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EuroWire – Enera de 2010
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artículo técnico
Figura 2
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▲
:
Condiciones de vibración del cable
2.2 Eventos de deformación
Los eventos de deformación pueden
ocurrir en muchas circunstancias distintas.
La mayoría de los cables se deforma
durante la instalación. Después de la
instalación, los cables pueden sufrir
deformación repetida debida a cargas de
hielo o desenterramientos accidentales.
En ambos casos la magnitud del
desplazamiento de la cinta es importante
porque se debe evitar que el movimiento
de la cinta desplace hacia abajo todo de
cable, utilizando toda la longitud en exceso
de la cinta y causando daños a la fibra.
Durante la instalación se usan bucles de
cable sueltos, que son la manera ideal de
bloquear las cintas en el cable en caso
extremo de deformación.
Sin embargo, como se analizará en los
capítulos siguientes, es muy improbable
que la deformación del cable originada por
estas condiciones cause daños en la cinta
por deformación.
2.2.1 Carga de hielo
El cable de fibra óptica instalado en zonas
donde es probable que se acumule hielo
debe tener las características adecuadas
para soportar las cargas y los alargamientos
que pueden ocurrir. El código electrónico
nacional de seguridad NESC (National
Electric Safety Code) describe situaciones
de depósitos de hielo y condiciones de
viento por regiones del país
[7]
.
Con esta información se puede calcular el
alargamiento de un cable expuesto a estas
condiciones y se puede prever cualquier
alargamiento de la cinta.
En condiciones de carga de hielo el cable
se alargará. Si el alargamiento del cable
excede la longitud en exceso intrínseca de
la cinta del cable, la cinta será tirada por
una sección de cable adyacente, como se
muestra en la
Figura 3
, situación 1 y 2.
Si el alargamiento del cable debido a
la carga excede la longitud en exceso
intrínseca de la cinta de todos los tramos
adyacentes, la cinta puede ser tensada
contra los bucles sueltos, o contra los
cierres, si no hay bucles sueltos. Esta
condición existe ya sea para cables rellenos
de gel, ya sea para cables con núcleo seco.
Cuando la carga de hielo desaparece, la
cinta tirada por las secciones de cable
adyacentes da lugar a una nueva longitud
de cinta en exceso permanente en el cable,
como se muestra en la
Figura 3
, situación 3.
Con la carga de hielo siguiente el cable
se alargará, pero, dado que ya hay una
longitud de cinta en exceso igual a la
longitud del cable deformado, no se tirará
más cinta en la sección, como se muestra
en la
Figura 3
, situación 4. El cable alcanzará
esencialmente un nuevo equilibrio.
Figura 3
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▲
:
Condiciones de carga de hielo
Una vez comprendido este proceso,
se puede analizar la magnitud del
alargamiento del cable, la longitud de
cinta en exceso generada y la robustez del
diseño del cable.
Aplicando cálculos catenarios a estas
situaciones, y considerando el “peor
caso” de cable aéreo atado a cable auto
sustentado y de longitud de tramo, se
obtiene un alargamiento inferior a un
0,05% en condiciones de carga de hielo
pesadas según el NESC.
Con estos datos es necesario asegurar que
la estructura del cable pueda contener
esta longitud de cinta en exceso sin sufrir
pérdida de atenuación ni daños en las
fibras. El valor de la longitud de cinta
en exceso intrínseca está diseñado para
exceder dicho alargamiento del cable.
2.2.2 Desenterramiento del cable
A veces el cable puede ser desenterrado
accidentalmente por una retroexcavadora
o un equipo de excavación similar, si no se
toman las precauciones adecuadas antes
de iniciar los trabajos.
Cuando esto ocurre, una sección altamente
localizada del tramo de cable es sometida
a alta deformación. Se ha calculado que la
sección deformada suele estar entre 5m
y 50m
[4]
. Generalmente, esta sección de
cable es cambiada.
La cuestión que se plantea es el efecto de
la exposición directa a alta deformación en
las secciones de cable adyacentes.
Considerando una sección de cable de
50m sometida a deformación, una carga
próxima a la resistencia a la rotura de la
mayoría de los diseños de cables hace
que las secciones adyacentes tiren la cinta
tensando los bucles sueltos tanto en el
cable relleno de gel como en el cable seco.
La capacidad del cable y de la cinta para
absorber la deformación depende del
diseño del cable, de la longitud de cinta
en exceso intrínseca y de la longitud de la
sección de cable adyacente.
El tipo de empalme utilizado impedirá
o permitirá transmitir la deformación de
la cinta al tramo de cable, e impedirá o
permitirá que el cable se equilibre después
de quitar la carga. La
Figura 4
muestra esta
condición.
Figura 4
▲
▲
:
Deformación causada por desenterra-
miento
El cable relleno de gel viscoelástico tiene
la capacidad única de empalmar las cintas
al cable y permitir que las cintas se relajen
con el tiempo.
El tiempo requerido para equilibrarse
puede ser largo, mayor que los índices de
tracción sugeridos para las pruebas de
empalme del cable. La temperatura del
gel juega también un papel importante
en el arrastre viscoso dado a las cintas y
puede afectar altamente a la velocidad de
relajación. Los agentes de empalme seco
no tienen esta propiedad.
En este caso, es muy probable que las
deformaciones del cable produzcan una
fuerza superior a la fuerza del empalme
seco, y, por consiguiente, impidan que las
secciones adyacentes se equilibren.
Por esta razón, buscar una correlación
directa con el empalme con gel es
arriesgado, y las pruebas relacionadas
con los acontecimientos reales que se
producen durante el ciclo de vida del cable
son tan importantes.
2.2.3 Instalación
Durante la instalación, una sección
localizada del cable es sometida a alta
deformación. Se ha comprobado que en
esta situación, para algunos diseños de
cable, las cintas se quedan estacionarias
mientras que el cable es tirado sobre ellas,
como se ilustra en la
Figura 5
.
Cuando la carga es quitada, no hay fuerza
de tracción en las cintas en el extremo
expuesto y, por lo tanto, una cierta
Carga de
hielo
Longitud en exceso residual
Cinta
La cinta es tirada
por las secciones
adyacentes
Después de quitar la carga, el
empalme optimizado permite la
compensación de las cintas
Desenterramiento
Galopante
Eólica