EoW May 2009

artículo técnico

los diseños futuros de cables de fibra óptica de aguas profundas. Este cable debía cumplir los requisitos más estrictos de las normas ANSI/ICEA S-87-640-2006, GR-20-CORE y EN 187105, y debía ser sometido a prueba de rotura según las directivas generales de estas especificaciones. 5.1.1Resistencia a la rotura por com- presión La Telcordia GR-20 era la más estricta de estas tres normas, dado que requería 44N/mm de presión durante un minuto y 22N/mm de presión durante diez minutos. Se efectuó una prueba similar aplicando una carga específica durante diez minutos, y luego probando la atenuación del cable al final de ese tiempo, mientras el cable estaba todavía cargado. La norma GR-20 presentaba los requisitos más estrictos para cualquier aumento de atenuación; por lo tanto, se adoptó la GR-20 como norma directiva. La norma establecía que el cambio de atenuación debía ser inferior a 0,05dB para el 90% de las fibras probadas e inferior a 0,15dB para el 100% de las fibras probadas. El cable fue aplastado usando una placa de acero de 25mm con bordes redondeados, de 10mm de radio. Se puede ver el esquema de la prueba en la Figura 7 . Con cada resultado positivo, la carga era aumentada. Este procedimiento fue seguido hasta que el cable se rompió. Se pueden ver los resultados de esta prueba en la Tabla 2 . Como se puede deducir de los resultados, las prestaciones del cable fueron sorpren- dentemente buenas, considerando que el requisito para un cable para planta externa estándar es 44N/mm. Cada presión fue probada dos veces para asegurar un resultado positivo o negativo. Se puede atribuir al fluido incompresible interior del cable las prestaciones de esta estructura de cable sometida a una carga compresible. 5.1.2Resistencia a la rotura por impacto La norma EN-187105 requería la aplicación de una fuerza de impacto específica en tres secciones diferentes del cable. La norma ICEA-640 requería la aplicación de una fuerza de impacto específica dos veces en tres secciones diferentes del cable. La norma GR-20 requería la aplicación de una fuerza de impacto específica 20 veces en un punto del cable. En un escenario submarino real, un impacto ocurriría con toda probabilidad sólo una vez en un punto; por lo tanto, se adoptó el procedimiento de prueba de la norma GR-20. La norma GR-20 presentaba los requisitos más estrictos para cualquier aumento de atenuación; por lo tanto se adoptó la GR-20 como norma directiva. Figura 7 ▲ ▲ : Diagrama de la prueba de compresión Máquina para prueba de aplastamiento Cable probado Equipo de medición de la fibra

Presión (N/mm)

Delta (dB)

Positivo/Negativo

Éxito Éxito Éxito Éxito Fallo

10 15 20 25 30

0.00 0.08 0.03 0.11 0.70

Tabella 2 ▲ ▲ : Resultados de la prueba de compresión

Número de impactos Número de impactos

Δ Atenuación

Éxito/Fallo

Éxito Éxito Éxito Éxito Fallo

1 1 1 1 1

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

0 0 0 0

N/A

Tabella ▲ ▲ 3 : Resultados del ensayo de impacto

de 30 veces el diámetro del cable. Los técnicos que realizaron la prueba utilizaron un mandril de 26mm de diámetro para esta prueba. Según las normas ICEA-640 y GR-20, el fallo de un cable genera un aumento de la atenuación superior a 0,05dB a una longitud de onda de 1550nm y/o una deformación de la fibra superior o igual al 60% del valor de deformación máxima de la fibra. Obviamente, esta prueba no se acercaría a las cargas especificadas, dado que el cable tiene un módulo de elasticidad del orden de sólo 12kgf. Los técnicos usaron un banco Instron® para pruebas de tracción con extensímetro integrado para la prueba de deformación de este cable. El banco de prueba de tracción fue configurado para funcionar lo más lentamente posible, para poder registrar la atenuación y la deformación del cable. El banco de prueba Instron proporcionó los datos de carga, mientras que el extensímetro proporcionó los datos de deformación. Como la longitud extra de la fibra en este cable era tan insignificante, los valores de deformación del cable y la de la fibra fueron considerados iguales. Se puede ver el esquema de la prueba en la Figura 9 .

Además, la norma establecía que el cambio de atenuación debía ser inferior a 0,05dB para el 90% de las fibras probadas e inferior a 0,15dB para el 100% de las fibras probadas. Se puede ver el esquema de la prueba en la Figura 8 .

Máquina para prueba de impacto

Cable probado

Equipo de medición de la fibra

El cable de prueba fue sometido a impacto con una fuerza específica durante un ciclo. Después del impacto se probó la atenuación del cable. Este procedimiento fue repetido hasta que el cable se rompió. Se pueden ver los resultados de esta prueba en la Tabla 3 . Estos resultados muestran que 0,4Nm es la fuerza de impacto máxima que puede soportar este cable. A 0,5Nm, el cable fue aplastado totalmente y la fibra rota sobresalía por un lado de la cubierta. Como referencia, un cable para una planta externa estándar tiene que soportar una fuerza de impacto de 4,4Nm, mucho más alta de la que podía alcanzar el cable para ROV de aguas profundas. Sin embargo, con toda probabilidad este cable recibirá un impacto bajo del agua; cualquier objeto bajo del agua se mueve a mucho menos velocidad, y por lo tanto la fuerza ejercida sobre el cable será mucho menor. 5.1.3 Resistencia a la tracción Las tres normas requieren una carga de tracción específica, pero las normas ICEA-640 y GR-20 prevén la carga más alta a corto plazo a 2670N. La norma EN-187105 requiere una carga de tracción a corto plazo que es factor del peso del cable. Por lo que se refiere al diámetro del mandril usado en el banco de prueba, las normas GR-20 e ICEA-640 eran las más estrictas. Estas normas especifican un diámetro máximo de 560mm y uno mínimo Figura 8 ▲ ▲ : Diagrama de la prueba de compresión

Dispositivo de fijación

Equipo de tiro

Seccióndecableprobado

Celda de carga

Equipo de medición de la fibra

Figura 9 ▲ ▲ : Diagrama de la prueba de tracción

Los resultados de la deformación del cable y de la deformación de la fibra con los valores de atenuación correspondientes se pueden ver en la Figura 10 . Los resultados muestran que no hay cambios de atenuación significativos para valores por debajo de 30 libras. Todas las normas para cables de fibra óptica requieren que la

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