMBIO, PORQUE EN LOS MOMENTOS MÁS DIFÍCILES DE MI VIDA PROFESIONAL RECURRO A SU PENSAMIENTO PARA PODER RESOLVER LOS PROBLEMAS, POR SER MI INSPIRACIÓN Y MI ORGULLO, POR HABER TENIDO EL HONOR DE ESTAR EN SU SALÓN DE CLASES O HABER ESCUCHADO SUS ENSEÑANZAS EN CUALQUIER OTRO LUGAR; NUNCA LOS OLVIDARÉ, Y AÚN EN TIERRAS EXTRANJERAS, LOS AMERICANOS ME PREGUNTAN ADMIRADOS QUE QUIÉN ME ENSEÑO A RESOLVER LAS COSAS CON ESA EXACTITUD E INGENIO, ME VOLTEO Y LES CONTESTO: MIS PROFESORES DE MEXICO! GRACIAS MAESTROS, MIL GRACIAS. 
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INDICE GENERAL 
 
 
 
 Pág. 
CAPITULO I 
 
INTRODUCCIÓN A LA TELEFONÍA CELULAR. 1 
 
I.1. Breve historia de la telefonía celular. 2 
 
I.2. Funcionamiento y evolución de la telefonía móvil. 6 
 
I.3. Elementos que integran una estación base de telefonía celular. 20 
 
I.4. Normatividad para el diseño de torres de telefonía celular. 29 
 
I.5. Tipos de torres de celosía para telefonía celular. 36 
 
 
 
CAPITULO II 
 
METODOS DE DISEÑO ASD Y LRFD. 41 
 
II.1. Criterios de diseño estructural. 42 
 
II.2. Comparación de elasticidad vs plasticidad. 53 
 
II.3. Comparación del método ASD vs LRFD. 59 
 
 
 
CAPITULO III 
 
DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO Y ANÁLISIS DE FUERZAS 
DE VIENTO. 75III.1. Descripción del proyecto 77 
 
III.1.1. Antecedentes. 77 
III.1.2. Descripción de la torre. 77 
III.1.3. Descripción del equipo. 77 
Página | ii 
III.1.4. Alcances y objetivos de los trabajos. 78 
III.1.5. Normatividad aplicable. 78 
III.1.6. Propiedades de los materiales a emplear. 79 
 
III.2. Parámetros generales de análisis y diseño. 80 
 
III.2.1. Descripción del análisis y diseño. 80 
III.2.2. Cargas básicas a emplear. 80 
III.2.3. Equivalencia de cargas entre el Reglamento Norteamericano 
ASCE-07 y la Normatividad Mexicana NTC-04 81 
III.2.4. Combinación de cargas del ASCE-07 para ASD. 84 
III.2.5. Combinación de cargas del ASCE-07 para LRFD. 87 
III.2.6. Combinación de cargas de las NTC-04 para LRFD y NTC-89. 89 
 
III.3. Planos geométricos y estructurales de la torre. 92 
 
III.4. Diseño por viento de sobrevivencia y operacional. 96 
 
VIENTO DE SOBREVIVENCIA 
III.4.1. Clasificación de la estructura. 97 
III.4.2. Parámetros de diseño por viento. 97 
III.4.3. Velocidad de diseño por viento. 98 
III.4.4. Análisis dinámico para la torre. 98 
III.4.5. Presión total sobre la torre en dirección del viento. 99 
III.4.6. Obtención de la presión dinámica de base. 100 
III.4.7. Cálculo del Factor de Exposición y Velocidad de Diseño 
para diferentes alturas de la torre. 101 
III.4.8. Cálculo de los coeficientes de arrastre para la estructura 
de la torre. 102 
III.4.9. Cálculo de las presiones y fuerzas de viento sobre la torre. 105 
III.4.10. Cálculo de las acciones de viento sobre la plataforma. 107 
III.4.11. Cálculo de las fuerzas de viento sobre las antenas 
de radiofrecuencia. 108 
III.4.12. Cálculo de las fuerzas de viento sobre las antenas parabólicas. 109 
 
VIENTO OPERACIONAL 
III.4.13. Parámetros de diseño por viento. 110 
III.4.14. Velocidad de diseño por viento. 111 
III.4.15. Análisis dinámico para la torre. 111 
III.4.16. Presión total sobre la torre en dirección del viento. 112 
III.4.17. Obtención de la presión dinámica de base. 114 
III.4.18. Cálculo del Factor de Exposición y Velocidad de Diseño 
para diferentes alturas de la torre. 114 
III.4.19. Cálculo de los coeficientes de arrastre para la estructura 
 de la torre. 115 
III.4.20. Cálculo de las presiones y fuerzas de viento sobre la torre. 118 
III.4.21. Cálculo de las acciones de viento sobre la plataforma. 120 
Página | iii 
III.4.22. Cálculo de las fuerzas de viento sobre las antenas 
de radiofrecuencia. 121 
III.4.23. Cálculo de las fuerzas de viento sobre las antenas parabólicas. 122 
 
 
 
CAPITULO IV 
 
TEORÍA DEL ANÁLISIS SÍSMICO Y OBTENCIÓN DE 
FUERZAS SÍSMICAS. 123 
 
IV.1. Teoría del análisis sísmico. 124 
 
IV.2. Diferentes tipos de análisis sísmicos. 136 
 
IV.3. Teoría del movimiento de una partícula. 143 
 
IV.4. Movimiento armónico simple, amortiguado y el efecto 
 de resonancia. 161 
 
IV.5. Introducción a la dinámica estructural. 184 
 
IV.6. NTC-04: Diseño por sismo y obtención de fuerzas 
sísmicas de la torre. 219 
 
 
 
CAPITULO V 
 
COMPARACIÓN DEL DISEÑO DE LA TORRE CON 
ASD-LRFD-NTC. 236 
 
V.1. Reporte de STAAD PRO con diseño por el método ASD y 
cargas del ASCE. 237 
 
V.2. Reporte de STAAD PRO con diseño por el método LRFD y 
cargas del ASCE. 285 
 
V.3. Reporte de STAAD PRO con diseño de las NTC-89 y 
cargas de las NTC-04. 289 
 
V.4. Reporte de STAAD PRO con diseño por el método LRFD y 
cargas de las NTC-04. 293 
 
V.5. Ejemplificación de diseño manual para cada método. 297 
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CAPITULO VI 
 
ANALISIS Y APLICACIÓN DE RESULTADOS. 343 
 
VI.1. Resultados previstos con los métodos ASD, LRFD y NTC. 344 
 
VI.2. Resultados obtenidos con los métodos ASD, LRFD y NTC. 346 
 
VI.3. Interpretación y Aplicación de los resultados al 
 diseño final de la torre. 354 
 
 
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INTRODUCCION 
 
 
 
Las tecnologías inalámbricas han tenido mucho auge y desarrollo en estos últimos 
años. Una de las que ha tenido un gran desarrollo ha sido la telefonía celular. Desde sus 
inicios a finales de los 70’s ha revolucionado enormemente las actividades que realizamos 
diariamente. Los teléfonos celulares se han convertido en una herramienta primordial para 
la gente común y de negocios; las hace sentir más seguras y las hace más productivas. 
 
A pesar de que la telefonía celular fue concebida estrictamente para la voz, la 
tecnología celular de hoy es capaz de brindar otro tipo de servicios, como datos, audio y 
video con algunas limitaciones. Sin embargo, la telefonía inalámbrica del mañana hará 
posible aplicaciones que requieran un mayor consumo de ancho de banda. 
 
Debido a que una ciudad es dividida geográficamente en “células” para el control y 
funcionamiento del sistema de llamadas, es necesario construir una estación de telefonía 
celular donde se reciban y transmitan cada una de las llamadas que realizamos o recibimos. 
Las estaciones están constituidas básicamente por una torre que aloja las antenas de 
recepción y transmisión, el equipo eléctrico que mantiene en funcionamiento al sistema 
junto con el cableado correspondiente y aquellos elementos que sirven de acceso, 
limitación y resguardo de la estación telefónica como son escaleras marinas, mallas 
ciclónicas, muros de block, entre otros. A la integración de todos estos elementos 
mencionados y colocados en un lugar físico que pudiera ser la azotea de una edificación, un 
espacio sobre el suelo, o bien adosado a una estructura existente (un espectacular por 
ejemplo), se le conoce como sitio de telefonía celular o simplemente sitio. 
 
Las compañías que ofrecen los servicios de telefonía celular en México se encargan 
de la división geográfica de la ciudades en forma de células, una vez determinada esta 
división, se contratan los servicios de diferentes empresas para localizar los lugares 
estratégicos donde se ubicarán los sitios. Los lugares físicos son conseguidos por 
arrendamiento y se adecuan por medio de un proyecto ejecutivo para que funcionen como 
sitios de telefonía celular. 
 
El proyecto ejecutivo, dentro de sus diferentes etapas, consta de la elección y diseño 
de la torre que alojará las antenas celulares. Si el sitio se ubica en un área sobre el suelo 
(predio), es muy probable que la torre se elija como del tipo autosoportada, requiriendo 
entonces de una cimentación que soporte las cargas resultantes de esta. 
 
