Cómo los entornos hostiles deberían influir en sus conversaciones con los fabricantes de cables de fibra óptica

Un turno de producción falló no por un ancho de banda incorrecto, sino porque se descuidó ese entorno. Imagine a un ingeniero que solo revisó la atenuación y la velocidad, identificó que el cable cumplía con el presupuesto de enlace de 10G y aceptó la orden de compra. Este cable corría por un pasillo caluroso, húmedo y aceitoso, y 18 meses después, la cubierta de PE comenzaba a agrietarse, permitiendo que el agua se filtrara hasta que una sección de la planta quedó completamente a oscuras y sin servicio durante todo el turno. Esta situación no llevó a nadie a culpar a la hoja de datos, sino a culpar únicamente al ingeniero que aprobó el cable incorrecto.

La verdadera función del ingeniero no consistía simplemente en determinar si sería OM3 u OS2 según una hoja de especificaciones vacía. Su verdadera función consistía en estudiar las condiciones ambientales de calor, humedad, vapor químico y potencial de aplastamiento para garantizar que la estructura del cable fuera la adecuada, incluso sin contar con una simulación por computadora. Al cumplirse estos criterios, el diseño del cable no se degradaría con el tiempo debido a las condiciones ambientales, lo que provocaría interrupciones imprevistas.

Esta publicación proporcionará a los profesionales de la ingeniería las herramientas necesarias para adaptar con precisión las condiciones ambientales de calor, humedad, vapor químico y aplastamiento a cable de fibra óptica Los fabricantes ofrecen especificaciones fáciles de entender y preguntas prácticas. Se proporcionan ejemplos de cables de fibra óptica industriales, cables de fibra óptica para exteriores y cables de fibra óptica blindados para ayudar a los ingenieros a tomar decisiones informadas. La mayoría de los ingenieros utilizan valores de pérdida o ancho de banda para guiar su decisión, pero al usar un producto conforme, el ingeniero puede sorprenderse al descubrir posteriormente que dicho producto se agrietó en una pared caliente o se hinchó en un conducto húmedo.

Ingeniero probando cables de fibra óptica en un entorno oscuro y húmedo.

¿Dónde está tu cable? ¿En el techo de la oficina, en un conducto, en una zanja o en un poste?

En lugar de empezar por el tipo de fibra o el número de núcleos de un cable, investigue dónde operará el cable a diario. Si no está seguro de esa ubicación, a los fabricantes de cables les resultará difícil determinar cómo fabricar un cable para su aplicación. Lo más probable es que los fabricantes desconozcan si su aplicación es principalmente en interiores o exteriores, o si parece provenir de una aplicación subterránea, por lo que tenderán a ofrecer estimaciones basadas en opciones de construcción más económicas. Debido a la incertidumbre sobre la ubicación prevista, las estimaciones de los fabricantes se centrarán en la construcción de cables que superen las pruebas o certificaciones ópticas esenciales, en detrimento de considerar cómo se colocarían los cables en condiciones de tensión reales.

Al cambiar nuestra perspectiva de fabricante a gerente de producto, diseñamos una familia de cables considerando primero las necesidades de una vivienda y luego definimos los distintos tipos de aplicaciones para dichos cables. Como resultado, al considerar primero los tipos de aplicación específicos, ahora tenemos aplicaciones muy específicas, como techos, conductos, zanjas y postes, que requieren materiales, características de protección y resistencias a la tracción muy específicos, acordes con sus aplicaciones específicas. Considere las necesidades de los cables instalados en techos o en conductos verticales, en comparación con los cables instalados en conductos o zanjas.

Por ejemplo, en la zona de un techo o un conducto de ventilación adyacente a sistemas de climatización, escaleras y salidas de emergencia, la principal preocupación en este espacio es el fuego y el humo, no las rocas ni los roedores. Al seleccionar el material de revestimiento adecuado para los cables colocados en techos o conductos de ventilación, se recomienda elegir PVC o LSZH, ya que estos materiales limitan la propagación de llamas y la generación de humo, a la vez que son ligeros y flexibles para instalaciones ajustadas. Imagine cómo se instalan los cables por encima de un falso techo en un edificio de gran altura, donde los sistemas de climatización suministran aire caliente, y la única manera de tener un material con baja emisión de humo es usar PVC y LSZH.

