Modello e analisi del fattore di spostamento del condotto nella trazione dei cavi in fibra ottica – Parte 2
Continua dalla Parte 1. Poiché durante l'installazione sottoterra il condotto viene tirato da una bobina, è importante tenere presente che potrebbero esserci ondulazioni che creano curve con un angolo basso.
In un precedente articolo, abbiamo modellato lo spostamento generato dalla memoria della bobina nel condotto in fibra ottica continua come mostrato nella Figura 1.
FIGURA 1. Modello di spostamento regolare del condotto
Questo modello tratta lo spostamento del condotto come “onda ripetuta” che si estende lungo l’intera lunghezza del condotto. Quest’onda è descritta dalla sua “ampiezza (A)”, dallo spostamento massimo da una linea retta, e dal suo “periodo (P)”, dalla distanza ripetuta da un picco all’altro.
| Contenuti connessi: Modello e analisi del fattore di posizionamento del condotto nella trazione dei cavi in fibra ottica – L’effetto del COF sul modello di spostamento del condotto |
Dal modello, possiamo determinare matematicamente l’angolo di piegatura totale per periodo P. L’angolo di piegatura per unità di lunghezza è più utile e può essere calcolato in base alla natura ripetitiva del periodo. La Tabella 1 mostra alcuni calcoli basati su periodi e dati di ampiezza tipici. Un’ampiezza di 12 in. potrebbe essere un valore estremo per un condotto posato in una trincea aperta, mentre un’ampiezza di 1,5 in. potrebbe essere un valore tipico per un condotto posto all’interno di una conduttura rigida esterna.
TABELLA 1. Curvatura effettiva generata dagli spostamenti regolari del condotto
Come previsto, la Tabella 1 mostra che quanto più elevata è l’ampiezza e/o quanto più è breve il periodo, tanto maggiore è la curvatura effettiva per unità di lunghezza. La tabella mostra curve effettive che variano da 0,6 gradi/piede fino a 15 gradi/piede di condotto (da 2 a 50 gradi/metro). Anche se potrebbe sembrare un valore non molto alto, significa una curvatura nascosta da 3.000 gradi a 75.000 gradi in 5.000 ft (1.500 m) di fibra ottica!
| Contenuti connessi: Misurazione dell’attrito di posa del cavo con un test dell’aspo |
La figura 2 sottostante illustra graficamente la curvatura effettiva in funzione dell’ampiezza dello spostamento in tre periodi diversi. Osserviamo che anche al periodo di ampiezza più elevato di 30 ft, spostamenti di 0,5 ft (6 in.) determinano una curvatura maggiore di un grado per piede. Questa notevole curvatura avrà un impatto diretto sulla tensione di trazione. L’equazione di trazione per una curva indica che minore è la curvatura, minore è la tensione in trazione. Possiamo quantificare il valore per determinare la curvatura consentita?
FIGURA 2. Curvatura effettiva risultante dallo spostamento regolare del condotto
Stime della tensione di trazione utilizzando il modello
Per utilizzare le equazioni per determinare la tensione, dobbiamo inserire i dati relativi al peso del cavo e all’attrito. La figura 3 sottostante presuppone un peso del cavo di 0,1 lb/ft, un coefficiente di attrito di 0,10 e una tensione iniziale in entrata sul cavo di 10 lb. Rappresenta la tensione di trazione finale stimata rispetto alla curvatura effettiva per una trazione di 1.000, 3.000 e 5.000 ft.
| Contenuti connessi: Modello e analisi del fattore di spostamento del condotto nella trazione dei cavi in fibra ottica – Parte 1 |
Il grafico nella Figura 3 mostra che per mantenere le tensioni al di sotto delle 600 lb e per tirare su distanze maggiori (oltre 3.000 ft), è necessario mantenere la curvatura effettiva al di sotto di 0,5 gradi per piede. Ciò significa un’ampiezza di spostamento massima inferiore a 1 in. per periodo di 20 ft.
FIGURA 3. Tensione prevista vs curvatura effettiva
Esperienza di trazione sul campo
La figura 3 concorda almeno esperienzialmente con le osservazioni sul campo. Di solito non è possibile tirare un cavo nemmeno a mille piedi in un condotto interno posato in una trincea aperta e poi coperto. Anche con un basso COF, la tensione di trazione supera le 600 lb entro i 1.000 ft di una trazione che ha 1,94 gradi di curvatura effettiva per piede. Il condotto scavato (A=12 in., P=20 ft) modellato nella Tabella 1 ha una curvatura effettiva doppia, 4,4 gradi/piede. Tuttavia, con gli spostamenti inferiori possibili con aratura prescavata o condotto interno in un condotto esterno in installazioni sottoponte, sono stati eseguiti tiri da 3.000 a 5.000 ft (1.500 m) a tensioni inferiori a 600 lb.
Un potenziale utilizzo di questo modello è quello di utilizzarlo “al rovescio” per valutare i metodi di posizionamento dei condotti. Tali studi hanno dimostrato l’importanza dello spessore della parete del condotto nei condotti arati e perforati, l’importanza di pre-scavare il terreno durante l’aratura e molto altro ancora. Una volta nota la tensione di trazione per ogni tratto dato, possiamo determinare la curvatura effettiva e poi sperimentare le variabili che possono ridurla.