En la actualidad, diversas empresas tanto nacionales como extranjeras se dan a la 
labor de participar con su especialidad para la concepción, desarrollo y construcción de los 
cientos de sitios de telefonía celular existentes en México. Más de dos de estas empresas se 
encargan del diseño y construcción de la torre, así como de su cimentación. 
Durante la participación en los procesos de diseño y revisión de diferentes torres de 
telefonía celular, así como en otras estructuras metálicas (naves industriales, edificios, etc.), 
el autor ha notado una inconsistencia importante en el uso de los factores de carga 
 
 
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establecidos en la normatividad mexicana y la selección del método de diseño al momento 
de utilizar un determinado software de diseño estructural. 
 
 Es objetivo primordial del presente trabajo, el de dar a conocer al lector la 
necesidad de crear un procedimiento de diseño estructural en acero basado en el uso de un 
sistema de cargas con factores, cuyos valores sean resultado de un estudio estadístico y 
probabilístico conforme a las necesidades reales de México; que permita además, el uso de 
las teorías de diseño en acero más sofisticadas de la actualidad junto con el empleo de los 
programas de cómputo más reconocidos actualmente; y que finalmente, tenga la 
flexibilidad de que el diseñador aplique su propio juicio y criterioprofesional, pero 
apegándose a la estandarización que dicho procedimiento de diseño estructural le marque 
como código de diseño. Así también, son objetivos de esta tesis: El mostrar la 
inconsistencia en que se incurre al utilizar las combinaciones de carga y sus factores 
estipulados en las NTC (Normas Técnicas Complementarias) junto con el método de diseño 
norteamericano LRFD (Load and Resistance Factor Design) del AISC (American Institute 
of Steel Construction) al momento de utilizar un determinado software de diseño, la gran 
diferencia de resultados con el procedimiento de diseño empleando el método ASD 
(Allowable Stress Design) con combinaciones de carga de reglamentos mexicanos y 
norteamericanos como el ASCE (American Society of Civil Engineers). 
 
Finalmente, es importante lograr los objetivos de ofrecer al lector los conocimientos 
básicos referentes a las teorías que dan forma a los métodos de diseño utilizados en la 
actualidad como son precisamente el ASD y el LRFD; con ello, el lector identificará 
fácilmente en donde estriba su diferencia y en qué casos conviene utilizar uno u otro 
método. De igual forma, con la explicación breve y concisa que el presente trabajo ofrece al 
lector referente a la dinámica estructural aplicada al diseño de torres de telefonía celular se 
alcanzará un objetivo adicional de la presente obra. 
 
Para llevar a cabo éstos objetivos, el autor ha preparado en el presente trabajo, la 
ejemplificación de la revisión estructural de una torre de telefonía celular utilizando el 
método ASD y el método LRFD en combinación con los factores de carga del ASCE y los 
de las NTC en diferentes ejercicios para la misma torre. Se emplearon valores de cargas 
básicas idénticos y se hizo variar sus combinaciones de acuerdo al código de diseño en 
cuestión, con ello se obtuvieron los diferentes resultados de diseño en cada ejercicio para 
realizar su comparativa final. 
 
El autor ha seleccionado éste tipo de estructura para la ejemplificación debido a que 
en la práctica profesional se ha encontrado el siguiente problema: En muchos casos la 
compañía TELCEL no ha podido adquirir cierto tipo de torres en el extranjero debido a que 
fueron revisadas en México con los factores de carga de las NTC y el método LRFD, éstas 
han sido catalogadas como estables estructuralmente; sin embargo, al momento de ser 
revisadas por segunda ocasión con factores de carga del ASCE y el método LRFD, la 
estructura presenta miembros fallados en el reporte del software. La discrepancia radica en 
los factores de carga empleados en el análisis y aunque se ha optado por utilizar el método 
ASD con factores de carga unitarios, queda el descontento de no poder utilizar el diseño por 
factores de carga y resistencia ya que no existe equivalencia entre los factores de carga de 
las NTC y los del ASCE. 
 
 
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Por otro lado, éste tipo de estructuras ofrece un buen ejemplo para explicar los 
principios de un tema de gran importancia en la Ingeniería: La Dinámica Estructural. El 
aprendizaje de los fundamentos básicos de ésta ciencia permitirá a los futuros estructuristas 
un entendimiento aún más fácil de los efectos provocados de un sismo en una determinada 
estructura, invitándoles a ahondar en el tema por medio de publicaciones más avanzadas. 
 
El autor está convencido que la inclusión de los diferentes ejercicios con sus 
combinaciones de análisis, métodos de diseño y los resultados obtenidos con éstas 
combinaciones, permitirán al lector formarse un criterio propio para la selección del 
método de diseño a emplear un problema real de estructura metálica, alertar a las 
autoridades e investigadores del área de diseño estructural para modificar los criterios de 
análisis utilizados en cuanto a factores de carga se refiere y establecer un criterio de análisis 
y diseño uniforme para cada tipo de estructura en base a las cargas que actúan sobre ellas. 
 
En función de la teoría desarrollada durante el presente trabajo, así como de los 
resultados obtenidos, y las comparativas realizadas de los diferentes ejercicios de diseño 
para la misma torre, podremos verificar que la incongruencia entre los diseños finales 
obtenidos con los diferentes procedimientos estriba no en la teoría de cada método en 
particular, ni en las ecuaciones que los conforman, sino en los factores de carga que cada 
método requiere y que se estipulan en los códigos tanto norteamericanos y mexicanos. 
 
El análisis de los resultados nos permitirá corroborar si el procedimiento de diseño 
que emplea las combinaciones de carga de las NTC y el método de diseño ASD es el más 
óptimo al obtener una estructura segura, funcional, económica, que cumple con la 
reglamentación aplicable y que además es procesable utilizando las herramientas 
tecnológicas actuales. 
 
Se logró de manera concisa definir las bases que forman a las diferentes teorías de 
diseño como son la del ASD y LRFD para un mejor entendimiento del lector, lo cual le 
permite aplicar su propio juicio al momento de resolver un problema de diseño estructural 
en acero. De esta misma forma, se alcanzó la meta de integrar los conceptos fundamentales 
de la dinámica estructural con las ecuaciones más complejas utilizadas en el diseño por 
sismo, así, se creó un vínculo entre la teoría y la aplicación que ayuda al lector a efectuar la 
transición entre lo básico y lo avanzado. 
 
Entre otros alcances, además, está el de obtener una comparativa de resultados de 
diseño con diferentes métodos con el fin de constituir una base justificada para la elección 
del mejor procedimiento de diseño en acero, tanto para torres de telefonía celular, como 
para estructuras metálicas en general. 
 
El Capítulo 1 ofrece una semblanza histórica de la industria de la telefonía celular 
en México, su funcionalidad, descripción de los elementos que constituyen un sitio y la 
descripción general de las diferentes torres de celosía utilizadas. 
 
En el Capítulo 2 se describe la teoría de los métodos ASD y LRFD, sus similitudes 
y diferencias de aplicabilidad. 
 
 
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El Capítulo 3 contiene las características del proyecto de la torre T45, se desarrolla 
el análisis de las cargas verticales, así como aquellas originadas por el viento. 
 
Durante el Capítulo 4 se desarrolla la teoría del movimiento de la partícula, la 
explicación de los factores que influyen en la dinámica estructural, el análisis de algunas 
ecuaciones empleadas en la Ingeniería Sísmica y la obtención de las fuerzas que actuarán 
en la torre T45. 
 
En el Capítulo 5 el lector encontrará el desarrollo de los diferentes ejercicios de 
diseño, la obtención de las resistencias de los miembros estructurales de forma manual y la 
comparativa de los resultados de diseño. 
 
Finalmente, el Capítulo 6 está dedicado al diseño definitivo de la torre, el cual 
contempla: Estructura metálica, refuerzo, conexiones, desplazamientos y cimentación. 
 
 
 
 
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ANTECEDENTES 
 
 
 
Durante la homologación de torres fabricadas en los Estados Unidos y Francia, 
principalmente, y que tendrán como destino final un sitio en México, los diferentes 
profesionistas encargados de revisar estructuralmente dichas torres han creado decenas de 
memorias de cálculo y diseño donde se aprecian inconsistencias en los procedimientos que, 
en todo caso, arrojarían resultados diferentes si se tratara de un sólo modelo de torre, con 
las mismas características geométricas y valores de cargas básicas. Ahora bien, este 
problema de inconsistencia en la mezcla de reglamentos de diseño no sólo se ve reflejado 
en torres de telefonía celular, sino en estructuras metálicas en general desarrolladas en 
México, pero ¿cómo cerciorarnos de cuál es el procedimiento de diseño más óptimo que 
ofrezca: una estructura segura, económica, que cumpla con la reglamentación aplicable, que 
brinde claramente la pauta de diseño en general, pero que a la misma vez sea un tanto 
flexiblepara permitir al profesionista aplicar su propio juicio y conocimientos? 
 
Es lógico pensar que el tiempo real laboral imposibilita la tarea de realizar 
diferentes ejercicios para una misma estructura, por ello en esta ocasión se ha establecido 
en forma clara y sencilla la teoría que da origen a los métodos de diseño actuales, la teoría 
que origina las complicadas ecuaciones de la dinámica estructural y realizado diferentes 
ejemplos de diseño para una misma torre de telefonía celular conocida como Torre T45. 
 
 
 
 
 
 
 
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MARCO TEÓRICO 
 
 
 
En la práctica laboral, la estructura de las diferentes torres es analizada y diseñada 
con la ayuda de programas especializados de computación como son: STAAD PRO, RISA 
Y SAP 2000. Dichos programas han sido desarrollados por compañías e instituciones 
norteamericanas como la Universidad de Berkley creadora del programa STAAD PRO. 
 