Si se instalaran cables sobre falsos techos de PVC, cada chispa generaría una neblina tóxica en los pasillos, peligrosa para todos los ocupantes. Existiría la posibilidad de que se produjera un incendio de pared a pared, lo que impediría su propagación gracias a los plásticos. La humedad genera tensión en los cables, lo que genera corrosión y otros problemas, y aumenta la necesidad de tirar y doblar los cables para su instalación. Por lo tanto, un cable instalado en aplicaciones sensibles al agua y la humedad requiere un revestimiento de PE (bajo en COV, repelente al agua), además de un bloqueo interno (para evitar que la humedad penetre en el cable).

Imagine un conducto de servicios públicos instalado bajo tierra en una calle de la ciudad, donde se acumula agua durante las lluvias estacionales. La única manera de evitar que el agua se escape del conducto es instalar un revestimiento de PE y usar cinta aislante. Esto impide que el agua se desplace por el centro del conducto y permite que la instalación dure mucho más que con revestimientos de PVC para interiores, que se ablandan y permiten la entrada de humedad. Los cables instalados cerca de tierra, rocas, roedores e inundaciones deben tener revestimientos (metálicos o no metálicos) sobre revestimientos industriales de PE resistentes, con barreras de impermeabilidad resistentes.

Considere el poste de servicios públicos para una línea de transmisión eléctrica instalada a lo largo de la carretera, donde las líneas eléctricas se ubican durante, justo antes y después de tormentas severas, y el clima ha creado ciclos de congelación y descongelación que pueden agrietar las cubiertas de baja calidad. Con las cubiertas de PE reforzadas, estas cubiertas permiten la flexión sin que las fibras se sometan a tensión, lo que proporciona un uso duradero en ubicaciones expuestas, lo que prolonga la vida útil de la instalación. Dado que la ubicación de la aplicación determina cómo se protegen los cables contra daños, usar la cubierta adecuada de la manera correcta (por ejemplo, para la exposición a la humedad, PE como impermeable para uso en exteriores y TPU en fábricas como guantes no resistentes a productos químicos) le permite combinar con éxito su ubicación de aplicación con la cubierta correcta para obtener decisiones intuitivas y confiables desde el primer día de uso sin tener que recurrir a la jerga técnica.

Desde estructuras de cables calientes, húmedas y corrosivas hasta de hormigón

Las suposiciones realizadas mediante declaraciones o frases poco precisas como "clima cálido" o "inundaciones" se convierten en una serie de especificaciones para evitar que los proveedores hagan suposiciones aleatorias, lo que resulta en productos mal diseñados o derrochadores. La cubierta específica utilizada para proteger cada uno de estos riesgos brinda la oportunidad de fabricar cubiertas para estos riesgos y de generar inventarios ya preparados para su uso en los procesos de solicitud de presupuestos y revisión por parte de todos los miembros de cada equipo que participa en ellos. El uso de PE (polietileno) con características adicionales de resistencia al agua para prevenir la fluencia del núcleo en épocas de calor y humedad, o la inclusión de TPU (poliuretanos termoplásticos) probados contra diversos solventes en aerosol, permite que la fábrica los aplique sin causar fallas en el conjunto de la cubierta.

El polvo, las vibraciones y las inundaciones son comunes en las minas (minería), condiciones extremas que afectan a los equipos y entornos. Un ejemplo de protección contra el peso de los equipos es el uso de blindaje de alambre de PE (polietileno) (una combinación de capas de polietileno con diferentes niveles de flexión) para protegerlos de las condiciones extremas que pueden experimentar las minas. Otra ventaja del blindaje de alambre de PE es que mantiene la estructura, permitiendo suficiente flexión para el transporte y es significativamente más económico que el PVC (cloruro de polivinilo) utilizado con lubricantes.

