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Encolhimento de cabos de fibra

Causas, efeitos e uma solução

4 MIN READ

Os cabos de fibra óptica são projetados de tal forma que o excesso de comprimento da fibra óptica compensa a expansão do cabo que ocorre por tensão de curvatura, tensão ou expansão térmica. Dependendo da estrutura do cabo, ele pode ser de 0,5 a 1,5%.

Todos os materiais se expandem e se contraem sob a influência da temperatura. O revestimento externo de um cabo de fibra óptica tem um coeficiente de expansão térmica 10 vezes maior do que o seu núcleo. A baixa temperatura durante o teste de ciclagem térmica a capa do cabo encurta muito mais do que a fibra no interior.

No entanto, a desvantagem do comprimento de revestimento de fibra projetado é o fato de que ele se torna mais pronunciado à medida que o cabo externo encolhe. O comprimento adicional da fibra é compensado por um enrolamento espiral no interior da capa do cabo e pode causar micro curvatura. Este efeito pode ser verificado pelo aumento do valor de IL.

Um olhar mais detalhado à retração reversível e irreversível dos cabos

Chamamos de encolhimento do cabo devido ao resfriamento ‘reversível’ porque a condição original é restaurada quando o cabo é aquecido. A dimensão da variação de comprimento relacionada à temperatura é definida pelo coeficiente de expansão do material específico. Os coeficientes de expansão do material plástico – o material externo – são cerca de 10 vezes maiores do que os do vidro – o núcleo do cabo. Ao resfriar de +20° C a -5° C, por exemplo, o cabo sofre uma retração relacionada à temperatura de aproximadamente 0,5%. Como regra geral, isto não é perceptível, já que o excesso de comprimento adicional do núcleo da fibra ainda irá caber no cabo.

O encolhimento irreversível, como o nome indica, não pode ser desfeito. Os plásticos são chamados materiais amorfos, nos quais os blocos de construção (moléculas) não seguem uma ordem. Durante a extrusão do cabo, o plástico quente é pressionado através de um molde. Isto produz altas forças de ruptura, que forçam as moléculas a se alinharem no sentido longitudinal do cabo. Antes que o plástico liquefeito possa voltar ao seu estado amorfo, ele é extinguido no banho de água da linha de extrusão. A orientação das moléculas no sentido longitudinal do cabo é congelada.

Enquanto o plástico não for aquecido acima da chamada temperatura de transição vítrea, a estrutura congelada permanece. Em temperaturas acima da temperatura de transição vítrea, inicia-se a reestruturação para o estado amorfo. Isto faz com que o revestimento do cabo encolha – irreversivelmente. Para o Polietileno de Alta Densidade (PEAD) a temperatura de transição vítrea é de aproximadamente 100° C, para o Retardante de Fogo de Baixa Fumaça e Baixo Halogênio (FRLSZH) está entre 50° C e 60° C.

A taxa de retração depende principalmente do material, seção transversal da capa e parâmetros de extrusão. A retração de cabos é particularmente observada em cabos com construções de loose tube, tais como pigtails, cabos (mini) breakout, cabos simplex/duplex e cabos Flextube. O encolhimento irreversível está entre 1 a 5%.

O encolhimento do cabo reversível induzido pela temperatura e o encolhimento irreversível do cabo estrutural se somam. A retração irreversível excessiva leva à tensão da fibra (raio de curvatura, efeito de esmagamento) e não pode mais ser compensada pela construção do cabo.

Cabos com alto encolhimento irreversível se revelam pelo fato de que a atenuação na faixa de baixas temperaturas aumenta de ciclo para ciclo.

Cabos de fibra óptica de baixo encolhimento

Cabos de baixa retração apresentam baixa retração irreversível a temperaturas elevadas. Durante um teste de ciclo de temperatura, os desvios de atenuação dos cabos de baixo encolhimento são estáveis ao longo de toda a duração. Uma capa de cabo com características de baixo encolhimento mantém o desempenho óptico durante as variações de temperatura. O controle e redução do encolhimento do cabo melhora diretamente o desempenho mecânico e óptico dos cabos ópticos.

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