1. Introdução

Na transmissão e processamento de informações, os cabos de fibra óptica (OFCs) desempenham um papel crucial. São considerados as principais vias de comunicação das telecomunicações e da telemática. Portanto, é de extrema importância que garantam conexões seguras em todos os momentos. Ocasionalmente, porém, a vida útil de um OFC pode ser ameaçada por roedores, por exemplo, quando os OFCs são instalados em dutos de fácil acesso para ratos. Nesses ambientes, os OFCs precisam ser protegidos, pois os ratos têm uma propensão natural a roer e atacar os OFCs quando sua saída é obstruída nesses dutos.

Para um design de cabo otimizado, os fabricantes preferem usar um material que combine propriedades de reforço com proteção contra roedores. Eles também desejam que os cabos de fibra óptica (OFCs) sejam flexíveis, leves e tenham um diâmetro pequeno. Os materiais para reforçar os OFCs dielétricos são predominantemente aramida e, em menor escala, fibra de vidro tipo E. O uso de aramida é muito popular e está aumentando rapidamente devido à sua combinação incomparável de propriedades mecânicas e químicas e às suas boas propriedades de processamento, resultando em OFCs com excelente custo-benefício, ótimo desempenho e confiabilidade a longo prazo. No entanto, a questão de se a fibra de vidro tipo E e a aramida garantem proteção suficiente contra roedores tem sido frequentemente levantada. Foi difícil obter uma resposta clara dos usuários finais de OFCs. As experiências de usuários finais de OFCs na Suíça, por exemplo, mostraram que, em alguns casos, tanto os cabos reforçados com fibra de vidro tipo E quanto com aramida foram tão severamente danificados por ratos que deixaram de funcionar corretamente. Para esclarecer a situação da proteção contra roedores e apoiar os fabricantes de OFCs dielétricos, decidimos, em cooperação com um de nossos clientes suíços, solicitar a um instituto de pesquisa independente, o TNO (uma organização holandesa de pesquisa científica aplicada), que realizasse um estudo em condições práticas para testar a resistência a roedores de vários tipos de OFCs.

2. Experimental

Configuração de teste

Para testar a resistência dos roedores aos OFCs, a TNO utilizou ratos Sprague Dawley alojados em gaiolas especialmente projetadas para este estudo. Essas gaiolas foram divididas em dois compartimentos por meio de uma divisória com um orifício circular que os conectava (ver Fig. 1). Um dos compartimentos era iluminado e o outro, escuro. Durante os testes, a entrada para o compartimento escuro, onde se encontrava a comida dos ratos, era bloqueada pelos OFCs em teste. Como os roedores preferem ambientes escuros, eles passam a maior parte do tempo no lado escuro. Assim, havia dois estímulos para os ratos entrarem no compartimento escuro. Durante todo o período de teste, os ratos tiveram livre acesso à água. Após os ratos se adaptarem às condições das gaiolas, os primeiros testes foram iniciados.

Figura 1: Gaiola de teste dividida em dois compartimentos.

No início dos testes, três ratos foram alojados nos compartimentos iluminados de cada gaiola durante dois dias consecutivos, enquanto o orifício na divisória era bloqueado pelo desenho do OFC em teste (ver Fig. 2). Após esse período, os ratos foram transferidos para outras gaiolas por quatro dias e, posteriormente, retornaram às gaiolas de teste por mais dois dias.

Figura 2: Buraco na divisória bloqueado por OFCs em fase de teste.

Projetos OFC avaliados

Nove designs diferentes de OFC foram avaliados quanto à resistência a roedores. Esses designs fazem parte do grupo que representa a maior parte do mercado de OFC. Os OFCs podem ser divididos em duas categorias:

1. Projetos OFC padrão usando fio de aramida ou fibra de vidro tipo E (com ou sem impregnação) como material de reforço sob a bainha externa de PE (Figs. 3a a 3d).

2. Projetos especiais de OFC para resistir a ataques de roedores, por exemplo, construções de camada dupla ou construções com PA12 ou aço corrugado (Figs. 3e a 3i).

Figura 3a: Seção transversal de um projeto OFC padrão. Figura 3b: Seção transversal de um projeto OFC padrão.