Un ejemplo de esto se da en una mina de Nevada, donde se reemplazaron luminarias convencionales por PE en una zona donde los escombros las perforaban, lo que resultó en costos de $200,000 al año. Los puntos clave de los estudios de caso son que la resina debe lubricarse antes de la instalación para proteger contra la acumulación prematura de humedad y que el blindaje de alambre de PE actúa como amortiguador entre dos superficies que rozan. Además, se han utilizado tanto blindaje de resina como de alambre de PE para añadir una capa adicional de protección al equipo y brindar mayor seguridad a los trabajadores.

Cuando los buenos cables mueren jóvenes: el costo oculto de los errores de instalación

Los sistemas con una adaptación perfecta pueden romperse debido a un manejo inadecuado. Por ejemplo, una adaptación perfecta puede quedar tirada por una esquina como si fuera una manguera doblada o atascada, lo que puede causar errores adicionales en zonas de alta tensión y podría hacer que la fuerza de tracción se convierta en un problema en el futuro. Asumir que los contratistas conocen sus límites es peligroso; la cantidad de corriente eléctrica que utilizan para la instalación genera riesgos, por lo que debe considerar el proceso de instalación como la "cola del entorno" del equipo que está instalando, utilizando indicadores in situ para ayudar a proteger la instalación y evitar la responsabilidad por errores o problemas.

Por ejemplo, si las bridas se tensan demasiado, los elementos de los soportes de escalera pueden quedar atrapados. No hay espacio libre entre la funda exterior del cable y la cremallera; si un elemento del soporte se hunde más de 0.5 mm por debajo de la funda del cable, o si no cabe ni un dedo debajo de la funda del cable y la cremallera, es necesario aflojar la cremallera inmediatamente. Si no las afloja ahora, se creará un aplastamiento lento que generará microcurvas durante los ciclos térmicos.

Los tambores arrastrados sobre grava podrían dañar la cubierta exterior del cable al ponerse en servicio. Si bien la cubierta exterior protege el cable de la deflexión, arrastrar un tambor a mano puede dañarla y reducir su vida útil en un 20 %. Asimismo, los cables instalados en sistemas de conductos no deben colocarse con holgura, ya que la acumulación de hielo puede generar tensión interna que, en última instancia, puede provocar su falla.

Para evitar posibles daños en los cables debido a la instalación en ángulo o estática, se deben marcar o registrar las especificaciones originales del cable para que permanezcan en su lugar durante un largo periodo. Siempre habrá situaciones en las que un equipo de instaladores arrastre cables sin usar poleas; esto debe evitarse debido a la posibilidad de rasgar la cubierta exterior del cable y dañar el aislamiento, lo cual se indica por la presencia de arenilla en la cubierta. Al excavar zanjas de relleno y retirar las rocas, se debe realizar una comprobación de abolladuras en el cable.

Una cubierta exterior intacta indicará que sobrevivió al tráfico. El uso de bridas en los cables cada 1 a 1.5 m, con un ajuste holgado, ayudará a evitar puntos de atrapamiento que aumentarían las pérdidas anuales. El cálculo de la flecha aérea puede ayudarle a evitar la distancia máxima de flecha durante las tormentas. La inspección visual de un supervisor también ayudará a confirmar que el diseño se ejecutó correctamente en la obra.

La visibilidad de bridas faltantes o lesiones por arrastre debería resaltar el hecho de que se cometieron errores en el proceso de diseño y que cada día debe considerarse una oportunidad para aprender y crear nuevas oportunidades en el futuro.

Cómo informar a los fabricantes de cables de fibra óptica para que dejen de adivinar

Los proveedores genéricos baratos tienden a pasar por alto la intrusión de agua y la contaminación por hidrocarburos, lo que resulta en una oferta de producto ambigua: un monomodo de 24 núcleos para exteriores. El método de instalación se describe como zanja de conducto de despliegue; sin embargo, el rango de temperatura ambiente es de 40 a 70 grados Celsius. El punto de falla del producto es la contaminación por agua e hidrocarburos. La vida útil promedio del producto es de 15 años.