No obstante de que estas compañías se han preocupado por incluir las 
especificaciones de diseño y análisis de códigos de diferentes países, entre ellos, México, 
éstos aún contienen principalmente los códigos de Estados Unidos como el ASCE, UBC, 
IBC, ACI y AISC, y no contienen las versiones más actualizadas de los códigos de diseño 
como las NTC o los de la CFE (Comisión Federal de Electricidad). Por otro lado, dichos 
programas no contienen la opción de diseñar con un método elástico característico de 
México debido a que las NTC lo excluyen. Sin embargo, es todavía muy utilizado en la 
actualidad y podría resultar, en ciertos casos, más óptimo que el diseño plástico. 
 
Es sabido que este método de diseño elástico, conocido como ASD, fue el primero 
en ser utilizado en todo el mundo; se basa en los esfuerzos permisibles que el acero puede 
resistir, establecidos éstos en el punto máximo de linealidad entre el esfuerzo y la 
deformación unitaria provocados por la carga. Para éste caso, las cargas básicas y sus 
combinaciones utilizadas al momento del análisis, son factorizadas sólo por la unidad (1.0) 
y cuando se incluye una carga accidental como sismo o viento, los esfuerzos permisibles 
del material se pueden aumentar en un tercio del esfuerzo permitido. 
 
Estudios e investigaciones posteriores permitieron el desarrollo del método LRFD, 
en el cual, las cargas son combinadas y factorizadas por un valor mayor a la unidad, 
mientras que, la resistencia de la estructura es fijada en los límites de falla o colapso del 
acero y reducida por un factor menor a la unidad. Los valores de los factores de carga 
fueron obtenidos en Estados Unidos por medio de un extenso estudio probabilístico donde 
se llegó a concluir que la eficacia del método radicaba en la predictibilidad de los valores 
de las cargas que realmente actuarían sobre una estructura. De esta manera, para un 
porcentaje de la carga muerta mayor al 30 por ciento con respecto al total de las demás 
cargas actuando sobre una estructura, el LRFD sería más óptimo que el ASD. Sin embargo, 
la economía no es la única característica que distingue a ambos métodos, como se explicará 
más adelante, existen otros factores distintivos, pero que finalmente recaen en los valores 
que adoptan los factores de carga en cada combinación. 
 
En México las torres de telefonía celular se han venido diseñando indistintamente 
con ASD o LRFD. Para éste último se han utilizado las combinaciones de carga y sus 
factores de las NTC-04 para el análisis, mientras que en el programa de cómputo se utiliza 
el código LRFD. Ahora bien, mientras que los reglamentos norteamericanos como el ASCE 
estipulan un factor de 1.2 para carga muerta y de 1.6 para carga viva en cierta combinación, 
las NTC establecen un factor de 1.1 para ambas cargas, no habiendo proporción distintiva 
entre ellas. 
 
 
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METODOLOGÍA 
 
 
 
La selección de un procedimiento que permita utilizar la reglamentación mexicana 
junto con los métodos de diseño americanos y las herramientas de cómputo actuales, y que 
ofrezca resultados estructuras seguras y económicas requiere la elaboración de diferentes 
ejercicios donde se ocupen las combinaciones entre reglamentos y se utilice un software de 
análisis y diseño. 
 
Para este fin primeramente se definieron conceptos importantes de las teorías que 
dan forma a los métodos de diseño más conocidos actualmente como son el ASD y el 
LRFD. En esta explicación conceptual se enfatizaron los puntos que los hacen diferentes 
entre sí y se mencionan sus ventajas de uso para cualquier tipo de diseño estructural en 
acero; en nuestro caso, se decidió emplear como modelo principal una torre triangular 
equilátera autosoportada para telefonía celular por contener un gran número de elementos 
estructurales que permitieran la comparación de diseño en forma de gráfica y porcentual. 
Posteriormente se cuantificaron las cargas básicas a emplear, tanto gravitacionales como 
horizontales (sismo y viento) para establecer un mismo valor que se utilizaría para todos los 
ejercicios; de esta manera, se establecieron las combinaciones de los códigos de diseño a 
emplear para dichos ejercicios, definiendo cuatro combinaciones principalmente: 
 
-Ejercicio 1: ASCE-ASD 
-Ejercicio 2: ASCE-LRFD 
-Ejercicio 3: NTC-NTC 
-Ejercicio 4: NTC-LRFD 
 
En base al método de diseño seleccionado en cada ejercicio (ASD, LRFD, NTC) se 
establecieron las combinaciones de carga a emplear regidas por el código de diseño 
aplicable también en cada ejercicio (ASCE y NTC). Se modeló la torre con el software 
STAAD PRO v8 y se aplicaron las combinaciones de cargas para cado ejercicio, así como 
el método de diseño en cada caso. Los resultados obtenidos se mostraron en forma gráfica y 
de manera tabulada para distinguir sus similitudes y diferencias entre los diferentes 
ejercicios. Finalmente, recabando dichos resultados y atendiendo a la explicación teórica 
inicial, se definió cuál sería el procedimiento más óptimo a utilizar para el caso de diseño 
de nuestra torre T45. 
 
Cabe mencionar que una parte importante en el proceso de análisis y diseño 
estructural en general, es la referida a la obtención de fuerzas sísmicas, que aunque no es 
preponderante en el caso de torres de telefonía celular, sí lo es en el ámbito de la ingeniería 
estructural mexicana. Por ello, se hizo mención enfática en la teoría introductoria de la 
dinámica estructural. 
 
 
 
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I.1. Breve historia de la telefonía celular. 
 
I.2. Funcionamiento y evolución de la telefonía móvil. 
 
I.3. Elementos que integran una estación base de telefonía celular. 
 
I.4. Normatividad para el diseño de torres de telefonía celular. 
 
I.5. Tipos de torres de telefonía celular. 
 
 
 
 
 
CAPITULO I 
Introducción a la 
Telefonía Celular. 
CAPÍTULO I : Introducción a la Telefonía Celular 
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I.1.1. Los inicios de la telefonía celular 
 
Martin Cooper fue el pionero en esta tecnología, a él se le considera como "el padre 
de la telefonía celular" al introducir el primer radioteléfono, en 1973, en Estados Unidos, 
mientras trabajaba para Motorola; pero no fue hasta 1979 cuando aparecieron los primeros 
sistemas comerciales en Tokio, Japón por la compañía NTT. 
 
En 1981, los países nórdicos introdujeron un sistema celular similar a AMPS 
(Advanced Mobile Phone System). Por otro lado, en Estados Unidos, gracias a que la 
entidad reguladora de ese país adoptó reglas para la creación de un servicio comercial de 
telefonía celular, en 1983 se puso en operación el primer sistema comercial en la ciudad de 
Chicago. 
 
Con ese punto de partida, en varios países se diseminó la telefonía celular como una 
alternativa a la telefonía convencional inalámbrica. La tecnología tuvo gran aceptación, por 
lo que a los pocos años de implantarse se empezó a saturar el servicio. En ese sentido, hubo 
la necesidad de desarrollar e implantar otras formas de acceso múltiple al canaly 
transformar los sistemas analógicos a digitales, con el objeto de darles cabida a más 
usuarios (referencia 1.1). 
Para separar una etapa de la otra, la telefonía celular se ha caracterizado por contar 
con diferentes generaciones (1G, 2G y 3G). 
 
 
 
 
I.1.2. La telefonía celular en México. 
 
La telefonía celular ha tenido una increíble evolución en nuestro país los últimos 15 
años, pasó de ser un servicio elitista, disponible únicamente para las personas con un alto 
poder adquisitivo, a ser un servicio de primera necesidad, el cual es ampliamente utilizado 
y está disponible para cualquier usuario que desee comunicarse rápidamente. 
 
TEMA I.1 
Breve historia de la 
telefonía celular. 
CAPÍTULO I : Introducción a la Telefonía Celular 
Página | 3 
En 1989 la telefonía celular da sus primeros pasos en México cuando la 
compañía Iusacell empieza ofrecer el servicio en el Distrito Federal. Un año después, la 
compañía Telcel empieza sus operaciones ofreciendo también el servicio en la capital del 
país. Posteriormente ambas compañías empiezan a expandir sus redes a otras latitudes. 
 
Para ese entonces el país ya se había dividido en 9 regiones. Cada una de estas 
regiones se dividen en 2 bandas de frecuencia, la Banda "A" y la Banda "B". En cada una 
de las 9 regiones habría un concesionario operando en la banda de frecuencias "A" (825-
835 MHz, 870-880 MHz) (ver tabla I.1). La banda "B" (835-845 MHz, 880-890 MHz) 
operaría en todas las 9 regiones para un solo concesionario, en este caso, Radiomóvil Dipsa 
(Telcel). 
 
 Posteriormente la COFETEL (Comisión Federal de Telecomunicaciones) en 1997 
lanza una convocatoria para licitar en México una nueva banda de frecuencias (1850-1970 
MHz). Posterior a esta licitación aparecen nuevos operadores en estas bandas como 
Unefon, Pegaso PCS, Telcel y Iusacell. 
 
