EoW January 2010

artículo técnico

adyacentes da lugar a una nueva longitud de cinta en exceso permanente en el cable, como se muestra en la Figura 3 , situación 3. Con la carga de hielo siguiente el cable se alargará, pero, dado que ya hay una longitud de cinta en exceso igual a la longitud del cable deformado, no se tirará más cinta en la sección, como se muestra en la Figura 3 , situación 4. El cable alcanzará esencialmente un nuevo equilibrio.

que las secciones adyacentes tiren la cinta tensando los bucles sueltos tanto en el cable relleno de gel como en el cable seco. La capacidad del cable y de la cinta para absorber la deformación depende del diseño del cable, de la longitud de cinta en exceso intrínseca y de la longitud de la sección de cable adyacente. El tipo de empalme utilizado impedirá o permitirá transmitir la deformación de la cinta al tramo de cable, e impedirá o permitirá que el cable se equilibre después de quitar la carga. La Figura 4 muestra esta condición.

Galopante Eólica

Figura 2 ▲ ▲ : Condiciones de vibración del cable

2.2 Eventos de deformación Los eventos de deformación pueden ocurrir en muchas circunstancias distintas. La mayoría de los cables se deforma durante la instalación. Después de la instalación, los cables pueden sufrir deformación repetida debida a cargas de hielo o desenterramientos accidentales. En ambos casos la magnitud del desplazamiento de la cinta es importante porque se debe evitar que el movimiento de la cinta desplace hacia abajo todo de cable, utilizando toda la longitud en exceso de la cinta y causando daños a la fibra. Durante la instalación se usan bucles de cable sueltos, que son la manera ideal de bloquear las cintas en el cable en caso extremo de deformación. Sin embargo, como se analizará en los capítulos siguientes, es muy improbable que la deformación del cable originada por estas condiciones cause daños en la cinta por deformación. 2.2.1 Carga de hielo El cable de fibra óptica instalado en zonas donde es probable que se acumule hielo debe tener las características adecuadas para soportar las cargas y los alargamientos que pueden ocurrir. El código electrónico nacional de seguridad NESC (National Electric Safety Code) describe situaciones de depósitos de hielo y condiciones de viento por regiones del país [7] . Con esta información se puede calcular el alargamiento de un cable expuesto a estas condiciones y se puede prever cualquier alargamiento de la cinta. En condiciones de carga de hielo el cable se alargará. Si el alargamiento del cable excede la longitud en exceso intrínseca de la cinta del cable, la cinta será tirada por una sección de cable adyacente, como se muestra en la Figura 3 , situación 1 y 2. Si el alargamiento del cable debido a la carga excede la longitud en exceso intrínseca de la cinta de todos los tramos adyacentes, la cinta puede ser tensada contra los bucles sueltos, o contra los cierres, si no hay bucles sueltos. Esta condición existe ya sea para cables rellenos de gel, ya sea para cables con núcleo seco. Cuando la carga de hielo desaparece, la cinta tirada por las secciones de cable

Cinta

Carga de hielo

Longitud en exceso residual

Desenterramiento

La cinta es tirada por las secciones adyacentes

Después de quitar la carga, el empalme optimizado permite la compensación de las cintas

Figura 3 ▲ ▲ : Condiciones de carga de hielo

Una vez comprendido este proceso, se puede analizar la magnitud del alargamiento del cable, la longitud de cinta en exceso generada y la robustez del diseño del cable. Aplicando cálculos catenarios a estas situaciones, y considerando el “peor caso” de cable aéreo atado a cable auto sustentado y de longitud de tramo, se obtiene un alargamiento inferior a un 0,05% en condiciones de carga de hielo pesadas según el NESC. Con estos datos es necesario asegurar que la estructura del cable pueda contener esta longitud de cinta en exceso sin sufrir pérdida de atenuación ni daños en las fibras. El valor de la longitud de cinta en exceso intrínseca está diseñado para exceder dicho alargamiento del cable. 2.2.2 Desenterramiento del cable A veces el cable puede ser desenterrado accidentalmente por una retroexcavadora o un equipo de excavación similar, si no se toman las precauciones adecuadas antes de iniciar los trabajos. Cuando esto ocurre, una sección altamente localizada del tramo de cable es sometida a alta deformación. Se ha calculado que la sección deformada suele estar entre 5m y 50m [4] . Generalmente, esta sección de cable es cambiada. La cuestión que se plantea es el efecto de la exposición directa a alta deformación en las secciones de cable adyacentes. Considerando una sección de cable de 50m sometida a deformación, una carga próxima a la resistencia a la rotura de la mayoría de los diseños de cables hace

Figura 4 ▲ ▲ : Deformación causada por desenterra- miento

El cable relleno de gel viscoelástico tiene la capacidad única de empalmar las cintas al cable y permitir que las cintas se relajen con el tiempo. El tiempo requerido para equilibrarse puede ser largo, mayor que los índices de tracción sugeridos para las pruebas de empalme del cable. La temperatura del gel juega también un papel importante en el arrastre viscoso dado a las cintas y puede afectar altamente a la velocidad de relajación. Los agentes de empalme seco no tienen esta propiedad. En este caso, es muy probable que las deformaciones del cable produzcan una fuerza superior a la fuerza del empalme seco, y, por consiguiente, impidan que las secciones adyacentes se equilibren. Por esta razón, buscar una correlación directa con el empalme con gel es arriesgado, y las pruebas relacionadas con los acontecimientos reales que se producen durante el ciclo de vida del cable son tan importantes. 2.2.3 Instalación Durante la instalación, una sección localizada del cable es sometida a alta deformación. Se ha comprobado que en esta situación, para algunos diseños de cable, las cintas se quedan estacionarias mientras que el cable es tirado sobre ellas, como se ilustra en la Figura 5 . Cuando la carga es quitada, no hay fuerza de tracción en las cintas en el extremo expuesto y, por lo tanto, una cierta

110

EuroWire – Enera de 2010