EuroWire January 2019

Artículo técnico

de refuerzo debido al bajo nivel implícito de rigidez de tracción especificado por el valor de carga de rotura requerido. Este nivel de rigidez de tracción daría lugar a un diseño de cable con índice de alargamiento muy elevado en presencia de cargas ambientales. No fue viable implantar este nivel de deformación del cable desde el margen de deformación del edificio hacia el cable, así que se buscó un material diferente para el elemento de refuerzo. 2.4 Material alternativo del elemento de refuerzo Dado que no se pueden usar materiales no metálicos para el elemento de refuerzo, la sucesiva opción a considerar fue el uso de materiales a base de metal. El alambre de acero de gran resistencia puede ser tratado térmicamente para controlar el límite elástico y, en cierta medida, la deformación de rotura del alambre. En los cables metálicos de derivación se han utilizado durante muchos años pequeños alambres de acero recubiertos de latón, y estos alambres tienen una deformación de rotura relativamente baja respecto a las alternativas no metálicas. Gracias a una selección atenta del número y del calibre de los alambres, es posible diseñar un cable con un nivel adecuado de rigidez de tracción cumpliendo al mismo tiempo el requisito de carga de rotura. Éste es el material que se seleccionó para aportar resistencia en este nuevo diseño de cable. 2.5 Modelado de las prestaciones Se desarrolló un modelo para intentar predecir las prestaciones del cable en las condiciones de tramo y carga requeridas. Una síntesis de este modelado se puede ver en la Figura 2 . La rigidez de tracción normalizada está ilustrada gráficamente en función de la longitud del tramo y, en este espacio de actuación, se indican los límites de la carga de rotura del cable y el correspondiente índice de rotura de las fibras esperado para las fibras probadas a 100 y 200 kpsi. Usando pruebas de tracción para verificar la rigidez de tracción del cable y su resistencia a la rotura, se calculó la deformación máxima de la fibra para una gama de longitudes de tramo ( Figura 2 ). Usando una deformación máxima de la fibra a corto plazo de un 0,67% para una fibra a 100 kpsi, se calculó que la longitud de tramo máxima era inferior a la requerida por el cliente. Esto hizo que el cliente comprendiera bien los riesgos y, en definitiva, pudimos reducir la especificación de longitud de tramo.

el cable tenía que funcionar, fueron velocidades de viento de hasta casi 100kph. Aunque podía observarse una cierta carga por hielo, la carga inducida por el hielo era inferior a la carga inducida por el viento. Para los fines de este artículo se considerará solamente la carga del viento. 2.3 Requisito de carga de rotura máxima Los típicos cables de distribución para plantas externas se basan a menudo en el uso de elementos de refuerzo no metálicos. Estos elementos de refuerzo se fabrican con materiales tales como compuestos de plástico reforzado con vidrio o fibras aramídicas de varias formas. Estos materiales se caracterizan por una deformación de rotura relativamente alta, normalmente del orden de 2-4%. Esta característica presenta un dilema interesante para el diseñador de cables: cómo alcanzar la carga de rotura requerida para generar el fallo intrínseco del elemento de refuerzo, controlando a la vez también el nivel del cable, en particular la deformación de las fibras, cuando el cable está sometido a cargas ambientales como la presión lateral del viento o la acumulación de hielo. Una opción era usar un dispositivo en el poste que se rompiera al alcanzar la carga máxima del cable, pero esta opción no fue aceptada por el usuario final y fue necesario buscar otra solución sobre el cable. Está claro que no es posible usar materiales no metálicos para el elemento

abrazadera como pieza de conexión al poste, a lo largo del tramo aéreo hasta al otro extremo pasando a través de una abrazadera situada en el edificio y descendiendo por la pared externa hacia un caja de acceso a la subunidad desde donde ésta era enviada a través de la pared externa al terminal de la red óptica. Este artículo tratará de los desafíos afrontados por la longitud del tramo frente a la deformación de la fibra en un cable con una especificación que limita la resistencia a la rotura y analizará un diseño de abrazadera específico y otras técnicas de preparación del cable para reducir costes y tiempos de instalación. La Figura 1 muestra el diseño del cable. La longitud del tramo de diseño especificada por el cliente era 55m, con una longitud del tramo excepcional de 68m. La instalación se efectuó dando prioridad a la tensión para mantener la tensión de instalación de todas las longitudes de tramo a 150N. La mayoría de los tramos tenían que sujetarse a postes de madera, de los que gran parte fue considerada sujeta a una carga lateral aplicada máxima de 4kN. Esta limitación determinó un consiguiente límite máximo de carga de rotura para este diseño de cable. 2.2 Condiciones de carga ambientales Las condiciones de carga ambientales indicadas por el usuario final, a las que 2 Requisitos de diseño 2.1 Longitud del tramo

▼ ▼ Figura 2 : Modelado de la longitud del tramo y deformación de la fibra

Diseño A – 097kph viento + 0.0mm hielo – 150N tensión de instalación

Carga de rotura del cable superada en esta área

Cable diseñado para funcionar en esta área

Deformación máxima absoluta de la fibra superada en esta área (conector o lado edificio)

Rigidez de tracción normalizada

Deformación máxima buscada de la fibra

superada en esta área

Tramo (m)

74

www.read-eurowire.com

Enera de 2019