EoW July 2008

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EuroWire – Julio de 2008 98
artículo técnico
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comportamientos de resistencia a la
cavitación. La resistencia a la cavitación
(σ cav) ha sido medida usando el método
de prueba descrito en el apartado 3.1. Los
valores del módulo de almacenamiento
E’ a temperatura ambiente de DMA y las
relaciones σcav/E’ también están indicadas.
Como se ha ilustrado en el apartado 2.1.2,
la resistencia a la cavitación de un caucho
ideal debería ser (5/6)E. En la Tabla 1,
cada revestimiento tiene una resistencia
a la cavitación más alta que su módulo,
lo que indica que los revestimientos
no presentan elasticidad perfecta. El
módulo, correspondiente a la densidad
de reticulación del revestimiento, sigue
jugando un papel importante en la
determinación de la resistencia a la
cavitación del material de revestimiento.
Sin embargo, con una estructura de
reticulación polimérica de densidad
molecular adecuada, se puede obtener
una alta resistencia a la cavitación,
independientemente del módulo del
revestimiento. En otras palabras, se pueden
realizar revestimientos ideales blandos
pero resistentes con una relación alta entre
resistencia a la cavitación y módulo. Un
módulo bajo permite obtener mejores
prestaciones de microcurvatura.
En la Tabla 1 , el Revestimiento A tiene
el módulo más bajo y sin embargo, su
resistencia a la cavitación también es la
más baja (<1MPa). En efecto, la fibra con
este revestimiento ha revelado cavidades
evidentes resultado del proceso de
enfriamiento después del trefilado de la
fibra. El Revestimiento B, con resistencia a la
cavitación igual a 1,21MPa, es considerado
bastante resistente para soportar la tensión
térmica generada durante el enfriamiento
de la fibra. No se han observado cavidades
en la fibra con el Revestimiento B. También
del análisis teórico, este nivel de resistencia
a la cavitación es bastante más alto que
la tensión térmica calculada de ~0,8MPa
del revestimiento primario. Sin embargo,
la relación σcav /E’ del Revestimiento B es
solamente 1,2, la más baja de todos los
revestimientos. Este tipo de revestimiento
es considerado adecuado para soportar
situaciones de esfuerzo normales, pero
no consigue aprovechar todo su potencial
como para convertirse en un material de
revestimiento sumamente fuerte.
Por otro lado, los Revestimientos C, D, E y
F tienen las propiedades de alta resistencia
a la cavitación deseadas. El módulo del
Revestimiento C o del Revestimiento D
está en el rango de valores típicos de los
revestimientos primarios comerciales.
Sin embargo, la resistencia a la cavitación
de estos revestimientos está prevista a
valores muy altos disponiendo de una
estructura molecular de reticulación
optimizada.
El Revestimiento E tiene un valor de
módulo medio-alto (combinado con
baja Tg), que ha sido desarrollado para
ser aplicado en fibras monomodo y
multimodo. La resistencia a la cavitación
de este revestimiento presenta todavía
valores muy altos (2,1Mpa) y permite una
relación σcav/E’ alta (2.3). El Revestimiento
F ofrece una resistencia a la microcurvatura
excelente atribuida al módulo ultra bajo
(y Tg baja). Al mismo tiempo, se ha
alcanzado un nivel de resistencia a la
cavitación bastante alto (1,51MPa), con
una relación σ cav/E’ de 2,4. Con revesti-
mientos ultra blandos como éste se deben
tomar precauciones especiales para dar
una buena resistencia a la cavitación
a la estructura de revestimiento. De lo
contrario, el riesgo de cavitación en
el revestimiento y de deterioro de las
prestaciones de atenuación de la fibra es
posible.
Las situaciones como la del Revestimiento
A, donde las cavidades estaban ya
presentes en la fibra después del trefilado,
pueden ser fácilmente reconocidas. El
riesgo no tan evidente se encuentra
en situaciones donde las cavidades
en el revestimiento se pueden formar
gradualmente y causar un aumento de
atenuación en campo, cuando la fibra está
sometida a ciclos de temperatura ambiente
o queda a bajas temperaturas por períodos
de tiempo largos, como por ejemplo
en el caso de los cables submarinos. Un
sistema de revestimiento de alta calidad,
diseñado con detenimiento, no solo ofrece
prestaciones de de primera en las fibras,
sino que ofrece también mayor fiabilidad a
largo plazo a las fibras ópticas.
4. Conclusiones
La cavitación de los revestimientos
primarios ha sido examinada exhaustiva-
mente como posible modo de rotura
posible en fibras ópticas con doble
revestimiento.
La cavitación del revestimiento es causada
por el esfuerzo de tracción triaxial que
puede ser inducido por tensión térmica
interna o impacto mecánico externo.
El revestimiento se rompe cohesiva- mente
cuando el esfuerzo de tracción triaxial
excede la resistencia a la cavitación del
revestimiento.
Se ha desarrollado un método de prueba
para evaluar cuantitativamente la resisten-
cia a la cavitación de un material de
revestimiento.
La comprensión del mecanismo de
cavitación y el estudio de la resistencia a la
cavitación del revestimiento han permitido
diseñar materiales de revestimiento de
resistencia a la cavitación elevada para
dar solidez a la fibra revestida sometida a
potenciales tensiones térmicas y esfuerzos
mecánicos.
Se han obtenidos relaciones altas entre
resistencia a la cavitación y módulo, que
permiten obtener revestimientos primarios
con bajo módulo/baja Tg, mejorar la
protección contra las microcurvaturas, y
ofrecer resistencia a la cavitación elevada. n
5. Referencias
[1] D Gloge, ‘Optical-fiber Packaging and Its Influence
on Fiber Straightness and Loss’, The Bell System
Technical J, 54(2), 245-262 (1975)
[2] W W King, ‘Thermally Induced Stresses in an
Optical - Fiber Coating’, J of Lightwave Technology,
9(8), 952-953 (1991)
[3] W W King and C J Aloisio, ‘Thermomechanical
Mechanism for Delaminations of Polymer Coatings
from Optical Fibers’, J of Electronic Packaging, 119,
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[4] P L Tabaddor, C J Aloisio, C H Plagianis, C R
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Delamination Resistance Testing’, International
Wire and Cable Symposium Proceedings, p 725
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[5] C J Aloisio, WW King and R C Moore, ‘A Viscoelastic
Analysis of Thermally Induced Residual Stresses in
Dual Coated Optical Fibers’, International Wire and
Cable Symposium Proceedings, p 139 (1995)
[6] A N Gent and P B Lindley, ‘Internal Rupture of
Bonded Rubber Cylinders in Tension’, Proc Roy Soc
A, 249, 1958