Para obtener más información sobre la vida útil del producto, consulte las capas 1 a 3 del GR-20 (una norma nacional del Instituto Nacional Americano de Estándares) y la serie IEC 60794. El texto simple proporciona más información que las listas y le permitirá contactar al proveedor del producto para confirmar la información proporcionada. Cada proveedor le habrá cotizado un producto que se ajuste a su modelo, junto con una lista de sus métodos de supervivencia comprobados.

Cinco frases de solicitud de presupuesto que te harán parecer un profesional

Las rutas exteriores con conductos enterrados que experimentan inundaciones ocasionales utilizan conductos GR-20 húmedos con revestimiento de PE y con impermeabilización. Las aplicaciones industriales donde los conductos dan servicio a líneas de neblina de aceite requieren revestimientos de TPU resistentes a productos químicos, y se deben proporcionar datos de temperatura relacionados con el aceite. Los conductos enterrados directamente en la roca y aquellos con presencia de roedores deben contar con blindaje metálico o no metálico para protección contra aplastamiento y proporcionar suficiente espacio libre de obstrucciones (OSP) para cumplir con los requisitos de longitud de la zanja de impermeabilización.

Para proporcionar pasajes despejados desde los conductos del techo hasta los conductos del plenum elevado, el techo debe contar con la aprobación UL y NFPA para la expansión de llamas y humo. Se permite una tracción y curvatura máximas de cuatro codos de 90° desde conductos de 50 mm a 120 m del límite de prueba indicado en la hoja de datos de certificación.

Antes de realizar un pedido: Cómo detectar errores de configuración en el papel

Las cotizaciones muestran el modo de fibra, pero se desea comparar cubiertas con estructuras, por lo que se requieren tuberías ascendentes para conductos de pozo. Se requiere bloque de polietileno OSP. ¿Es rocoso, sin armadura y enterrado? Se requerirán cintas de acero. Los techos expuestos a los rayos UV podrían agrietarse.

¿Sin inundaciones? Existen posibles vías de inundación. Tres Rojos: Las plantas químicas de interior que utilizan conductos de PVC en las plantas petrolíferas también utilizan zanjas ligeras para roedores. Aéreos para conductos sin rayos UV. Usar un escaneo de minutos para anticiparse a cualquier problema de excavación es menos problemático que los métodos tradicionales.

Cómo este flujo de trabajo reduce la culpa, la repetición del trabajo y el diseño excesivo

Las selecciones basadas en el ancho de banda fracasan en condiciones reales. Pero empezar desde cero, aplicar mapas de archivo plano a chaquetas y blindajes, adaptar estándares a regímenes de radio, hablar de informes diarios y revisar presupuestos nos permite evitar interrupciones. El blindaje va donde las rocas suplican. Los conductos aceptan PE, sin lujos.

Eso comprueba el sitio hasta el cuerpo: obtenemos los mismos cables listos para probar de fábrica en todas partes en lugar de repetir recorridos, sin necesidad de habilidades especiales, solo un par de historias de crisis, barriles de carro decentes y la inteligencia de un jefe para producir un verdadero manual para el trabajo de excavación.

Fuentes de referencia

• Requisitos genéricos para fibra óptica y cable de fibra óptica (Telcordia GR‑20): Descripción general de los requisitos mecánicos y ambientales (tensión, aplastamiento, penetración de agua) para cables de fibra óptica de planta externa utilizados en conductos, zanjas y rutas aéreas.
• Comprensión de las cubiertas de los cables de fibra óptica y las clasificaciones de resistencia al fuego: Explica cómo se seleccionan las cubiertas de PVC, LSZH y PE para cámaras de distribución, conductos verticales y exteriores, y aclara los requisitos de llama y humo para instalaciones en techos y huecos.
• Cables de fibra óptica industriales para entornos hostiles: Guía del fabricante que muestra familias de cables para minas, fábricas y plantas al aire libre, incluidas cubiertas de PE, armaduras de acero y estructuras de bloqueo de agua adaptadas a peligros ambientales específicos.