Os ensaios de impacto em cabos ópticos

Conheça um método para o ensaio de impacto em cabos de fibras ópticas (cabos ópticos).

cabo2Da Redação –

Os ensaios em cabos ópticos têm início com visita técnica na linha de produção para conferir as condições de atuação de máquinas, equipamentos e colaboradores, com objetivo de identificar, antes mesmo dos ensaios, alguma inconformidade que esteja interferindo na eficiência do produto, como uma máquina que não esteja operando corretamente.

Dessa forma, haverá uma coleta dos itens para execução dos ensaios em cabos ópticos que determinarão se o produto atende a todas as normas técnicas que os órgãos responsáveis exigem por meio de testes elétricos e magnéticos, mecânicos, químicos e térmicos.

Os ensaios em cabos ópticos, elétricos e magnéticos são executados testando a absorção de água. O ensaio mecânico avaliará a densidade da massa, retração, dobramento em baixa temperatura, alongamento a baixa temperatura, resistência ao ozônio, alongamento a quente e as propriedades mecânicas após imersão em óleo mineral e perda de massa. O ensaio químico para avaliará a determinação do teor de negro de fumo e conteúdo de componente mineral em polietileno por gravimetria, seguido de propagação vertical da chama e retardância de chama para ensaio térmico.

Qualquer cabo de fibra óptica é bastante flexível e pode ser passado dentro de diversos tipos de conduítes, sem problemas. Onde um cabo coaxial passa, pode ter certeza que um cabo de fibra óptica também vai passar. Não é necessário em absoluto que os cabos fiquem em linha reta, e devido às camadas de proteção, os cabos de fibra também apresentam uma boa resistência mecânica.

As fibras ópticas podem ser classificadas de dois modos: monomodo e multimodo. Essas categorias definem a forma como a luz se propaga no interior do núcleo. As fibras monomodo são adequadas para aplicações que envolvam grandes distâncias, embora requeiram conectores de maior precisão e dispositivos de alto custo.

Nas fibras monomodo, a luz possui apenas um modo de propagação, ou seja, a luz percorre interior do núcleo por apenas um caminho. Esse tipo de fibra é utilizado para atingir maiores distâncias com uma largura de banda superior a fibra multimodo por ter menor dispersão do sinal.

As fibras multimodo possuem o diâmetro do núcleo maior do que as fibras monomodo, de modo que a luz tenha vários modos de propagação, ou seja, a luz percorre o interior do cabo de fibra óptica por diversos caminhos. Esse tipo de fibra é utilizado normalmente em curtas distâncias.

Elas são identificadas pela designação OM (optical mode) conforme descrito na norma ISO/IEC 11801.Existem fibras OM1, OM2, OM3, mas hoje, esta evolução continua com o desenvolvimento da fibra OM4 enquanto a indústria se prepara para velocidade de 40 e 100Gb/s.

Por meio das fibras ópticas, um sistema de comunicação possuirá uma maior largura de banda ou capacidade de transmissão de informação. Além de uma maior largura de banda, as fibras ópticas podem transmitir dados numa velocidade muito maior e são de fácil instalação. Há vários motivos para justificar a utilização de fibras no lugar dos cabos de cobre e a primeira delas é a perda na potência do sinal transmitido. Os sinais que são transmitidos através de uma fibra óptica experimentam menor atenuação (ou perda da potência dos sinais) e, portanto, podem trafegar por distâncias muito maiores. Mesmo para distância relativamente curtas, as fibras ópticas ainda se sobressaem aos cabos de cobre mais avançados.

A velocidade, taxa e capacidade de transmitir informação de uma fibra óptica é maior que qualquer sistema baseado em cabos de cobre. De outra maneira, podemos dizer que um cabo de fibra óptica transmite muito mais informação, em taxas muito maiores e por distância muito maiores. Um par de fibras ópticas, pode transmitir 2.5 milhões ou mais de chamadas telefônicas ao mesmo tempo. Um cabo de cobre com a mesma capacidade teria um diâmetro da ordem de 6 mil.

As fibras ópticas são mais fáceis de serem instaladas. Nas cidades mais populosas, a infraestrutura já instalada para cabos de cobre não oferece mais espaço para a adição de novos cabos. Comparado com os cabos de cobre, os cabos de fibra óptica são mais leves, resistentes e de fácil instalação. Além disso, para sistemas de mesma capacidade, os cabos de fibras exigem muito menos conexões.

Se instalada corretamente, as fibras ópticas sofrem menos deterioração do que os fios de cobre. As fibras ópticas são mais seguras e reduzem significantemente os custos com manutenção. As fibras ópticas também são imunes a radiação eletromagnética.

