CABLE RESISTENTE AL AGUA.

Cable de fibra óptica que comprende una cavidad longitudinal que se extiende a lo largo de la longitud del cable,

por lo menos una fibra óptica alojada dentro de dicha cavidad longitudinal, comprendiendo también dicha cavidad longitudinal un elemento sólido y compacto asociado en su interior, en donde dicho elemento sólido y compacto comprende aproximadamente un 30% en peso o más de un material de polímero soluble en agua que, después de la entrada accidental de agua en el cable, es capaz de formar una solución acuosa con una viscosidad predeterminada tal como para bloquear el flujo de agua a 10 metros del punto de entrada

La presente invención se refiere a un cable, en particular, a un cable de fibra óptica, que es resistente a la penetración radial y a la propagación longitudinal del agua.

La presente invención se refiere también a un procedimiento para mantener una alta resistencia al paso del agua, tanto en estado líquido como en el estado de vapor, dentro de los cables, en particular, cables de 5 fibra óptica.

Los cables y, en particular los cables de fibra óptica, se utilizan en condiciones ambientales que incluyen el contacto con el agua, tanto en forma líquida como en forma de vapor.

La presencia de moléculas de agua dentro de los cables ópticos, y en particular cerca de las fibras ópticas, resulta en la reducción de las capacidades de transmisión de las fibras. 10

Dicha reducción en las capacidades de transmisión de las fibras se debe en particular a la difusión de vapor de agua a través de recubrimientos secundario de tinta y primario en la fibra óptica y la posterior condensación de agua en la interfaz entre el recubrimiento secundario y la tinta y entre el recubrimiento primario y el vidrio. Esta condensación puede conducir a un desprendimiento local entre la tinta y el recubrimiento secundario o entre el vidrio y el recubrimiento primario, dando lugar a tensiones mecánicas irregulares (“micropliegues”), que 15 pueden causar la atenuación de la señal transmitida.

El contacto de las fibras ópticas con el agua líquida puede producirse después de la penetración de agua en un extremo mal cubierto (durante el almacenamiento o la instalación del cable) o como consecuencia de daños accidentales a esta funda.

La presencia de agua, en particular de agua en estado líquido, y la posibilidad de su propagación 20 longitudinal en el interior de los cables también es una posible causa de daños en el aparato al que están conectados los cables. En vista de las observaciones anteriores, por lo tanto, es ventajoso bloquear la propagación de agua y limitar lo máximo posible la longitud del cable que, después del contacto con el agua, tendrá que ser descontaminado.

El contacto de las fibras ópticas dentro de un cable con agua en el estado de vapor se produce 25 cuando el agua penetra a través de las capas que forman el cable óptico, para así poder entrar donde están las fibras ópticas. Hasta valores de humedad relativa bastante altos (típicamente de aproximadamente 75-80%), las fibras ópticas no se ven afectadas adversamente por la presencia de vapor de agua, e incluso pueden permanecer en esas condiciones durante años. Por encima de este límite, la alta humedad en contacto con la superficie de las fibras ópticas puede dar lugar a inconvenientes similares a los causados por el contacto con agua líquida (por 30 ejemplo, delaminación, desprendimiento local entre el vidrio y el recubrimiento y/o desprendimiento entre las diversas capas de recubrimiento, fenómenos de micropliegues), lo cual puede resultar en un aumento de la atenuación. Finalmente, un contacto prolongado de agua (ya sea agua líquida o agua en el estado de vapor) con la superficie de la fibra, como el que se produce después de la delaminación del recubrimiento primario con el vidrio, puede conducir a una reducción en la resistencia mecánica del vidrio de la fibra. 35

Una serie de soluciones para limitar o impedir la entrada de agua en los cables se describen en la técnica anterior.

Por ejemplo, para limitar la penetración de agua líquida en cables de fibra óptica, se conoce la práctica de introducir un material de relleno de bloqueo de fluido, típicamente una grasa o un aceite espeso, en la estructura del cable para establecer una barrera física al paso del agua en el cable. Estos materiales de relleno, 40 como no tienen interacciones físico-químicas particulares con el agua, también se conocen como “materiales de bloqueo inerte”.

Ejemplos de estos materiales de relleno de bloqueo inerte se describen en las patentes EP 811.864, US 5.285.513, US 5.187.763 y EP 541.007.

