EoW July 2008

articolo tecnico

robustezza alla fibra rivestita quando sottoposta a potenziali tensioni termiche e a sollecitazioni meccaniche. Si sono ottenuti elevati rapporti fra resistenza alla cavitazione e modulo, che consentono di realizzare rivestimenti primari a basso modulo/basso T g , di migliorare la protezione contro le micropiegature ed offrire un’elevata resistenza alla cavitazione. n

Il Rivestimento E presenta un valore del modulo medio-basso (combinato con basso T g ), che è stato sviluppato per essere applicato sia nelle fibre monomodali che in quelle multimodali. La resistenza alla cavitazione di questo rivestimento presenta ancora un valore molto elevato (2,1Mpa) e consente un elevato rapporto σ cav /E’ (2.3). Il Rivestimento F offre una resistenza alla micropiegatura eccellente attribuita al modulo ultra-basso (e T g basso). Contemporaneamente, si è anche ottenuto un livello di resistenza alla cavitazione sufficientemente elevato (1,51MPa) con il rapporto σ cav /E’ corrispondente a 2,4. Per rivestimenti ultramorbidi come in questo caso, devono essere prese particolari precauzioni per assicurare alla struttura di rivestimento buone prestazioni di resistenza alla cavitazione . Altrimenti, lo sviluppo di cavitazione nel rivestimento e il deterioramento delle prestazioni di attenuazione della fibra costituiscono un rischio possibile. Le situazioni come il Rivestimento A, in cui le cavità erano già presenti nella fibra dopo la trafilatura, possono essere facilmente identificate. Il rischio non è evidente in situazioni in cui le cavità nel rivesti- mento possono generarsi gradualmente e causare un aumento dell’attenuazione in campo, quando la fibra è sottoposta a cicli di temperatura ambiente oppure resta in condizioni di bassa temperatura per lunghi periodi di tempo, come ad esempio nel caso dei cavi sottomarini. Un sistema di rivestimento di alta qualità, progettato accuratamente, non solo contribuisce al conseguimento di prestazioni ottimali delle fibre, ma offre anche una maggiore affidabilità delle fibre ottiche a lungo termine. 4. Conclusioni La cavitazione dei rivestimenti primari è stata studiata estesamente come possibile modalità di guasto nelle fibre ottiche a doppio rivestimento. La cavitazione del rivestimento è causata da uno sforzo di trazione triassiale che può essere indotto da tensioni termiche interne o da impatti meccanici esterni. Il rivestimento è soggetto a rottura coesiva quando lo sforzo di trazione triassiale supera la resistenza alla cavitazione del rivestimento. É stato sviluppato un metodo di prova per valutare quantitativamente la resistenza alla cavitazione di un materiale di rivestimento. La comprensione del meccanismo di cavitazione e lo studio approfondito della resistenza alla cavitazione del rivestimento hanno consentito di progettare materiali di rivestimento con una elevata resistenza alla cavitazione per conferire

La resistenza alla cavitazione (σ cav ) è stata misurata utilizzando il metodo di prova descritto al punto 3.1. Sono inoltre indicati i valori del modulo di immagazzinaggio E’ a temperatura ambiente da DMA ed i rapporti σ cav /E’. Come discusso al punto 2.1.2, la resistenza alla cavitazione di una gomma ideale dovrebbe essere pari a (5/6)E. Nella Tabella 1 , ciascun rivestimento presenta una resistenza alla cavitazione superiore a quella del modulo corrispondente, il che indica che i rivestimenti non corrispondono ad una perfetta elasticità. Il modulo corrispondente alla densità di reticolazione del rivestimento, gioca ancora un ruolo importante nel determinare la resistenza alla cavitazione di un materiale di rivestimento. Tuttavia, con una struttura di reticolazione polimerica di densità molecolare adeguata, è possibile ottenere un’elevata resistenza alla cavitazione, indipendentemente dal modulo di rivestimento. In altre parole, si possono realizzare rivestimenti ideali, morbidi ma resistenti, caratterizzati da un elevato rapporto fra resistenza alla cavitazione e modulo. Un modulo ridotto permette di ottenere migliori prestazioni di micropiegatura. Nella Tabella 1 , il Rivestimento A presenta il modulo più basso; tuttavia, anche la corrispondente resistenza alla cavitazione è la più bassa (<1MPa). In effetti, la fibra con questo rivestimento ha presentato cavità evidenti risultanti dal processo di raffreddamento dopo la trafilatura della fibra. Il Rivestimento B, con resistenza alla cavitazione pari a 1,21MPa, è considerato sufficientemente resistente per sopportare la tensione termica durante il raffreddamento della fibra. Non sono state osservate cavità nella fibra con il Rivestimento B. Anche nell’analisi teorica, il livello di resistenza alla cavitazione è sufficientemente più elevato rispetto alla tensione termica calcolata di ~0,8MPa nel rivestimento primario. Tuttavia, il rapporto σ cav /E’ del Rivestimento B è pari a solo 1,2, il più basso fra tutti i rivestimenti. Questo tipo di rivestimento è considerato adeguato per sopportare situazioni di sforzo normali, ma non realizza interamente il proprio potenziale da convertirsi in un materiale di rivestimento altamente robusto. D’altro canto, i Rivestimenti C, D, E ed F evidenziano le proprietà di elevata resistenza alla cavitazione desiderate. Il modulo del Rivestimento C o del Rivestimento D si colloca al tipico livello dei rivestimenti primari commerciali. Tuttavia, la resistenza alla cavitazione di tali rivestimenti è stata concepita per presentare un valore eccezionalmente alto mediante una struttura molecolare di reticolazione ottimizzata.

5. Riferimenti bibliografici

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