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EuroWire – Mayo de 2009
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artículo técnico
de 30 veces el diámetro del cable. Los técnicos
que realizaron la prueba utilizaron un mandril
de 26mm de diámetro para esta prueba.
Según las normas ICEA-640 y GR-20, el
fallo de un cable genera un aumento de la
atenuación superior a 0,05dB a una longitud
de onda de 1550nm y/o una deformación de
la fibra superior o igual al 60% del valor de
deformación máxima de la fibra.
Obviamente, esta prueba no se acercaría
a las cargas especificadas, dado que el cable
tiene un módulo de elasticidad del orden de
sólo 12kgf.
Los técnicos usaron un banco Instron®
para pruebas de tracción con extensímetro
integrado para la prueba de deformación de
este cable. El banco de prueba de tracción fue
configurado para funcionar lo más lentamente
posible, para poder registrar la atenuación y la
deformación del cable.
El banco de prueba Instron proporcionó los
datos de carga, mientras que el extensímetro
proporcionó los datos de deformación. Como
la longitud extra de la fibra en este cable era
tan insignificante, los valores de deformación
del cable y la de la fibra fueron considerados
iguales. Se puede ver el esquema de la prueba
en la
Figura 9
.
Los resultados de la deformación del cable y
de la deformación de la fibra con los valores
de atenuación correspondientes se pueden
ver en la
Figura 10
.
Los resultados muestran que no hay cambios
de atenuación significativos para valores
por debajo de 30 libras. Todas las normas
para cables de fibra óptica requieren que la
Además, la norma establecía que el cambio de
atenuación debía ser inferior a 0,05dB para el
90% de las fibras probadas e inferior a 0,15dB
para el 100% de las fibras probadas. Se puede
ver el esquema de la prueba en la
Figura 8
.
El cable de prueba fue sometido a impacto
con una fuerza específica durante un ciclo.
Después del impacto se probó la atenuación
del cable. Este procedimiento fue repetido
hasta que el cable se rompió. Se pueden ver
los resultados de esta prueba en la
Tabla 3
.
Estos resultados muestran que 0,4Nm es
la fuerza de impacto máxima que puede
soportar este cable. A 0,5Nm, el cable fue
aplastado totalmente y la fibra rota sobresalía
por un lado de la cubierta. Como referencia, un
cable para una planta externa estándar tiene
que soportar una fuerza de impacto de 4,4Nm,
mucho más alta de la que podía alcanzar
el cable para ROV de aguas profundas. Sin
embargo, con toda probabilidad este cable
recibirá un impacto bajo del agua; cualquier
objeto bajo del agua se mueve a mucho
menos velocidad, y por lo tanto la fuerza
ejercida sobre el cable será mucho menor.
5.1.3 Resistencia a la tracción
Las tres normas requieren una carga de
tracción específica, pero las normas ICEA-640
y GR-20 prevén la carga más alta a corto plazo
a 2670N.
La norma EN-187105 requiere una carga de
tracción a corto plazo que es factor del peso
del cable. Por lo que se refiere al diámetro
del mandril usado en el banco de prueba,
las normas GR-20 e ICEA-640 eran las más
estrictas. Estas normas especifican un
diámetro máximo de 560mm y uno mínimo
los diseños futuros de cables de fibra óptica
de aguas profundas. Este cable debía cumplir
los requisitos más estrictos de las normas
ANSI/ICEA S-87-640-2006, GR-20-CORE y EN
187105, y debía ser sometido a prueba de
rotura según las directivas generales de estas
especificaciones.
5.1.1Resistencia a la rotura por com-
presión
La Telcordia GR-20 era la más estricta de estas
tres normas, dado que requería 44N/mm de
presión durante un minuto y 22N/mm de
presión durante diez minutos. Se efectuó una
prueba similar aplicando una carga específica
durante diez minutos, y luego probando la
atenuación del cable al final de ese tiempo,
mientras el cable estaba todavía cargado.
La norma GR-20 presentaba los requisitos
más estrictos para cualquier aumento de
atenuación; por lo tanto, se adoptó la GR-20
como norma directiva. La norma establecía
que el cambio de atenuación debía ser inferior
a 0,05dB para el 90% de las fibras probadas
e inferior a 0,15dB para el 100% de las fibras
probadas.
El cable fue aplastado usando una placa de
acero de 25mm con bordes redondeados, de
10mm de radio. Se puede ver el esquema de la
prueba en la
Figura 7
.
Con cada resultado positivo, la carga era
aumentada. Este procedimiento fue seguido
hasta que el cable se rompió. Se pueden ver
los resultados de esta prueba en la
Tabla 2
.
Como se puede deducir de los resultados,
las prestaciones del cable fueron sorpren-
dentemente buenas, considerando que el
requisito para un cable para planta externa
estándar es 44N/mm. Cada presión fue
probada dos veces para asegurar un resultado
positivo o negativo. Se puede atribuir al
fluido incompresible interior del cable las
prestaciones de esta estructura de cable
sometida a una carga compresible.
5.1.2Resistencia a la rotura por impacto
La norma EN-187105 requería la aplicación
de una fuerza de impacto específica en tres
secciones diferentes del cable. La norma
ICEA-640 requería la aplicación de una
fuerza de impacto específica dos veces en
tres secciones diferentes del cable. La norma
GR-20 requería la aplicación de una fuerza
de impacto específica 20 veces en un punto
del cable. En un escenario submarino real, un
impacto ocurriría con toda probabilidad sólo
una vez en un punto; por lo tanto, se adoptó el
procedimiento de prueba de la norma GR-20.
La norma GR-20 presentaba los requisitos
más estrictos para cualquier aumento de
atenuación; por lo tanto se adoptó la GR-20
como norma directiva.
Presión (N/mm)
Delta (dB)
Positivo/Negativo
10
0.00
Éxito
15
0.08
Éxito
20
0.03
Éxito
25
0.11
Éxito
30
0.70
Fallo
Número de impactos Número de impactos
Δ Atenuación
Éxito/Fallo
1
0.1
0
Éxito
1
0.2
0
Éxito
1
0.3
0
Éxito
1
0.4
0
Éxito
1
0.5
N/A
Fallo
Tabella 2
▲
▲
:
Resultados de la prueba de compresión
Tabella
▲
▲
3
:
Resultados del ensayo de impacto
Figura 7
▲
▲
:
Diagrama de la prueba de compresión
Máquina para prueba de aplastamiento
Cable probado
Equipo de medición de la fibra
Figura 8
▲
▲
:
Diagrama de la prueba de compresión
Máquina para prueba de impacto
Cable probado
Equipo de medición de la fibra
Equipo
de tiro
Equipo de medición de
la fibra
Celda de
carga
Dispositivo de fijación
Seccióndecableprobado
Figura 9
▲
▲
:
Diagrama de la prueba de tracción