La introducción de dichos materiales de relleno de bloqueo inerte en la estructura del cable óptico 45 durante su fabricación es a menudo laboriosa, tal como el procesamiento de los extremos (“cabezas”) de estos cables, que deben ser envueltos para evitar cualquier pérdida del material de relleno. Además, durante la instalación y/o el mantenimiento del cable, para poder hacer uniones entre las diferentes piezas del cable, es necesario limpiar el material de relleno de bloqueo de todos los componentes del cable óptico, que pueden provocar daños en las fibras ópticas debido a la acción de los solventes y de la fricción. 50

Otra solución conocida para limitar la entrada de agua en los cables ópticos prevé el uso de materiales que se hinchan en agua, es decir, sustancias capaces de absorber una cierta cantidad de agua, aumentando así su volumen. En contraste con los materiales descritos anteriormente, estos materiales también son conocidos como “materiales de bloqueo activo”.

Típicamente, estos materiales que se hinchan en agua se distribuyen en soportes hechos de 55

material plástico fibroso, por ejemplo cintas o hilos, que se colocan cerca de las estructuras de cable que se desea proteger contra el contacto con el agua.

Por ejemplo, la patente US 4.867.526 describe un cable que comprende una cinta de material no tejido (en particular poliéster) impregnada con una solución de material que absorbe agua, en particular, ácido poliacrílico hecho insoluble mediante reticulación, que es capaz de expandirse al entrar en contacto con el agua. 5

La patente US 5.138.685 describe un cable que comprende una cinta laminada que consiste en dos capas superpuestas de material de polímero no tejido, entre las cuales se coloca un material que se hincha en agua en forma de polvo.

La patente US 5.642.452 describe un cable que comprende un hilo impregnado con material que se hincha en agua, en particular ácido poliacrílico. Este hilo se enrolla alrededor de un elemento central de refuerzo, 10 junto con elementos tubulares que contienen las fibras ópticas que se llenan con un material de bloqueo “inerte” convencional. De acuerdo con la descripción dada en esa patente, esta configuración es capaz de impedir el paso longitudinal de agua en las áreas en forma de estrella creadas por la bobina helicoidal de los elementos tubulares alrededor del elemento central.

La patente US 4.767.184 describe un cable óptico con un núcleo ranurado, en cuyas ranuras se 15 colocan varias tiras de fibras ópticas superpuestas, cada una recubierta con una capa de resina que contiene un material que se hincha en agua o hinchable. En combinación con las tiras de fibra óptica con un recubrimiento que contiene material que se hincha en agua, se puede utilizar un recubrimiento del mismo material aplicado al núcleo ranurado, mientras que en las ranuras en las que no están presentes tiras de fibra óptica es necesario el uso de un polvo hecho de un material que absorbe agua. 20

La patente alemana DE 1.765.647, que se refiere a cables convencionales de telecomunicaciones con conductor de metal, describe un cable de 4 hilos en donde el núcleo del cable y los hilos están solapadas con una lámina de 100 µm de espesor hecha de un alcohol polivinílico de baja saponificación y muy polimerizado.

El solicitante ha observado que si las cintas de fibras que se hinchan en agua se utilizan durante la fabricación del cable, es necesario incluir una operación de envoltura adicional. Además, el problema de liberación 25 de polvos que se hinchan en agua surge a menudo, con el resultado, por una parte, que el efecto de bloqueo del agua es más bajo cuando es necesario y, por otra parte, durante la instalación y el mantenimiento, la estructura del cable debe estar libre de la presencia de estos polvos.

Además, una vez que el efecto de absorción de agua está completo, los materiales conocidos que se hinchan en agua se comportan como materiales inertes de relleno, estableciendo una simple barrera física para el 30 paso del agua. Por lo tanto, es necesario prever una cantidad suficiente de estos materiales en la estructura del cable que se desea proteger. Sin embargo, en ciertas estructuras de cables ópticos, tales como, por ejemplo, en elementos tubulares de plástico que contienen fibras ópticas dispuestas sueltas, la cantidad de material que debe utilizarse... [Seguir leyendo]

1. Cable de fibra óptica que comprende una cavidad longitudinal que se extiende a lo largo de la longitud del cable, por lo menos una fibra óptica alojada dentro de dicha cavidad longitudinal, comprendiendo también dicha cavidad longitudinal un elemento sólido y compacto asociado en su interior, en donde dicho elemento sólido y compacto comprende aproximadamente un 30% en peso o más de un material de polímero soluble en agua que, después de la entrada accidental de agua en el cable, es capaz de formar una solución acuosa con una 5 viscosidad predeterminada tal como para bloquear el flujo de agua a 10 metros del punto de entrada.

2. Cable según la reivindicación 1, en el que el elemento sólido y compacto comprende aproximadamente un 50% o más de dicho material de polímero soluble en agua.