 
TABLA I.1 Regionalización telefónica móvil 
 
Concesionarios por Región
Región Compañía Celular
1 Baja Celular Mexicana (Bajacel)*
2 Movitel del Noroeste (Movitel)*
3 Telefonía Celular del Norte (Norcel)*
4 Celular de Telefonía (Cedetel)*
5 Comunicaciones Celulares de Occidente (Comcel)**
6 Sistemas Telefónicos Portátiles Celulares**
7 Telecomunicaciones del Golfo (Telcom)**
8 Portatel del Sureste (Portatel)**
9 SOS Telecomunicaciones (SOS)**
*Empresas adquiridas por Telefónica MoviStar 
**Empresas del Grupo Iusacell
Fuente: COFETEL 1997 
 
 
En agosto de 1998 empieza operar en nuestro país Nextel Internacional (Nextel), 
quien se alió con Motorola para establecer una red de radio digital (trunking) con la 
tecnología conocida como IDEN (Integrated Digital Enhanced Network). 
 
En 2001 la empresa española Telefónica MoviStar, adquiere los 4 operadores del 
Norte del país (Cedetel, BajaCel, Norcel y Movitel). La transacción fue estimada en 1790 
millones de dólares. Posteriormente en Mayo de 2002, Telefónica MoviStar adquiere gran 
parte de las acciones de la compañía Pegaso PCS. 
 
A este paso, el sector de la telefonía celular en México se compone únicamente de 5 
compañías: Telcel, Iusacell, Telefónica MoviStar, Unefon y Nextel. Telcel es el operador 
CAPÍTULO I : Introducción a la Telefonía Celular 
Página | 4 
más importante en número de usuarios, con casi el 76% del mercado nacional. Le sigue 
MoviStar con 12%, Iusacel con 5%, Unefon con 4% y Nextel con menos del 3%. 
 
En estos 15 años la telefonía celular en México ha evolucionado enormemente, es 
una industria que ha madurado y absorbido tecnologías de vanguardia. Hasta el día de hoy, 
podría decirse, que existe una sana competencia. Se acabó con aquel duopolio que existía 
en cada una de las 9 regiones, y ha sido remplazado por un ambiente de competencia 
nacional al existir varios operadores. En el transcurso de estos 15 años se ha visto en 
nuestro país una contracción de las compañías celulares y sobrevivirán aquellas que 
ofrezcan las mejores tarifas, la más amplia cobertura y que ofrezcan los mejores servicios, 
en diversidad y calidad (referencia 1.1). 
 
 
 
 
I.1.3. Breve historia de la compañía Telcel 
 
En febrero de 1956 se funda la empresa Publicidad Turística S.A., como filial de 
Teléfonos de México. Su actividad principal es la comercialización de directorios 
telefónicos, sección blanca y sección amarilla. En septiembre de 1974, cambia de razón 
social por la de "Directorios Profesionales (DIPSA), pues se especializa en la edición del 
directorio azul por calles, directorio de la construcción, turismo y otros. Durante ese mismo 
año y debido a la importancia que tiene la modernización en las telecomunicaciones para el 
desarrollo nacional, Teléfonos de México integra a DIPSA en la administración de la 
Radiotelefonía Móvil. En 1977 se solicita a la SCT de México (Secretaría de 
Comunicaciones y Transportes) una concesión para instalar, operar y explotar un sistema 
de radiotelefonía móvil en el Distrito Federal. Pero es hasta 1981 cuando se inicia la 
comercialización de este servicio, el cual fue conocido por el público como Teléfono en el 
Auto, con el cual se logra, en un lapso de ocho meses, dar servicio a 600 usuarios. 
 
En noviembre de 1984 se realiza un nuevo cambio de denominación social por el de 
Radiomóvil Dipsa S.A de C.V, con el propósito de no causar confusión en lo relacionado 
con las actividades que realiza la empresa con esta nueva función. 
 
Siendo Radiomóvil Dipsa S.A de C.V una empresa muy dinámica, Radiomóvil 
Dipsa S.A de C.V y su marca comercial Telcel se convierte en una empresa de servicio. 
 
Un grupo de accionistas aportaron capital para cubrir el vacío de un servicio que no 
existía en México, el de la telefonía celular, es por ello que tuvieron que buscar varios 
proveedores para este objetivo, eligiendo como proveedor principal de Telcel en lo que se 
refiere a equipos de conmutación a Ericsson. Compañía de origen sueco, empresa con más 
de 100 años de experiencia en redes telefónicas en México, con estándares europeos 
aplicados en las centrales de conmutación. 
 
Los comienzos de Radiomóvil Dipsa S.A de C.V en la telefonía celular fueron en 
1987, cuando la SCT autoriza la instalación del sistema celular en la ciudad de Tijuana. Al 
CAPÍTULO I : Introducción a la Telefonía Celular 
Página | 5 
año siguiente se ratifica ante la SCT la solicitud de modificar la concesión para operar la 
telefonía celular a nivel nacional. 
En octubre de 1989, Radiomóvil Dipsa S.A de C.V, a través de su marca Telcel 
inicia operaciones de telefonía celular en la ciudad de Tijuana, donde proporciona el 
servicio a usuarios mexicanos como estadounidenses. En febrero de 1990 se inicia la 
comercialización de la telefonía celular en el Distrito Federal y área metropolitana; cinco 
meses después cubre las ciudades de Cuernavaca y Toluca, así como Valle de Bravo. Es 
decir, logra rebasar los pronósticos más ambiciosos en número de usuarios, que siguen 
incrementándose mes con mes. Sobre todo en la ciudad de México y zona conurbada, en un 
caso extraordinario en el mundo. 
 
Actualmente Telcel es un sistema telefónico móvil con infraestructura propia que 
opera en todo México. Telcel, contaba en 1990 con 35 mil usuarios o líneas celulares; en 
1992 se tenían 146 mil usuarios; en 1994, 306 mil usuarios; en 1997 cerró el año con un 
millón cien mil clientes; para 1998 se alcanzaron dos millones 110 mil usuarios; hasta 
diciembre 1999 se contabilizaron con 5 millones 200 mil clientes. El crecimiento ha sido 
explosivo llevando a cerrar el año 2000 con 10 millones 500 mil; el 2001 con 16 millones 
900 mil. Para el 2002 Telcel lanza la red GSM en México, marcando la pauta hacia lo que 
serán los servicios de tercera generación. Telcel fue la primera compañía en México que 
lanzó esta tecnología, utilizada ya en los países más desarrollados del mundo. 
 
 Al día de hoy, Telcel mantiene concesiones para operar en las nueve regiones de 
México, cubriendo más de 200 mil poblaciones del país, a través de sus redes en las 
tecnologías3G/UMTS en 850 Mhz y GSM en 1900 Mhz. La banda TDMA en 800 Mhz 
será paulatinamente desactivada, ya que es el mínimo de usuarios que tienen esa banda 
actualmente. La tecnología 3G/UMTS de Telcel ofrece enlaces de banda ancha móviles de 
hasta 1.5 Mbps por segundo, servicio de video llamada, Televisión en Vivo y video en 
streaming. Adicionalmente ofrece venta de música a través de Ideas Music Store y además 
cuenta con la mayor red de tecnología entre todas sus marcas de teléfonos celulares como: 
Nokia, Motorola, SonyEricsson, Skyzen, LG, Samsung, Zonda Telecom, Huawei, Palm, 
etc. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO I : Introducción a la Telefonía Celular 
Página | 6 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
I.2.1. Introducción 
 
 
La telefonía móvil, también llamada telefonía celular, básicamente está formada 
por dos grandes partes: una red de comunicaciones (o red de telefonía móvil) y las 
terminales (o teléfonos móviles) que permiten el acceso a dicha red. 
 
En comunicaciones por radio, una estación base es una instalación fija de radio para 
la comunicación bidireccional. Se usa para comunicar con una o más radios móviles o 
portátiles. Las estaciones base normalmente se usan para conectar radios bidireccionales de 
baja potencia, como por ejemplo la de un teléfono móvil, un teléfono inalámbrico o una 
computadora portátil con una tarjeta WiFi. La estación base sirve como punto de acceso a 
una red de comunicación fija (como la Internet o la red telefónica) o para que dos 
terminales se comuniquen entre sí yendo a través de la estación base. 
 
En el área de las redes informáticas inalámbricas (WiFi o WiMAX), una estación 
base es un transmisor/receptor de radio que sirve como nexo (hub) de la red de área local 
inalámbrica. También puede servir como pasarela entre las redes inalámbrica y fija. 
 
En el contexto de la telefonía móvil, una estación base (en inglés: Base Transceiver 
Station BTS), ver figura I.2.1, dispone de equipos transmisores/receptores de radio, en la 
banda de frecuencias de uso (900 / 1800 Mhz) que son quienes realizan el enlace con el 
usuario que efectúa o recibe la llamada (o el mensaje) con un teléfono móvil. Las antenas 
utilizadas suelen situarse en lo más alto de la torre (si existe), de edificios o colinas para dar 
una mejor cobertura y son tipo dipolo. Normalmente, está compuesta por un mástil al cual 
están unidas tres grupos de una o varias antenas equidistantes. El uso de varias antenas 
produce una diversidad de caminos radioeléctricos que permite mejorar la recepción de la 
información. 
 
