Resumen: Las ventajas del cable de fibra óptica hacen que su uso en el campo de las comunicaciones se extienda constantemente. Para adaptarlo a diferentes entornos, se suele añadir un refuerzo durante su diseño para satisfacer diversas necesidades. Este artículo presenta las ventajas del hilo de fibra de vidrio como refuerzo para cables de fibra óptica, describe brevemente su estructura y rendimiento, y analiza las dificultades que conlleva su uso.
Palabras clave: refuerzo, hilo de fibra de vidrio
1. Descripción general
El nacimiento y desarrollo de la comunicación por fibra óptica representa una importante revolución en la historia de las telecomunicaciones. Esta tecnología transformó los métodos de comunicación tradicionales, permitiendo la comunicación a alta velocidad y con gran capacidad, sin interferencias magnéticas. Gracias al continuo desarrollo de la tecnología de fibra óptica, la comunicación por fibra óptica ha experimentado una notable mejora. El cable de fibra óptica, con todas sus ventajas, amplía constantemente su ámbito de aplicación en el campo de las comunicaciones. En la actualidad, su rápido desarrollo y su amplio espectro de aplicaciones lo han convertido en el principal modo de comunicación en diversas áreas de la comunicación por cable, ejerciendo un impacto cada vez más profundo en la vida social.
2. Aplicación de los tipos y métodos más comunes de refuerzos
Para adaptarse a diferentes entornos, se suele añadir el refuerzo correspondiente durante el diseño del cable o se modifica su estructura para satisfacer distintas necesidades. El refuerzo de los cables de fibra óptica se divide en refuerzo metálico y no metálico. Los principales componentes del refuerzo metálico son alambres de acero de diferentes tamaños, cinta de aluminio, etc. Los componentes del refuerzo no metálico son principalmente FRP, KFRP, cinta resistente al agua, aramida, hilo de amarre, hilo de fibra de vidrio, etc. Debido a su alta dureza y resistencia, el refuerzo metálico se utiliza principalmente en entornos de construcción y uso con altos requisitos de tensión axial, como el tendido aéreo exterior, tuberías, enterramiento directo y otras aplicaciones. Los componentes de refuerzo no metálicos, debido a su amplia variedad, cumplen diferentes funciones. Dado que el refuerzo no metálico es relativamente blando y su resistencia a la tracción es menor que la del refuerzo metálico, se puede utilizar en interiores, en edificios, entre plantas o acoplado a cables de fibra óptica reforzados con metal cuando existe una necesidad específica. Para ciertos entornos especiales, como aquellos con presencia de roedores mencionados anteriormente, se requieren refuerzos específicos para soportar no solo las tensiones axiales y laterales necesarias, sino también características adicionales, como la resistencia a la roedura. Este artículo presenta la aplicación de hilo de fibra de vidrio como refuerzo en cables de radiofrecuencia para extracción, cables con conector tipo mariposa para tuberías y cables a prueba de roedores.
3. El hilo de fibra de vidrio y sus ventajas
La fibra de vidrio es un material de ingeniería novedoso, con excelentes propiedades eléctricas, mecánicas, químicas y ópticas, además de ser incombustible, resistente a la corrosión, soporta altas temperaturas, absorbe la humedad y posee gran elongación. Por ello, se utiliza ampliamente en diversas industrias. El hilo de fibra de vidrio se divide en dos tipos: hilo sin torsión e hilo trenzado, siendo este último el más común en la fabricación de cables de fibra óptica.
El hilo de fibra de vidrio, como refuerzo para cables de fibra óptica, presenta las siguientes ventajas:
(1) En aplicaciones que requieren alta resistencia a la tracción, se recomienda utilizar fibra de vidrio en lugar de aramida para la confección de los elementos de tracción de los cables de fibra óptica, una alternativa económica y viable. La aramida es una fibra sintética de alta tecnología que ofrece ventajas como resistencia ultraalta, alto módulo y resistencia a altas temperaturas. Su elevado precio repercute directamente en el coste de los cables de fibra óptica. El hilo de fibra de vidrio tiene un precio aproximado de 1/20 del de la aramida y sus demás características de rendimiento son similares, por lo que puede utilizarse como sustituto, resultando más económico. La tabla siguiente muestra una comparación del rendimiento entre la aramida y el hilo de fibra de vidrio.
