EoW July 2008

artículo técnico

dar solidez a la fibra revestida sometida a potenciales tensiones térmicas y esfuerzos mecánicos. Se han obtenidos relaciones altas entre resistencia a la cavitación y módulo, que permiten obtener revestimientos primarios con bajo módulo/baja T g , mejorar la protección contra las microcurvaturas, y ofrecer resistencia a la cavitación elevada. n [1] D Gloge, ‘Optical-fiber Packaging and Its Influence on Fiber Straightness and Loss’, The Bell System Technical J, 54(2), 245-262 (1975) [2] W W King, ‘Thermally Induced Stresses in an Optical - Fiber Coating’, J of Lightwave Technology, 9(8), 952-953 (1991) [3] W W King and C J Aloisio, ‘Thermomechanical Mechanism for Delaminations of Polymer Coatings from Optical Fibers’, J of Electronic Packaging, 119, 133-137 (1997) [4] P L Tabaddor, C J Aloisio, C H Plagianis, C R Taylor, V Kuck and P G Simpkins, ‘Mechanics of Delamination Resistance Testing’, International Wire and Cable Symposium Proceedings, p 725 (1998) [5] C J Aloisio, WW King and R C Moore, ‘A Viscoelastic Analysis of Thermally Induced Residual Stresses in Dual Coated Optical Fibers’, International Wire and Cable Symposium Proceedings, p 139 (1995) [6] A N Gent and P B Lindley, ‘Internal Rupture of Bonded Rubber Cylinders in Tension’, Proc Roy Soc A, 249, 1958 5. Referencias

El Revestimiento E tiene un valor de módulo medio-alto (combinado con baja T g ), que ha sido desarrollado para ser aplicado en fibras monomodo y multimodo. La resistencia a la cavitación de este revestimiento presenta todavía valores muy altos (2,1Mpa) y permite una relación σ cav /E’ alta (2.3). El Revestimiento F ofrece una resistencia a la microcurvatura excelente atribuida al módulo ultra bajo (y T g baja). Al mismo tiempo, se ha alcanzado un nivel de resistencia a la cavitación bastante alto (1,51MPa), con una relación σ cav /E’ de 2,4. Con revesti- mientos ultra blandos como éste se deben tomar precauciones especiales para dar una buena resistencia a la cavitación a la estructura de revestimiento. De lo contrario, el riesgo de cavitación en el revestimiento y de deterioro de las prestaciones de atenuación de la fibra es posible. Las situaciones como la del Revestimiento A, donde las cavidades estaban ya presentes en la fibra después del trefilado, pueden ser fácilmente reconocidas. El riesgo no tan evidente se encuentra en situaciones donde las cavidades en el revestimiento se pueden formar gradualmente y causar un aumento de atenuación en campo, cuando la fibra está sometida a ciclos de temperatura ambiente o queda a bajas temperaturas por períodos de tiempo largos, como por ejemplo en el caso de los cables submarinos. Un sistema de revestimiento de alta calidad, diseñado con detenimiento, no solo ofrece prestaciones de de primera en las fibras, sino que ofrece también mayor fiabilidad a largo plazo a las fibras ópticas. 4. Conclusiones La cavitación de los revestimientos primarios ha sido examinada exhaustiva- mente como posible modo de rotura posible en fibras ópticas con doble revestimiento. La cavitación del revestimiento es causada por el esfuerzo de tracción triaxial que puede ser inducido por tensión térmica interna o impacto mecánico externo. El revestimiento se rompe cohesiva- mente cuando el esfuerzo de tracción triaxial excede la resistencia a la cavitación del revestimiento. Se ha desarrollado un método de prueba para evaluar cuantitativamente la resisten- cia a la cavitación de un material de revestimiento. La comprensión del mecanismo de cavitación y el estudio de la resistencia a la cavitación del revestimiento han permitido diseñar materiales de revestimiento de resistencia a la cavitación elevada para

comportamientos de resistencia a la cavitación. La resistencia a la cavitación (σ cav ) ha sido medida usando el método de prueba descrito en el apartado 3.1. Los valores del módulo de almacenamiento E’ a temperatura ambiente de DMA y las relaciones σ cav /E’ también están indicadas. Como se ha ilustrado en el apartado 2.1.2, la resistencia a la cavitación de un caucho ideal debería ser (5/6)E. En la Tabla 1 , cada revestimiento tiene una resistencia a la cavitación más alta que su módulo, lo que indica que los revestimientos no presentan elasticidad perfecta. El módulo, correspondiente a la densidad de reticulación del revestimiento, sigue jugando un papel importante en la determinación de la resistencia a la cavitación del material de revestimiento. Sin embargo, con una estructura de reticulación polimérica de densidad molecular adecuada, se puede obtener una alta resistencia a la cavitación, independientemente del módulo del revestimiento. En otras palabras, se pueden realizar revestimientos ideales blandos pero resistentes con una relación alta entre resistencia a la cavitación y módulo. Un módulo bajo permite obtener mejores prestaciones de microcurvatura. En la Tabla 1 , el Revestimiento A tiene el módulo más bajo y sin embargo, su resistencia a la cavitación también es la más baja (<1MPa). En efecto, la fibra con este revestimiento ha revelado cavidades evidentes resultado del proceso de enfriamiento después del trefilado de la fibra. El Revestimiento B, con resistencia a la cavitación igual a 1,21MPa, es considerado bastante resistente para soportar la tensión térmica generada durante el enfriamiento de la fibra. No se han observado cavidades en la fibra con el Revestimiento B. También del análisis teórico, este nivel de resistencia a la cavitación es bastante más alto que la tensión térmica calculada de ~0,8MPa del revestimiento primario. Sin embargo, la relación σ cav /E’ del Revestimiento B es solamente 1,2, la más baja de todos los revestimientos. Este tipo de revestimiento es considerado adecuado para soportar situaciones de esfuerzo normales, pero no consigue aprovechar todo su potencial como para convertirse en un material de revestimiento sumamente fuerte. Por otro lado, los Revestimientos C, D, E y F tienen las propiedades de alta resistencia a la cavitación deseadas. El módulo del Revestimiento C o del Revestimiento D está en el rango de valores típicos de los revestimientos primarios comerciales. Sin embargo, la resistencia a la cavitación de estos revestimientos está prevista a valores muy altos disponiendo de una estructura molecular de reticulación optimizada.

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EuroWire – Julio de 2008