TEMA I.2 
Funcionamiento y 
evolución de la 
telefonía móvil. 
CAPÍTULO I : Introducción a la Telefonía Celular 
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Fig. I.2.1 Estaciones Base de Telefonía Celular 
 
 
Además, la Estación Base (E.B.) dispone de algún medio de transmisión, vía radio o 
cable, para efectuar el enlace con la Central de Conmutación de Telefonía Móvil 
Automática, que a su vez encamina la llamada hacia el teléfono destino, sea fijo o móvil. 
Por lo general estas estaciones disponen también de baterías eléctricas, capaces de asegurar 
el funcionamiento ininterrumpido del servicio. En zonas densamente pobladas hay muchas 
estaciones base, próximas entre si (células pequeñas). Las frecuencias deben ser 
cuidadosamente reutilizadas, ya que son escasas, por lo que cada E.B. transmite con poca 
potencia a fin de que no se produzcan interferencias de una célula con otra célula próxima 
que use las mismas frecuencias. En cambio, en las zonas de baja densidad las E.B. están 
CAPÍTULO I : Introducción a la Telefonía Celular 
Página | 8 
alejadas unas de otras y transmiten a elevada potencia para asegurar la cobertura en una 
célula extensa. 
 
Los sistemas de telefonía móvil celular se basan en un principio donde la zona de 
cobertura deseada se divide en zonas más pequeñas llamadas células, como se muestra en la 
figura I.2.2, a las que se asigna un cierto número de radio canales, persiguiendo los 
siguientes objetivos: 
 
· Gran capacidad de abonados. 
· Calidad telefónica similar al servicio telefónico convencional. 
· Utilización eficaz del espectro. 
· Conmutación automática de radio canales. 
· Capacidad de expansión. 
· Gran movilidad. 
· Poder constituir una red de comunicaciones completa en sí mismos. 
 
 
 
Fig. I.2.2 División celular de una región o área. 
CAPÍTULO I : Introducción a la Telefonía Celular 
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Célula es cada una de las unidades básicas de cobertura en que se divide un sistema 
celular. Cada célula contiene un transmisor (Estación Base), que puede estar en el centro de 
la célula, si las antenas utilizadas son o utilizan un modelo de radiación omni-direccional, o 
en un vértice de la misma, si las antenas tienen un diagrama directivo y transmiten un 
subconjunto del total de canales disponibles para la red celular a instalar. Cada célula, 
además de varios canales de tráfico, tendrá uno o más canales de señalización o control 
para la gestión de los recursos radio y la movilidad de los móviles a ella conectados. Se 
basa en la re-utilización de frecuencias a través de la ciudad, dividida en celdas, con lo que 
miles de personas pueden usar los teléfonos al mismo tiempo. 
 
 
 
 
I.2.2. Evolución y estándares de la telefonía celular 
 
Desde el comienzo del artículo se ha insistido en la idea de que no siempre la 
telefonía móvil ha sido igual. Y aunque realmente sólo podemos considerar de forma 
estricta como celulares a aquellos dispositivos que aparecieron a partir de mediados de los 
70, el verdadero origen de estos viene de más lejos. 
 
Es por ello que en este apartado se tratará de establecer el origen y evolución de la 
telefonía móvil, desde las primeras bases y estándares primitivos, hasta los modernos 
estándares, diseños y funcionalidades de los móviles actuales. 
Siempre se dice que las guerras agudizan la inventiva y el ingenio del hombre, no 
sólo a nivel armamentístico, sino a otros muchos niveles tales como el de las 
comunicaciones. 
Por supuesto, la Segunda Guerra Mundial no fue una excepción. Así, la compañía 
estadounidense Motorola, que se hallaba en búsqueda de un dispositivo que permitiera la 
comunicación a distancia entre las tropas, lanzó al mercado su primer modelo de Handie 
Talkie, el H12-16, ver figuras I.2.3 y I.2.4, un dispositivo basado en la transmisión 
mediante ondas de radio que, a pesar de trabajar por aquel entonces con un espectro que se 
podría calificar de ridículo (550 MHz aproximadamente), supuso una revolución de 
enormes proporciones. 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO I : Introducción a la Telefonía Celular 
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 (b) 
 (a) 
Fig. I.2.3 (a) y (b). Handie-Talkie de Motorola usado en la Segunda Guerra Mundial 
 
Esta tecnología fue aprovechada a partir de los años 50 y 60 para crear una gran 
variedad de aparatos de radio y de comunicación a distancia (los tradicionales Walkie-
Talkies), utilizados sobretodo por servicios públicos tales como taxis, ambulancias o 
bomberos. 
Aunque realmente estos dispositivos no pueden ser considerados como teléfonos 
móviles, la implementación de los primeros supuso el comienzo de la evolución hacia los 
dispositivos que conocemos en la actualidad. 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. I.2.4 Walkie Talkie de Motorola usado por servicios públicos 
 
Pasemos a continuación a explicar brevemente los primeros estándares en los que se 
fundamentó esta “generación 0”. 
CAPÍTULO I : Introducción a la Telefonía Celular 
Página | 11 
Aunque realmente existieron otros muchos, básicamente podemos hablar de dos tipos: 
1) Estándar PTT (Push To Talk): tal y como su nombre indica Push to talk, 
(Pulsar Para Hablar), se trata de un estándar que posibilitaba la transmisión y recepción de 
voz utilizando el mismo ancho de banda. Para permitir este hecho, PTT discriminaba entre 
ambos procesos–el de transmisión y el de recepción- pulsando un botón (pulsar para 
mandar la voz y soltar para recibir la voz). 
Como ya hemos dicho, este estándar se hizo muy popular y se implanto en la 
mayoría de equipos de radio de la época. En la actualidad, algunos teléfonos móviles 
modernos utilizan una evolución de este estándar denominada PoC (Push to Talk over 
Cellular). 
2) Estándar IMTS (Improved Mobile Telephone System): el Sistema de Telefonía 
Móvil Mejorado fue desarrollado a partir de los años 60, tratando de mejorar los sistemas 
PTT, ya que la utilización de los dispositivos basados en estos últimos se tornaba incomoda 
debido a esa pulsación repetitiva del botón. 
Así, IMTS fue implementado de tal modo que la emisión y la recepción se 
efectuaban en anchos de banda distintos, lo cual eliminaba el sistema de pulsación que 
caracterizaba de forma tan particular al PTT. 
A pesar de que el concepto era correcto, su ejecución no lo fue tanto, lo que condujo 
a este estándar al fracaso. Por un lado, los transmisores IMTS requerían de mucha potencia 
por lo que si no se colocaban lo suficientemente lejos unos de otros las interferencias 
podían ser bastante molestas. Por otro, IMTS disponía de un número de canales muy 
reducido, lo que hacía que el estándar se mostrara poco efectivo en grandes poblaciones, 
haciendo que las esperas de establecimiento de llamada fueran interminables, algo que 
colectivos como los de la policía o los bomberos (usuarios habituales de dispositivos PTT) 
no podían permitirse. 
 
1G: MÓVILES DE PRIMERA GENERACIÓN 
Surgidos a partir de 1973 y con un tamaño y peso inmanejable, los móviles de 
primera generación funcionaban de manera analógica (recordemos que esto quiere decir 
que la transmisión y recepción de datos se apoyaba sobre un conjunto de ondas de radio que 
cambiaban de modo continuo), ver figura I.2.5. 
 
 
 
CAPÍTULO I : Introducción a la Telefonía Celular 
Página | 12 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. I.2.5 Aparato Celular de la 1era Generación 
 
El hecho de que fueran analógicos traía consigo una serie de inconvenientes, tales 
como que sólo podían ser utilizados para la transmisión de voz (el uso de mensajería 
instantánea era algo sólo visible en un futuro “muy lejano”) o su baja seguridad, la cual 
hacia posible a una persona escuchar llamadas ajenas con un simple sintonizador de radio 
o, incluso hacer uso de las frecuencias cargando el importe de las llamadas a otras personas. 
A pesar de todo, esta fue la primera generación considerada realmente como de 
teléfonos móviles. 
 
Estándares más utilizados: 
1) NMT (Nordic Mobile Telephone): se trata de un sistema celular analógico 
desarrollado en un principio para operar en países nórdicos tales como Finlandia, 
Dinamarca o Noruega, y que tuvo relativo éxito debido a su más que correcta 
implementación. Este sistema operaba en las bandas 450 MHz y 900 MHz. 
2) AMPS (Advanced Mobile Phone System): se trata de un sistema de 
comunicación celular analógica concebido para móviles de primera generación y 
desarrollado a comienzos de los 80 por los laboratorios Bell, y que proporciona una 
cobertura a nivel nacional, mucho más extensa incluso que la ofrecida por las redes 
digitales (aunque con la desventaja ya mencionada de que solo puede ser utilizada para 
transmitir voz). Su uso es muy común en su país de origen (en el cual sigue siendo muy 
utilizado tanto en su versión analógica, como en la digital), aunque también se extendió con 
ligeras modificaciones a otros países tales como Inglaterra (TACS) o Japón (MCS-L1). 
CAPÍTULO I : Introducción a la Telefonía Celular 
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En AMPS las celdas se disponen en forma de panal, como se explicará en el 
siguiente tema. AMPS consta de 832 canales dobles de subida-bajada, utilizando cada uno 
de ellos un ancho de 30 Khz., abarcando un espectro de frecuencias que va desde los 800 
MHz hasta los 900 MHz (la mitad del espectro se utiliza para subida y la otra mitad para 
bajada; algunas de las frecuencias son reservadas para funciones de control y gestión de la 
red). 
Además, el estándar AMPS es capaz de mantener la señal cuando un usuario en 
movimiento cambia de una celda a otra (siempre que en la celda de entrada haya canales 
disponibles) mediante un proceso denominado “transferencia de celda”. 
Cierto es que la tecnología móvil estaba cada vez más desarrollada, pero todavía 
faltaban por pulir varios aspectos tales como la compatibilidad entre estándares (o, al 
menos, el establecimiento de uno que fuera universal) y la integración de otros servicios. 
 