Tabla comparativa del rendimiento de los hilos de aramida y fibra de vidrio
(2) El hilo de fibra de vidrio es atóxico e inocuo, no inflamable, resistente a la corrosión y a altas temperaturas, de baja elongación, químicamente estable y cumple con los requisitos de rendimiento de los cables de fibra óptica, como la normativa RoHS. Además, presenta una mayor resistencia al desgaste y a la corrosión, así como mejores propiedades de aislamiento térmico. Esto garantiza el funcionamiento normal del cable de fibra óptica tanto a altas como a bajas temperaturas, y su adaptabilidad a entornos más exigentes. Sus propiedades de aislamiento protegen al cable de fibra óptica de las descargas eléctricas atmosféricas y otras interferencias electromagnéticas, lo que permite su uso generalizado en cables de fibra óptica totalmente dieléctricos.
(3) El cable de fibra óptica relleno de hilo de fibra de vidrio puede hacer que la estructura del cable sea compacta y aumentar la resistencia a la tracción y a la compresión del cable.
(4) El hilo de fibra de vidrio hidrófugo es uno de los mejores métodos para bloquear la humedad en los cables de fibra óptica. Su efecto hidrófugo es superior al del hilo de aramida hidrófugo, que tiene una tasa de hinchamiento por absorción del 160%, mientras que el hilo de fibra de vidrio presenta una tasa del 200%. Al aumentar la cantidad de hilo de fibra de vidrio, el efecto hidrófugo se vuelve aún más notable. Se trata de una estructura hidrófuga en seco, por lo que no requiere la aplicación de pasta de aceite durante el proceso de empalme, lo que facilita la instalación y se ajusta mejor a las exigencias medioambientales.
(5) El hilo de fibra de vidrio, como estructura de refuerzo del cable de fibra óptica, posee una excelente flexibilidad, lo que permite superar las desventajas de la excesiva rigidez y la dificultad para doblarlo que presenta este tipo de cable. Esto facilita la producción e instalación en todas sus etapas. Su impacto en la capacidad de flexión del cable es mínimo, y el radio de curvatura puede alcanzar hasta 10 veces el diámetro exterior del cable, lo que resulta idóneo para entornos de tendido complejos.
(6) La densidad del hilo de fibra de vidrio es de 2,5 g/cm3, el cable de fibra óptica con hilo de fibra de vidrio como refuerzo es ligero, lo que reduce los costos de transporte.
(7) El hilo de fibra de vidrio también presenta un buen rendimiento contra roedores. En muchas zonas rurales y montañosas de China, la vegetación favorece la supervivencia de los roedores, y el olor característico de la cubierta plástica del cable de fibra óptica los atrae fácilmente, provocando que lo roan. Por ello, las líneas de comunicación suelen sufrir daños por roedores, lo que afecta a la calidad de la comunicación e, incluso, en casos graves, puede provocar la interrupción de la red troncal y ocasionar importantes pérdidas para la sociedad. En la siguiente tabla se comparan las ventajas y desventajas de los métodos convencionales de protección contra roedores y la protección mediante hilo de fibra de vidrio.
6. Conclusión
En resumen, el hilo de fibra de vidrio no solo tiene un excelente rendimiento, sino también un bajo precio, lo que inevitablemente lo convertirá en un refuerzo cada vez más utilizado para cables de fibra óptica, reducirá el costo de producción de los fabricantes de cables de fibra óptica y satisfará mejor las diferentes necesidades de los clientes nacionales y extranjeros.
Fecha de publicación: 9 de julio de 2022