Figura 3c: Seção transversal de um projeto OFC padrão.Figura 3d: Seção transversal de um projeto OFC padrão.

Figura 3e: Secção transversal de um design OFC especial.Figura 3f: Secção transversal de um design OFC especial.

Figura 3g: Secção transversal de um design OFC especial.Figura 3h: Secção transversal de um design OFC especial.

Figura 3i: Secção transversal de um design OFC especial.

3. Resultados e discussão

Após dois períodos de teste de dois dias cada, os danos causados ​​por ataques de roedores foram examinados. Nas Figuras 4a a 4i, você verá duas imagens de cada um dos cabos testados; a imagem superior mostra o cabo OFC menos danificado e a inferior, o mais danificado. Os resultados do exame macroscópico dos cabos mostram claramente diferenças nos danos entre os nove cabos OFC. Mas, como você pode ver nas imagens, todos os cabos OFC – com exceção do cabo de aço corrugado/aramida – estão danificados de tal forma que se pode esperar que as propriedades de transmissão a longo prazo sejam afetadas. Isso também se aplica aos cabos OFC PE/fibra de vidro E impregnada/fita impermeabilizante (Figura 4d) e PE/fios de fibra de vidro E impregnados/PE/aramida (Figura 4h), embora esses cabos apresentem danos menos severos. Na prática, entretanto, lidamos com roedores não domésticos, que podem envolver ataques mais agressivos e persistentes em caso de aprisionamento do roedor. Portanto, com base nos resultados dos testes da TNO, a conclusão deve ser que, entre os modelos testados, apenas o modelo de aço corrugado/aramida é totalmente resistente a roedores.

A resistência a roedores de um cabo de fibra óptica (OFC) também pode ser melhorada com o uso de revestimentos externos feitos de poliamida amorfa ou copolímeros de poliamida com dureza Shore D muito alta. Portanto, sugerimos que os projetistas de cabos melhorem a resistência a roedores de cabos de fibra óptica utilizando aço corrugado (por exemplo, Zetabon) ou revestimentos feitos de poliamida amorfa ou copolímeros de poliamida (por exemplo, Grilamid). O uso de aço corrugado parece ser a opção ideal.

A sugestão de que o diâmetro do cabo afeta a resistência a roedores de uma fibra óptica de alta resistência (OFC) — de modo que, a partir de um determinado diâmetro, possa ocorrer uma influência positiva na resistência a roedores — é interessante e estudos adicionais poderiam ser úteis para os projetistas de cabos.

Figura 4a: Cabo PE/aramida projetado após testes; diâmetro de 13,5 mm.

Figura 4b: Cabo de PE/fibra de vidro tipo E impregnada, projetado após testes; diâmetro de 11,8 mm.

Figura 4c: Cabo PE/E-glass projetado após testes; diâmetro de 9,5 mm.

Figura 4d: Cabo com design baseado em PE/fibra de vidro tipo E impregnada/fita impermeabilizante, após testes; diâmetro de 15,5 mm.

Figura 4e: Cabo PE/fibra de vidro E impregnada/PE/aramida, com projeto baseado em testes; diâmetro de 8,8 mm.

Figura 4f: Cabo PE/aramida/PE/aramida com projeto baseado em testes; diâmetro de 21 mm.

Figura 4g: Projeto de cabo PE/PA12/aramida após teste; diâmetro 8,5 mm.

Figura 4h: Cabo com design baseado em PE/fios de fibra de vidro E impregnados/PE/aramida, após testes; diâmetro de 15,7 mm.

Figura 4i: Projeto de cabo PE/aço corrugado/PE/aramida após teste; diâmetro 14,7 mm.

4. Conclusão

Com base nos resultados dos testes, a TNO concluiu que, entre os cabos OFC testados, apenas o cabo de aço corrugado/aramida apresentou resistência total a roedores. Todos os outros cabos (reforçados com fibra de vidro tipo E, com ou sem impregnação, ou com revestimento de PA12) não resistiram suficientemente aos ataques de roedores. O estudo demonstra claramente que, se a resistência a roedores for um requisito, é preciso dar atenção especial ao projeto do cabo.