2G: EL PASO A LA ERA DIGITAL 
Al contrario de lo que pasa en otras generaciones, la denominada “segunda 
generación” no es un estándar concreto, sino que marca el paso de la telefonía analógica a 
la digital, que permitió, mediante la introducción de una serie de protocolos, la mejora del 
manejo de llamadas, más enlaces simultáneos en el mismo ancho de banda y la integración 
de otros servicios adicionales al de la voz, de entre los que destaca el Servicio de Mensajes 
Cortos (Short Message Service). 
Estos protocolos fueron implementados por diversas compañías, siendo este hecho 
el origen de uno de los principales problemas de esta generación la incompatibilidad entre 
protocolos (esto es, el radio de utilización del teléfono quedaba limitado al área en el que su 
compañía le diera soporte). 
 
Estándares más utilizados: 
Podemos hablar de varios protocolos, cada uno contribuyendo de una forma distinta 
al desarrollo de esta segunda generación de móviles. A saber: 
1) GSM (Global System for Mobile Communications): quizás se trate del 
protocolo más característico de la 2G, ya que además se trata de un estándar desarrollado 
por y para todas las regiones del mundo. Aunque predomina de manera más marcada en 
Europa, se podría decir que también es el más utilizado a nivel mundial (utilizado 
aproximadamente por un 85% de la población). Su funcionamiento se sustenta sobre una 
compleja base de canales lógicos (véase la ilustración que aparece en el apartado 
introductorio del artículo) que permiten tanto la transmisión de voz como de datos. 
CAPÍTULO I : Introducción a la Telefonía Celular 
Página | 14 
El rango de frecuencias utilizado varía, debido sobretodo al país del que estemos 
hablando, dando lugar a distintos tipos de protocolos GSM: 
- GSM-1800: sistema celular GSM que funciona en la banda de frecuencias 
1800 MHz. Utilizado principalmente en zonas urbanas de Europa. 
- GSM-1900: sistema celular GSM que funciona en la banda de frecuencias 
1900 MHz. Utilizado principalmente en zonas urbanas de Estados Unidos (ya que las otras 
frecuencias disponibles se utilizan con fines militares), Canadá y Latinoamérica junto con 
la modalidad GSM-850. 
- GSM-900: red celular digital que opera en el rango de 900 MHz, que, en 
términos generales es el más utilizado en todo el mundo (más de 100 países han adoptado 
este estándar, pudiéndose así proporcionar un servicio a nivel internacional). El hecho de 
que en otros países haya proliferado el uso de los dos tipos de GSM anteriores, ha 
favorecido la aparición de los teléfonos denominados tri-banda. 
2) HSCSD (Hi Speed Switched Data – Datos por Conmutación de Circuitos de 
Alta Velocidad -): más que un protocolo distinto en si, se trata de una actualización de 
GSM introducida en 1999 que mejora las velocidades de su antecesor (de 14 kbps a 57 
kbps). 
3) CDMA (Code Division Multiple Access – Acceso Múltiple por División de 
Código -): sistema de acceso múltiple muy utilizado en comunicaciones tanto móviles 
como por radio en general. Ese sistema permite que un elevado número de comunicaciones 
simultaneas ya sean de voz o de datos indistintamente compartan el mismo medio de 
comunicación. 
Los móviles de segunda generación han ido evolucionando hasta tal punto que se 
puede hablar de una “generación 2.5” (2.5G) consistente en móviles que sin ser 3G, 
incorporanalgunas de las mejoras más comunes de este último estándar pero sin llegar a ser 
3G. El protocolo más común en este tipo de celulares es el siguiente: 
4) GPRS (General Packet Radio Service – Servicio General de Radio por 
Paquetes): tal y como hemos comentado, GPRS se considera como el estándar de una 
generación intermedia entre la segunda (GSM) y la tercera (UMTS). 
GPRS proporcionará datos por conmutación de paquetes principalmente a las redes 
GSM basadas en tecnología 2G, un tipo de conmutación que, a diferencia de la 
conmutación de circuitos GSM (donde el circuito queda reservado durante el tiempo total 
de la comunicación se esté utilizando o no), es un sistema basado en necesidad, por lo que 
si no se esta enviando ningún dato, las frecuencias quedan libres para uso por parte de otros 
usuarios aunque la comunicación no haya acabado. Entre las ventajas obtenidas gracias al 
uso de este estándar destaca el hecho de poder asignar más de un canal a cada 
comunicación sin miedo a saturar la red, el abaratamiento de las tarifas ya que GPRS 
posibilita la tarificación por información transitada y no por tiempo de conexión y la 
simplificación y bajo coste del proceso de migración de una red GSM a otra UMT debido a 
CAPÍTULO I : Introducción a la Telefonía Celular 
Página | 15 
que los cambios en una antena para pasar de GSM a GPRS serían mínimos, además de 
compartidos en un futuro por el protocolo UMTS. 
Los dispositivos móviles que incorporan GPRS también suelen traer consigo algún 
tipo de medio que permita la comunicación celular-computador para posibilitar la 
transferencia de datos (esto es lógico, ya que la capacidad de emisión-recepción de un 
móvil con tecnología GPRS es más que considerable). 
 
3G: EL FUTURO, HOY 
El año 2001 fue un año revolucionario en el ámbito de la telefonía móvil ya que 
supuso la aparición de los primeros celulares que incorporaban pantalla LCD a color como 
el mostrado en la figura I.2.6, hecho que abría un inmenso abanico de posibilidades en 
cuanto a adaptación de nuevas funciones se refiere. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. I.2.6 Aparato Celular de la 3ª Generación 
 
Así, pronto el usuario pudo asistir al nacimiento de dispositivos que se creían como 
mínimo futuristas tales como móviles con cámara fotográfica digital, posibilidad de grabar 
videos y mandarlos con un sistema de mensajería instantánea evolucionado, juegos 3d, 
sonido Mp3 o poder mantener conversaciones por videoconferencia gracias a una tasa de 
transferencia de datos más que aceptable y a un soporte para Internet correctamente 
implementado (correo electrónico, descargas, etc.). 
CAPÍTULO I : Introducción a la Telefonía Celular 
Página | 16 
Todo este conjunto de nuevos servicios integrados en el terminal junto con un nuevo 
estándar dieron lugar a la denominada hoy en día “tercera generación de móviles” o 
móviles 3G. 
Dado su elevado precio, este tipo de dispositivos no está muy extendido todavía, 
aunque estamos en condiciones de asegurar que este tipo de dispositivos serán los celulares 
del futuro más próximo. 
 
Estándares más utilizados: 
1) UMTS (Universal Mobile Telecommunications System – Servicios 
Universales de Comunicaciones Móviles -): se trata sin lugar a dudas del sistema de 
telecomunicaciones de tercera generación por excelencia. Este estándar gestionado por el 
3GPP (3rd Generation Partnership Group) esta basado a su vez en W-CDMA (Wideband 
Code Division Multiple Access – Acceso Múltiple por División de Código de Banda 
Ancha), que no es más que una interfaz de herencia militar para UMTS, que se caracteriza 
por la utilización de una banda más ancha que su hermano pequeño CDMA, lo que supone 
una serie de ventajas adicionales tales como: 
 
- Velocidades de transmisión mejoradas (hasta 2 Mbps). 
- Menos interferencias y, por tanto, una voz de calidad mayor. 
- Cobertura a nivel mundial ya sea de modo terrestre o a través de satélite, dando 
como resultado una comunicación sin fisuras aún estando en movimiento. 
- Posibilidad de acceso múltiple y de trabajar con dos antenas simultáneamente. 
- Un mundo multimedia a disposición del usuario (video, audio, etc.). 
- Mecanismos de seguridad ampliamente mejorados. 
- La arquitectura 3G es bastante compleja pero partiendo de la figura I.2.7 puede 
intentar explicarse. 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO I : Introducción a la Telefonía Celular 
Página | 17 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. I.2.7 Diagrama de funcionamiento de la 3ª Generación 
 
 
Los datos llegan al nodo B (estaciones base), que es el encargado de recopilar las 
señales mandadas por los terminales, pasando estas al RNC (Radio Network Controller) o 
Controlador de la Red de Radio para ser procesadas. El conjunto de los nodos y el RNC 
constituyen una estructura denominada Red de Acceso de Radio (UTRAN), la cual conecta 
los terminales con el Núcleo de Red o Core Network, desde el cual se distribuyen los datos 
por los distintos sistemas mediante una serie de conmutaciones. Según sea su destino, 
deberán pasar por el MSC (Mobile Services Switching Centre) o por el SGSN (Serving 
GPRS Support Node) y el GGSN (Gateway GPRS Support Node). 
2) IP (Internet Protocol) en 3G: se trata de una implementación que da soporte 
a Internet en la tecnología 3G. Proporciona una serie de ventajas tales como su menor 
coste, mayor velocidad de conexión y una gran gama de servicios multimedia (por ejemplo, 
video conferencia) en combinación con el estándar UMTS. Sin embargo la cobertura sigue 
siendo limitada. 
Aunque 3G es la última tecnología de que disponemos de momento, todo apunta a 
que en un plazo de 3 a 5 años haga su aparición la cuarta generación de móviles, cuya 
principal característica serán las vertiginosas velocidades de transmisión de datos que serán 
capaces de alcanzar. 
 