Dessa maneira, os sinais propagados não sofrem interferências de geradores elétricos, motores, linhas elétricas de alta potência, relâmpagos que frequentemente são causadores de ruídos nas linhas de transmissão baseadas em cabos de cobre. O consumo de energia é menor, uma vez que os sinais nas fibras ópticas se degradam menos, pois, podem ser usados transmissores de menor potência em vez dos transmissores elétricos de alta voltagem necessários para os fios de cobre.

A NBR 13509 de 07/2017 – Cabos ópticos – Ensaio de impacto estabelece um método para o ensaio de impacto em cabos de fibras ópticas (cabos ópticos). A máquina ou o dispositivo para o ensaio de impacto deve permitir que o impacto seja aplicado ao corpo de prova que deve ser fixado a uma base plana de aço. Quando um único ou poucos impactos em uma mesma posição do corpo de prova são necessários, um dispositivo, como mostrado na figura abaixo, pode ser utilizado.

Isso permite que a massa de impacto caia verticalmente sobre uma peça de aço que transmite o impacto para a amostra de cabo. Quando impactos múltiplos em uma mesma posição do corpo de prova são necessários (mais do que cinco), um aparelho mais prático, como mostrado na figura abaixo, pode ser usado, permitindo o ajuste da massa, altura e taxa de impactos. O aparelho deve ser construído de forma a apresentar o mínimo de atrito no movimento do peso ou martelete.

impactos

Em ambos os casos, pode também ser utilizado outro aparelho equivalente. No caso de poucos impactos, a superfície de impacto deve ser plana ou curva, com um raio de curvatura não inferior a 300 mm. Se for utilizada uma superfície plana, as arestas da face de impacto devem ser arredondadas, para evitar um aumento de concentração de tensão). O ensaio de impacto pode ser realizado aplicando-se poucos impactos (menos que 5) ou múltiplos impactos.

Para a realização do ensaio devem ser executados os seguintes passos: poucos impactos: montar o corpo de prova no dispositivo de ensaio, como exemplificado na figura acima; realizar as medições de referência das atenuações das fibras a serem monitoradas no ensaio; submeter o corpo de prova ao número de impactos, posição dos impactos e energia de impacto, especificados para o cabo; realizar nova medição das atenuações e calcular suas variações; múltiplos impactos: montar o corpo de prova na máquina de ensaio, como exemplificado na figura acima; verificar opticamente a continuidade das fibras ópticas a serem monitoradas no ensaio; submeter o corpo de prova ao número de impactos e massa de impacto previstos na especificação indicada para o cabo; a massa de impacto deve ter um deslocamento em queda livre de (150 ± 5) mm em relação ao corpo de prova.

Quando não estabelecida na especificação indicada para o cabo, a taxa de impactos deve ser de (30 ± 2) impactos por minuto; após o ensaio, deve ser novamente verificada a continuidade óptica da fibra. Os resultados obtidos devem ser apresentados em um relatório contendo no mínimo as seguintes informações: título do ensaio e identificação da norma/edição e método de medição; identificação do laboratório ou do local do ensaio e data do ensaio; identificação e características do produto ensaiado; resultados da medição, incluindo, quando aplicável, valores medidos e calculados; comentários relativos às ocorrências relevantes ao ensaio; identificação do responsável técnico.

Como informação, pode-se dizer que o cabo de fibra óptica é uma tecnologia que utiliza um filamento de vidro transparente e com alto grau de pureza como meio físico. Seu diâmetro é tão fino quanto um fio de cabelo humano e permite carregar milhares de informações digitais sem perdas significativas ao longo de grandes distâncias. Ao redor do filamento existem outras substâncias de menor índice de refração, que fazem com que os raios sejam refletidos internamente, minimizando assim as perdas de transmissão.

Os sistemas de comunicações baseados em cabo de fibra óptica utilizam dispositivos emissores de luz (LEDS) ou lasers. Além disso, as fibras ópticas são imunes a ruídos e interferências eletromagnéticas pois são feitas de materiais dielétricos e consequentemente não transmitem pulsos elétricos. Essa tecnologia permite altíssimas taxas de transmissão, na ordem de Gbps (bilhões de bits por segundo), porém para que haja o tráfego de dados e a taxa de transmissão no meio físico de fibra óptica são necessários equipamentos denominados conversores de mídias.

Os cabos ópticos são construídos com materiais apropriados para uso diversificado por meio de um conjunto de redes internas e de terminações (indoor/outdoor) e diversos modelos de redes aéreas e subterrâneas. O cabeamento óptico oferece qualidade e grande variedade de protocolos compatíveis. No padrão Ethernet, o mais popular a tecnologia óptica oferece desempenho melhor em grandes distâncias e para elevadas taxas de transmissão, superando a do tradicional cabeamento metálico. A instalação em redes locais segue os mesmos requisitos das normas para edifícios comerciais, data centers ou residências.



Categorias:Metrologia, Normalização

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