3. Cable según la reivindicación 1, en el que el elemento sólido y compacto comprende más de aproximadamente un 75% en peso del material de polímero soluble en agua. 10

4. Cable según la reivindicación 1, en el que el elemento sólido y compacto es un elemento estructural del cable apto para contener y proteger la al menos una fibra óptica dispuesta dentro de dicha cavidad longitudinal.

5. Cable según la reivindicación 4, en el que el elemento estructural es un elemento tubular y dicha cavidad longitudinal se define por el volumen interno de dicho elemento tubular. 15

6. Cable según la reivindicación 5, en el que el elemento tubular comprende una pared de dos capas en la que la capa interna está hecha de dicho material sólido soluble en agua y la capa externa está hecha de un material de polímero insoluble en agua convencional.

7. Cable según la reivindicación 6, en el que dicho elemento tubular comprende una tercera capa externa hecha de material de polímero sólido soluble en agua. 20

8. Cable según la reivindicación 5, en el que el elemento tubular está hecho a partir de una sola funda de dicho material sólido soluble en agua.

9. Cable según la reivindicación 4, en el que dicho elemento estructural apto para contener la por lo menos una fibra óptica es un núcleo ranurado que comprende al menos una ranura longitudinalmente dispuesta en la superficie externa de dicho núcleo y la cavidad longitudinal está definida por el volumen interno dentro de dicha 25 ranura.

10. Cable según la reivindicación 9, en el que por lo menos las paredes de dicha ranura están hechas de un material de polímero sólido soluble en agua.

11. Cable según la reivindicación 9, en el que el núcleo ranurado está hecho completamente a partir de dicho material de polímero sólido soluble en agua. 30

12. Cable según la reivindicación 1, en el que el elemento sólido y compacto hecho de material de polímero soluble en agua es una cinta.

13. Cable óptico según la reivindicación 1, en el que el material de polímero soluble en agua tiene una solubilidad en agua de al menos 100 g/l.

14. Cable según la reivindicación 1, en el que dicha solución acuosa tiene una viscosidad de al 35 menos 104 cP a 20°C aproximadamente.

15. Cable óptico según la reivindicación 13, en el que dicha solución acuosa contiene una cantidad de material de polímero soluble en agua de entre aproximadamente 100 g/l y aproximadamente 250 g/l.

16. Cable según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que dicho material de polímero soluble en agua es un material que se hincha en agua. 40

17. Cable según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho material soluble en agua se elige de poliacrilamida, alcohol de polivinilo modificado, copolímeros de alcohol vinílico y acetato de vinilo, polivinilpirrolidona, y mezclas de los mismos.

18. Cable según la reivindicación 17, en el que dicho material soluble en agua es un copolímero de alcohol de vinilo y acetato de vinilo que se puede obtener mediante hidrólisis parcial de los grupos acetato de un 45 homopolímero de acetato de polivinilo.

19. Cable según la reivindicación 18, en el que el grado de hidrólisis de los grupos acetato del homopolímero de acetato de polivinilo es entre un 50% y un 95%.

20. Cable según la reivindicación 18, caracterizado por el hecho de que dicho copolímero de

alcohol vinílico y acetato de vinilo tiene un índice de viscosidad mayor de 5 aproximadamente.

21. Cable según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que dicho material de polímero soluble en agua tiene una carga de rotura superior a 15 MPa aproximadamente y un módulo de elasticidad mayor de 200 MPa aproximadamente.

22. Cable óptico según la reivindicación 1, en el que la relación entre la sección transversal de 5 dicha cavidad y el perímetro de dicho elemento soluble en agua en contacto con dicha cavidad es menor de 0,5 mm.

23. Cable según la reivindicación 22 en el que, cuando el polímero soluble en agua forma una solución acuosa que tiene una viscosidad de al menos 104 cP aproximadamente cuando entra en contacto con el agua, dicha relación es menor de 0,4 mm aproximadamente.

24. Cable según la reivindicación 1, en el que la sección transversal del elemento sólido hecho de 10 material soluble en agua no es menor a un 10% de la sección transversal libre de la cavidad con la que está asociado dicho elemento.

25. Cable según la reivindicación 1, en el que la sección transversal del elemento sólido hecho de material soluble en agua no es inferior a un 20% aproximadamente de la sección transversal libre de la cavidad con la que está asociado dicho elemento. 15

26. Cable según la reivindicación 1, en el que la sección transversal del elemento sólido hecho de material soluble en agua no es inferior a un 40% aproximadamente de la sección transversal libre de la cavidad con la que está asociado dicho elemento.