 
CAPÍTULO I : Introducción a la Telefonía Celular 
Página | 18 
APLICACIONES Y RELACIÓN CON OTRAS TECNOLOGÍAS 
A la luz de todo lo visto anteriormente, parece lógico pensar que un dispositivo con 
tantas funcionalidades (siempre refiriéndonos a un celular de última generación) disponga 
de unas posibilidades de aplicación potencialmente elevadas en diversos medios. 
Es por ello que a continuación se intentará dar al lector una visión general del gran 
número de posibilidades (sobretodo a nivel de interacción con otras tecnologías) de que 
disponen los poseedores de un terminal celular. 
1) Transmisión de datos: hoy en día, los móviles requieren mucho más espacio 
del que tienen para poder almacenar cualquier tipo de tarea que realice el usuario. Así, a 
pesar de que nuestro celular disponga de una memoria relativamente grande o, incluso, de 
una memoria ampliable, esta no será suficiente a largo plazo para poder almacenar por 
ejemplo, todas las descargas, grabaciones de audio, videos y fotos que el usuario haga. Esta 
es una de las razones por la que los móviles disponen de algún tipo de puerto que permita 
su conexión a un computador para transmitir todos los datos ya sea para almacenarlos o 
para darles otro tipo de tratamiento; y viceversa, también, gracias a estos puertos podemos 
incorporar nuevas aplicaciones y funcionalidades (obtenidas, por ejemplo, mediante 
descarga por Internet). 
El limite de almacenamiento no es, ni mucho menos, la única razón, ya que si para 
algo se han concebido muchos de los gadgets tecnológicos de los celulares es para poder 
compartir con otros usuarios algo más que palabras, por lo que tener, por ejemplo, tantos 
videos almacenados sin posibilidad de enviarlos carecería de sentido en cierto modo. 
En la actualidad, los móviles han evolucionado de tal forma que o solo disponen de 
puertos físicos para comunicarse con otros dispositivos, sino que también poseen algún tipo 
de sistema de comunicación inalámbrica (WAP, Bluetooth, etc.) que permite la transmisión 
de datos con cualquier tipo de dispositivo (computadores, PDAs, otros celulares, etc.) o, 
incluso, la conexión en redcon los mismos. 
2) Sincronización de datos: esta es una característica propia de los híbridos 
móvil-PDA, también denominados Smartphones. Este tipo de dispositivos suele incorporar 
diversas aplicaciones ofimáticas tales como por ejemplo Excel, utilizadas con frecuencia 
para la gestión económica diaria, y que requieren de una conexión a un computador para 
sincronizar y actualizar correctamente los datos entre ambos dispositivos. 
3) Servicio GPS (Global Positioning System – Sistema de posicionamiento global 
-): este es otro de los servicios menos comunes, aunque también disponibles sobretodo en 
modelos de celulares híbridos avanzados. Así es posible descargar a nuestro terminal una 
serie de programas y mapas que conviertan nuestro celular en un autentico navegador GPS 
capaz de sacarnos de cualquier aprieto. 
4) Juegos: la tecnología móvil ha llegado a tal extremo que hoy en día el usuario 
puede disfrutar de juegos con gráficos 3d en su móvil. Es más, hay terminales concebidos 
especialmente para este fin (por ejemplo, el N-Gage de Nokia). 
CAPÍTULO I : Introducción a la Telefonía Celular 
Página | 19 
Es por ello que cada día que pasa es menos de extrañar que fabricantes de 
procesadores y hardware general para computadores (Asus, Intel, etc.) se interesen y se 
hagan cada vez más participes de este mundo. 
5) Música: la mayoría de celulares de hoy en día integran funciones de 
reproductor Mp3 en alta calidad. El único inconveniente es el reducido tamaño de la 
memoria de los móviles, algo que se puede paliar mediante slots de expansión de memoria. 
6) Televisión Digital Móvil: aunque se trata de un proyecto que en nuestro país 
aún se encuentra en pañales (experiencias piloto principalmente), dentro de poco será 
posible ver nuestros programas favoritos a través de avanzados terminales. 
7) Videoconferencia: es una de las funciones más obvias y publicitadas en los 
últimos modelos 3G, además de una de las aplicaciones más ambiciosas, ya que no es 
nuevo el deseo humano de poder tratar “cara a cara” con la otra persona sin importar la 
distancia a la que se encuentren. Ahora esto es posible aprovechando tanto las avanzadas 
cámaras de que disponen los móviles actuales como las “altas” tasas de transmisión que 
pueden llegar a alcanzarse. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO I : Introducción a la Telefonía Celular 
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I.3.1. Elementos de la estación base 
 
Una estación base o sitio está conformado por diferentes elementos que permiten la 
transmisión de las señales de telecomunicación mediante ondas electromagnéticas. Dichos 
elementos son básicamente los siguientes: 
 
ESTRUCTURA SOPORTE 
 
 Existe una gran variedad de estructuras soporte de antenas tanto en forma como en 
dimensiones y según la compañía telefónica. Sin embargo, para Telcel podemos 
generalizarlas bajo la siguiente clasificación: 
 
 Torre Autosoportada SDH de 60 metros de altura 
 Torres Autosoportadas menores de 60 metros 
 Torres Arriostradas. 
 Estructura ligera hibrida (Torre y mástil) 
 Monopolos 
 Mástiles 
 
El propósito de todas ellas es la de sustentar las antenas que utilizara el sitio en 
cuestión y su elección dependerá si se trata de de un lugar en azotea, en suelo o sobre otra 
estructura. Su longitud depende de la altura de radiación requerida por la compañía. 
 
 
EQUIPO DE RADIOFRECUENCIA 
 
Como se puede apreciar en la figura I.3.1, las antenas de radiofrecuencia (RF), 
geométricamente son alargadas con una altura aproximada de 1.50 metros y un ancho de 
0.30 metros. Aunque también existen de forma tubular de diámetro de 1 pulgada, su peso es 
de aproximadamente 30 kg, aunque hay variantes dependiendo el modelo; por lo general se 
colocan en grupos de 1 a 9 piezas y están orientadas en tres sectores. Cada antena debe 
TEMA I.3 
Elementos que integran 
a una estación base de 
telefonía celular. 
CAPÍTULO I : Introducción a la Telefonía Celular 
Página | 21 
estar separada por lo menos 1.50 metros de otra contigua. Su colocación regularmente se 
hace sobre una plataforma de la estructura soporte o bien, sobre un elemento llamado 
bandera. Este equipo es quien recibe directamente las señales de los aparatos móviles 
celulares. 
 
 
 
 
 
Fig. I.3.1 Antenas de radiofrecuencia (RF) montadas en plataforma de torre 
 
 
 
 
 
 
 
EQUIPO DE MICROONDAS 
 
 Se les conoce comúnmente como “platos” debido a su similitud con éstos últimos; 
existen diferentes medidas de éstos equipos de los cuales los más comunes tienen un 
diámetro de 1, 2, 3, 4 y 6 pies; sus pesos dependen del fabricante, teniendo por ejemplo: 
 
 
CAPÍTULO I : Introducción a la Telefonía Celular 
Página | 22 
Diámetro del plato (pies) Peso (kg) 
1 50 
2 137 
4 180 
6 270 
 
 
 
Su colocación es en lo alto de la torre según la altura de radiación requerida, estos 
equipos reciben la señal de otras antenas de microondas situadas en diferentes estaciones 
permitiendo la comunicación. Ver figura I.3.2 
 
 
 
 
 
Fig. I.3.2 Antenas de microondas sujetas en torre 
 
DECODIFICADOR TMU 
Éste equipo se utiliza para la decodificación de la señal, ya sea de microondas o de 
radiofrecuencia, colocándose uno por equipo o uno por un grupo de antenas; sus 
dimensiones, al igual de su peso varían de acuerdo al fabricante, tomando un promedio de 
30 kg. Un ejemplo de este equipo se aprecia en la figura I.3.3. 
 
CAPÍTULO I : Introducción a la Telefonía Celular 
Página | 23 
 
 
Fig. I.3.3 Decodificador TMU 
 
 
LUZ DE OBSTRUCCION 
 
Se instalan a lo alto de la torre (en dos o tres niveles) o por lo menos en la parte más 
alta, la cual es requisito de aviación civil su peso es de aproximadamente 30 kg. La figura 
I.3.4 muestra algunos ejemplos de estas luces de obstrucción. 
 
 
 
 
 
 
Fig. I.3.4 Diferentes tipos de luces de obstrucción. 
 
 
 
 
PARARRAYOS 
 
Es un equipo que se instala en la parte más alta de la torre con el objetivo de 
proteger la torre de una descarga eléctrica natural provocada por rayos; éste equipo crea un 
CAPÍTULO I : Introducción a la Telefonía Celular 
Página | 24 
anillo de aproximadamente 50 metros el cual ioniza el aire formando un arco. Lo que hace 
es que cuando los rayos llegan a éste campo, la corriente que recibe es atrapada en ese 
medio y transportada, mediante cables, a un sistema de tierras, el cual disipa la descarga 
eléctrica en el terreno. Ver figura I.3.5 
 
 
 
 
 
 
Fig.I.3.5 Pararrayos sobre torre de celosía 
 
 
 
 
CAMA GUIA DE ONDAS 
 
La estructura de soporte (torre por ejemplo) en toda su longitud lleva una cama de 
cables (feeders), ver figura I.3.6, por los que la señal es transmitida desde las antenas hasta 
el equipo localizado en el “shelter”, por tal motivo se requiere de una base que puede ser de 
ángulos o aluminio, similar a una escalerilla. 
 
