EuroWire January 2019

Articolo tecnico

dettato dal requisito del carico di rottura. Questo livello di resistenza alla trazione si tradurrebbe in una struttura di cavo con un allungamento molto elevato in condizioni di carico ambientali. Non è stato possibile far rientrare nel cavo questo livello di deformazione dal margine di carico dell’edificio nel cavo, per cui si è cercato un materiale diverso per l’elemento di rinforzo. 2.4 Materiale alternativo per l’elemento di rinforzo Poiché non è possibile utilizzare materiali non metallici per l’elemento di rinforzo, l’uso di materiali a base metallica è l’opzione successiva da prendere in considerazione. Il filo di acciaio ad alta resistenza può essere trattato termicamente per controllare il limite di allungamento e in una certa misura la deformazione di rottura del filo. Per molti anni nei cavi metallici di derivazione sono stati utilizzati piccoli fili d’acciaio placcati in ottone; questi fili presentano uno sforzo di rottura relativamente basso rispetto alle alternative non metalliche. Grazie a un’accurata selezione del numero di fili e del calibro, è possibile progettare un cavo con il giusto livello di resistenza alla trazione rispettando anche il requisito del carico di rottura. Questo è il materiale che è stato scelto per rinforzare questa nuova struttura del cavo. 2.5 Modellazione delle prestazioni È stato sviluppato un modello per tentare di prevedere le prestazioni del cavo nelle condizioni di campata e di carico richieste. Una sintesi di questa modellazione è illustrata nella Figura 2 . La resistenza alla trazione standardizzata viene rappresentata graficamente in funzione della lunghezza della campata e in questo spazio prestazionale sono indicati i limiti per il carico di rottura del cavo e la percentuale di rottura relativa delle fibre prevista per le fibre testate di 100 e 200 kpsi. Utilizzando le prove di trazione per verificare la resistenza a trazione del cavo e la sua resistenza alla rottura, la deformazione massima della fibra è stata calcolata per un intervallo di lunghezze di campata e illustrata nella Figura 2 . Usando una deformazione massima a breve termine della fibra dello 0,67% per una fibra da 100 kpsi, si è calcolato che la lunghezza massima della campata era inferiore alla richiesta del cliente. Questo ha portato a far sì che il cliente comprendesse i rischi e, in ultima analisi, a ridurre le specifiche della lunghezza della campata. Ha anche portato il team ad aggiungere un altro fattore di sicurezza nell’utilizzo della fibra da 200 kpsi.

vento fino a quasi 100km/h. Sebbene fosse possibile un certo carico dovuto al ghiaccio, il carico indotto da quest’ultimo era inferiore al carico indotto dal vento; ai fini del presente articolo, verrà preso in considerazione solo il carico del vento. 2.3 Requisito di carico di rottura massimo I tipici cavi di derivazione per impianti esterni si basano spesso sull’utilizzo di elementi di rinforzo non metallici. Tali elementi di rinforzo sono fabbricati con materiali come i materiali compositi in plastica rinforzata con vetro o fibre aramidiche in varie forme. Una caratteristica di questi materiali è una deformazione di rottura relativamente elevata, tipicamente nell’ordine del 2-4%. Questa caratteristica presenta un dilemma interessante per il progettista di cavi: come ottenere il carico di rottura richiesto dal cedimento intrinseco dell’elemento di rinforzo, controllando anche il livello del cavo, e in particolare la deformazione della fibra, quando il cavo è soggetto a condizioni di carico ambientali quali la pressione laterale del vento e/o l’accumulo di ghiaccio. Un’opzione era quella di utilizzare un dispositivo sul palo che si sarebbe rotto una volta raggiunto il carico massimo del cavo, ma questa opzione è stata rifiutata dall’utente finale e si è dovuto trovare una soluzione nel cavo. È chiaro che l’utilizzo di materiali non metallici per l’elemento di rinforzo non è possibile a causa del basso livello implicito di resistenza alla trazione

scendendo lungo la parete esterna fino a una scatola di accesso dove la sub-unità è accessibile e inviata attraverso la parete esterna al terminale di rete ottico (ONT). Il presente articolo affronterà le sfide poste dalla lunghezza di campata rispetto alla deformazione della fibra in un cavo con una specifica che limita la resistenza alla rottura e analizzerà un modello di morsetto specifico e altre tecniche di preparazione dei cavi al fine di risparmiare sui costi e tempi d’installazione. La Figura 1 mostra la struttura del cavo.

2 Requisiti di progettazione 2.1 Lunghezza di campata

La lunghezza di campata di progetto richiesta dal cliente era di 55m con una lunghezza di campata eccezionale di 68m. L’installazione è stata eseguita dando priorità alla tensione in modo che la tensione d’installazione per tutte le lunghezze di campata fosse mantenuta a 150N. La maggior parte delle campate sarebbe stata fissata su pali di legno, molti dei quali sono stati classificati per un carico laterale massimo applicato di 4kN. Tale limitazione ha posto un conseguente limite massimo di carico di rottura per questa struttura di cavo. 2.2 Condizioni di carico ambientali Le condizioni di carico ambientali fornite dall’utente finale, in base alle quali il cavo doveva funzionare, erano velocità del

▼ ▼ Figura 2 : Modellazione della lunghezza di campata e della deformazione della fibra

Struttura A – 097kph vento + 0,0mm ghiaccio – 150N tensione d’installazione

Carico di rottura del cavo superato in questa area

Cavo progettato per il funzionamento in questa area

Deformazione massima della fibra assoluta

superata in questa area

Deformazione massima della fibra desiderata superata in questa area

Resistenza alla trazione standardizzata

Campata (m)

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Gennaio 2019