Contracción del cable de fibra, causas, efectos y una solución: R&M
R&M publica una mirada más cercana a la contracción reversible e irreversible de los cables de fibra. Como es sabido todos los materiales se expanden y contraen bajo la influencia de la temperatura. El coeficiente de expansión térmica del revestimiento exterior de un cable de fibra es 10 veces mayor que el de su núcleo. Durante las pruebas de ciclo térmico, la cubierta del cable se acortará a un grado mucho más alto que la fibra interior a bajas temperaturas.
Los cables de fibra óptica están diseñados de tal manera que el exceso de longitud de la fibra óptica compensa la expansión del cable, que se produce como resultado de la tensión de flexión, la tensión o la expansión térmica. Dependiendo de la estructura del cable, el grado de compensación puede ser de 0.5 a 1.5%.
Sin embargo, la desventaja de la longitud excesiva de fibra diseñada es el hecho de que se vuelve más pronunciada con el aumento de la contracción del cable exterior. La longitud adicional de la fibra se compensa con un bobinado en espiral dentro de la cubierta del cable y esto puede resultar en micro flexión. Este efecto se puede verificar por el creciente valor IL.
Una mirada más cercana a la contracción reversible e irreversible de los cables.
Llamamos contracción del cable debido a la refrigeración ‘reversible’ porque la condición original se restaura cuando se calienta el cable. La dimensión del cambio de longitud relacionado con la temperatura se define mediante el coeficiente de expansión de material específico del material. Los coeficientes de expansión de material de los plásticos – el material exterior – son aproximadamente 10 veces más altos que los del vidrio – el núcleo del cable. Por ejemplo, al enfriarse de +20°C a -5°C, el cable experimenta una contracción relacionada con la temperatura de aproximadamente el 0.5%. Como regla general, esto no es perceptible, puesto que la longitud excesiva adicional del núcleo de fibra todavía cabe en el cable.
La contracción irreversible, como su nombre indica, no se puede deshacer. Los plásticos son los llamados materiales amorfos en los que los bloques de construcción (moléculas) no siguen un orden. Durante la extrusión del cable, el plástico caliente se presiona a través de un troquel. Esto produce altas fuerzas de cizallamiento, que obligan a las moléculas a alinearse en la dirección longitudinal del cable. Antes de que el plástico licuado pueda volver a su estado amorfo, se apaga en el baño de agua de la línea de extrusión. La orientación de las moléculas en la dirección longitudinal del cable está congelada.
Mientras el plástico no se caliente por encima de la llamada temperatura de transición de vidrio, la estructura permanece ‘congelada’. A temperaturas por encima de la temperatura de transición del vidrio, comienza la reestructuración en el estado amorfo. Esto hace que el revestimiento del cable se encoja – irreversiblemente. Para el polietileno de alta densidad (HDPE) la temperatura de transición del vidrio es de aprox. 100°C, para el retardo de fuego de bajo humo y bajo halógeno (FRLSZH) está entre 50°C y 60°C.
La tasa de contracción depende principalmente del material, la sección transversal de la cubierta y los parámetros de extrusión. La contracción de cables se observa especialmente en cables con construcciones de cables sueltos, como colas de cerdo, cables (mini)ruptura, cables simplex/duplex y cables Flextube. La contracción irreversible está entre el 1-5 %.
La contracción reversible del cable inducida por la temperatura y la contracción irreversible del cable estructural se suman. La contracción irreversible excesiva conduce a la tensión de la fibra (radio de flexión, efecto de aplastamiento) y ya no puede ser compensada por la construcción del cable.
Si la atenuación en el rango de baja temperatura aumenta de ciclo a ciclo, los cables mostrarán un alto grado de contracción irreversible.
Cables de fibra óptica de baja contracción
Los cables de baja contracción muestran baja contracción irreversible a temperaturas aumentadas. Durante una prueba de ciclo de temperatura, las desviaciones de atenuación de los cables de baja contracción son estables durante toda la duración. Una cubierta de cable con características de baja contracción mantiene el rendimiento óptico durante las variaciones de temperatura. El control y la reducción de la contracción de los cables mejoran directamente el rendimiento mecánico y óptico de los cables ópticos.
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