 
CAPÍTULO I : Introducción a la Telefonía Celular 
Página | 25 
 
 
 
Fig. I.3.6 Cama guía de ondas en torre de celosía 
 
 
SHELTER 
 
Es una caseta en la que se localiza todo el equipo electrónico para el procesamiento 
de las señales; ésta estructura por lo general es prefabricadas, y cuenta ya con todas las 
instalaciones necesarias, ver figura I.3.7. Los materiales con los que está hecha es lámina 
colocada rn un armazón metálico, también hay casetas fabricadas con placas de concreto 
armado ensambladas mediante placas de unión, otros materiales utilizados en la fabricación 
de shelters son la madera y la fibra de vidrio. 
 
Así mismo, hay shelters fabricados en sitio, los cuales se construyen con materiales 
ligeros como puede ser el multipanel. Los shelters vienen en diferentes medidas, los mas 
comunes son de 3.0 x 3.0 metros, 3.0 x 6.0 metros 3.0 x 7.0 metros y 3.5 x 6.0 metros. 
 
 
 
 
Fig. I.3.7 Shelter prefabricado para estación base en azotea. 
CAPÍTULO I : Introduccióna la Telefonía Celular 
Página | 26 
CIMENTACION 
 
(a) Monobloques de concreto en masa. 
 
El monobloque de concreto en masa forma parte de las cimentaciones profundas 
empotradas en el terreno de forma que los esfuerzos horizontales y los momentos sean 
contrarrestados por la resistencia pasiva del terreno en la superficie lateral y en el fondo, 
ver figura I.3.8. Se trata de un prisma rectangular de concreto con refuerzo de acero donde 
el cuerpo “0” queda empotrado y sustentado para resistir las solicitaciones de carga. 
 
 
 
 
 
Fig. I.3.8 Detalle estructural del empotramiento monobloque-cuerpo “0” de la torre 
 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO I : Introducción a la Telefonía Celular 
Página | 27 
(b) Zapata y Dado de Concreto Reforzado. 
 
Este tipo de cimentación está constituido por una losa base de concreto reforzado en 
cuya área se reparten las solicitaciones de carga actuantes y se transmiten al terreno de 
forma teóricamente uniforme. El sistema lo complementa un dado del mismo material 
donde se empotra el cuerpo “0” de la torre conformando la conexión cimentación-
superestructura. 
 
La solución de cimentación por losa de concreto armado también supone 
formalmente una respuesta adecuada frente a cargas de sismo ya que conforma un conjunto 
suficientemente rígido. Para que el detalle del nudo de unión columna-estructura no 
suponga una discontinuidad en el conjunto, se empotrará el cuerpo “0” en el dado de 
concreto; este punto quedará suficientemente rígido y el conjunto trabajará de manera 
unitaria. También se evitarán desprendimientos por falta de adherencia, ver figura I.3.9. 
Esta solución resulta antieconómica si se compara con la anterior debido a que: 
 
 Necesita un mayor volumen de excavación 
 Ocupa más superficie en planta (repercute en el coste de alquiler del sitio). 
 El control de ejecución en obra debe ser intenso: se debe cuidar la recepción y 
puesta en obra del concreto para garantizar que cumplan las resistencias de cálculo 
y la correcta disposición de las varillas de refuerzo. 
 Requiere cimbrado del dado de concreto. 
 El tiempo de ejecución y puesta en obra es mayor. 
 
 
 
 
 
Fig. I.3.9. Detalle estructural del empotramiento zapata-dado-cuerpo “0” de la torre. 
 
CAPÍTULO I : Introducción a la Telefonía Celular 
Página | 28 
(c) Zapata y Tres Dados de Concreto Reforzado. 
 
 
En otra variación de este tipo de cimentación para torres de telefonía celular, existe 
la zapata con tres o cuatro dados de concreto reforzado, dependiendo de la geometría de la 
torre (triangular o rectangular), figura I.3.10. La zapata para torres del tipo triangular será la 
utilizada en la ejemplificación del presente trabajo. 
 
 
 
 
 
Fig. I.3.10 Zapata aislada con tres dados de concreto reforzado para torre triangular. 
 
 
 
 
ELEMENTOS COMPLEMENTARIOS 
 
Los elementos que complementan la construcción y operación del sitio se 
mencionan a continuación. 
 
Sistema eléctrico 
Sistema de tierras 
Sistema de iluminación 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO I : Introducción a la Telefonía Celular 
Página | 29 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
I.4.1. Introducción 
 
 
Existe una serie de disposiciones jurídicas que deberán ser observadas al construir 
una torre. Algunas de éstas son de jurisdicción federal, en tanto que otras tienen un carácter 
local. Sin embargo, ésta reglamentación no es homogénea, pudiendo darse el caso de no 
existir normas en alguna región del país, o estar reglamentadas parcialmente. En éste 
contexto, parece conveniente tomar como referencia, para el caso de que no existan, las 
disposiciones vigentes en la entidad que sí la regula y así evitar problemas por el 
incumplimiento de una norma técnica. 
 
Se recomienda también, tanto para el diseño como para la construcción de la torre, 
comparar la normatividad local con las especificaciones, códigos y reglamentos 
internacionales con el fin de utilizar los parámetros que pudieran ser más críticos a juicio 
del profesional encargado del diseño o construcción de la torre. 
 
En los siguientes párrafos se expondrán brevemente los códigos y reglamentos 
aplicables al diseño estructural de una torre de celosía para telefonía celular así como de su 
sistema de cimentación. 
 
 
 
I.4.2. Reglamentos locales 
 
 Existen casos en que la estación base quedará ubicada dentro de un área específica 
como puede ser un parque industrial por ejemplo, o bien una zona habitacional privada. En 
éste caso, es común que dichas zonas contengan un reglamento interno para la construcción 
de la torre y por ende, muchos de los aspectos de su diseño quedarán sujetas a las 
disposiciones de los reglamentos locales aunado a lo establecido en otros reglamentos. 
 
 Otros reglamentos locales son por ejemplo los que expiden cada entidad federativa 
de la República Mexicana, como por ejemplo el Reglamento de Construcciones para el 
Distrito Federal el cual rige toda obra realizada en la Ciudad de México. Este reglamento lo 
TEMA I.4 
Normatividad para el 
diseño estructural de 
torres de telefonía. 
CAPÍTULO I : Introducción a la Telefonía Celular 
Página | 30 
complementan las disposiciones establecidas en las Normas Técnicas Complementarias en 
vigencia, las cuales se conforman por los siguientes libros: 
 
 Normas Técnicas Complementarias sobre Criterios y Acciones para el Diseño 
Estructural de las Edificaciones. 
 Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Cimentaciones. 
 Normas Técnicas Complementarias para Diseño por Viento. 
 Normas Técnicas Complementarias para Diseño por Sismo. 
 Normas Técnicas Complementarias para el Diseño y Ejecución de Obras e 
Instalaciones Hidráulicas. 
 Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Estructuras de 
Concreto. 
 Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Estructuras 
Metálicas. 
 Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Estructuras de 
Mampostería. 
 Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Estructuras de 
Madera. 
 
Se podrá utilizar la combinación de las especificaciones de dos o más reglamentos 
locales utilizando aquellos parámetros que cubran los requisitos del código local principal 
pero que a la vez, a juicio del diseñador, sean los más críticos. Como por ejemplo el 
reglamento del estado de Querétaro contiene los requisitos básicos para el diseño y 
construcción de obras en esa entidad; sin embargo, carece de normatividad técnica que 
pueden ser utilizadas del reglamento del Distrito Federal. 
 
 
 
I.4.3. Códigos internacionales. 
 
Estos códigos son creados principalmente en países Europeos y los Estados Unidos 
y han servido de base para la creación de otros reglamentos locales debido a que es en esos 
países donde se lleva a cabo la investigación y desarrollo de la tecnología más avanzadas. 
Por ejemplo, las Normas Técnicas Complementarias para Diseño de Estructuras Metálicas 
del 2004 están fundamentalmente basadas en la teoría de Diseño por Factores de Carga y 
Resistencia (Load and Resistance Factor Design, LRFD) publicada en el Código 
Norteamericano AISC (American Institute of Steel Construction); otro ejemplo son las 
Normas Técnicas para el Diseño de Estructuras de Concreto, cuya teoría, parámetros y 
especificaciones se basa principalmente del American Concrete Institute, ACI, o bien, las 
de diseño por viento, cuyos fundamentos fueron extraídos del código expedido por la 
organización americana ASCE (American Society of Civil Engineers) donde se estipula la 
metodología y parámetros de diseño por viento, ver tabla I.2. 
 
Es importante recalcar que aunque muchos reglamentos y manuales de diseño 
utilizados en México tienen sus fundamentos en aquellos de origen Norteamericano o 
Europeo, éstos han sido adecuados conforme a las necesidades y condiciones del país, ya 
CAPÍTULO I : Introducción a la Telefonía Celular 
Página | 31 
que existen algunas diferencias tanto de suelos, condiciones