BR0210111B1

BR0210111B1 - Cabo óptico, e, método para a proteção de um núcleo óptico

Info

Publication number: BR0210111B1
Application number: BRPI0210111-4A
Authority: BR
Inventors: Alessandro Ginocchio; Agusti Valls Prats; Enrico Consonni
Priority date: 2001-06-04
Filing date: 2002-05-28
Publication date: 2014-01-07
Also published as: US20040252954A1; BR0210111A; EP1393112B1; JP2004528604A; ES2311610T3; ATE403173T1; CA2449023C; US7302143B2; EP1393112A1; DE60227944D1; CA2449023A1; WO2002099491A1

Description

“CABO ÓPTICO, E, MÉTODO PARA A PROTEÇÃO DE UM NÚCLEO ÓPTICO” A presente invenção diz respeito a um cabo óptico para telecomunicações e/ou para transmissão de dados que é particularmente adequado para instalações do tipo terrestre.

Em particular, a presente invenção diz respeito a um cabo óptico compreendendo pelo menos um elemento para a transmissão de sinais ópticos e uma estrutura protetora de camadas múltiplas disposta em uma posição radialmente externa ao dito pelo menos um elemento, a dita estrutura protetora dotando o dito cabo de resistência mecânica alta, principalmente com respeito às tensões laterais como, por exemplo, impacto e/ou compressão.

Na presente descrição, e nas reivindicações que seguem, o termo "elemento para a transmissão de sinais ópticos" significa qualquer elemento de transmissão compreendendo pelo menos uma fibra óptica. Portanto este termo identifica tanto uma fibra óptica simples, quanto uma pluralidade de fibras ópticas, possivelmente combinadas para formar um fardo de fibras ópticas ou dispostas em paralelo uma a outra e cobertas com a mesma cobertura para formar uma fita (tira) de fibras ópticas.

Além disso, este termo é também intencionado a incluir configurações que são mais complexas que uma fibra óptica simples ou uma pluralidade de fibras ópticas. Portanto, o dito termo inclui uma ou mais fibras ópticas dispostas dentro de uma estrutura de contenção, por exemplo, um elemento tubular, uma blindagem, uma microblindagem ou um núcleo sulcado. Preferivelmente, o dito elemento tubular, blindagem ou microblindagem é feito de um material polimérico. Além disso, o dito elemento tubular, blindagem ou microblindagem pode ser contido dentro dos sulcos contidos pelo dito núcleo sulcado.

De acordo com a terminologia atual, uma ou mais das ditas estruturas de contensão, incluindo uma ou mais fibras ópticas, são convencionalmente indicadas usando o termo "núcleo óptico". Por exemplo, um núcleo óptico pode ser formado por uma pluralidade de elementos tubulares feitos de material polimérico, filamentados juntos ao redor de um elemento de reforço central. Opcionalmente, o dito núcleo óptico pode incluir, além disso, tecidos e/ou fitas, por exemplo, tecidos e/ou fitas intumescíveis em água, que podem ser usados para produzir o filamento supracitado.

Na presente descrição, e nas reivindicações que seguem, o termo "cabo óptico" significa um cabo de fibra óptica, i.e. um cabo fornecido com pelo menos um elemento para a transmissão de sinais ópticos.

Com referência particular às aplicações do tipo terrestre, durante a etapa de colocação e/ou a etapa de transporte de um cabo óptico, o último pode ser submetido a impactos acidentais e/ou compressões, devido, por exemplo, à queda de fragmentos grandes do material escavado ou de ferramentas usadas durante a instalação do cabo, sobre o cabo disposto na trincheira para a colocação do cabo.

Esta queda acidental não só pode causar uma ação de impacto violenta e substancialmente instantânea no cabo, mas também uma ação compressiva constante durante um tempo mais longo, até o material escavado e/ou o equipamento de escavação que está inadvertidamente apoiando ou caído sobre a superfície do cabo é removido, portanto, exercendo uma ação compressiva contínua.

Conseqüentemente, para preservar sua integridade estrutural, um cabo óptico é em geral fornecido com pelo menos uma cobertura protetora que é capaz de dotar o dito cabo de resistência mecânica adequada.

Na realidade deve ser enfatizado que, na ausência de medidas adequadas para proteção, quaisquer ações mecânicas de impacto e/ou de compressão (esmagamento), até mesmo de magnitude moderada, agindo sobre o núcleo de um cabo óptico, podem ser transmitidas diretamente às fibras ópticas individuais contidas dentro do dito núcleo, causando um aumento em primeiro lugar na atenuação do sinal óptico transmitido através das ditas fibras e depois, se o fenômeno persistir, rompimento das ditas fibras.

Na realidade, as fibras ópticas, em si ou até mesmo dispostas dentro de uma estrutura de contensão como acima, têm resistência mecânica limitada e são particularmente sensíveis às ações mecânicas que extemamente agem sobre elas, ainda que de baixa intensidade.

Deformações mínimas das ditas fibras como também das estruturas de contensão destas, especialmente no caso quando as estruturas deformadas entrarem em contato com as fibras, levam à deformação das fibras em si com conseqüente degradação de suas características de transmissão. O fenômeno de microdeformação da estrutura de uma fibra que leva à atenuação do sinal que é transmitido pela fibra é comumente indicado pelo termo "micro flexão".

Para o propósito de dotar um cabo óptico de uma resistência mecânica predeterminada adequada para resistir às forças externas, como impacto e/ou compressão, é conhecido na técnica o uso de couraças, em geral metálicas, que são dispostas em uma posição radialmente externa ao núcleo óptico para o proteger.

Em geral, as ditas couraças são fornecidas aplicando uma tira metálica, preferivelmente corrugada, formada longitudinalmente ao redor do cabo ou tecendo uma pluralidade de fios de metal enrolados em uma configuração helicoidal. Neste respeito, ver, por exemplo, o documento US- 4.491.386. A provisão de um cabo óptico com uma camada de amortecimento feita de um material suficientemente macio, por exemplo, um material de plástico de espuma, para proteger as fibras ópticas do dito cabo, é também conhecido na técnica anterior. A dita camada de amortecimento pode ser combinada com vários elementos constitutivos do cabo. Por exemplo, ela pode ser disposta dentro do núcleo óptico para cercar cada elemento tubular individual contendo as fibras ópticas ou para formar o próprio elemento tubular, ou ela pode ser disposta extemamente ao dito núcleo óptico, por exemplo, em uma posição diretamente abaixo da blindagem polimérica externa do cabo.

Por exemplo, o documento GB-1.451.232 visa o uso de uma camada de material compressível que é capaz de reduzir a deformação das fibras se o cabo óptico for submetido ao tensionamento como submeter uma ou mais fibras a forças de tração longitudinais. Na presença de um tal estado sob tensão, uma ou mais fibras ópticas movem-se transversalmente ao cabo.

Porém, uma vez que as ditas fibras entram em contato com a dita camada de amortecimento compressível e a comprime para dentro, penetrando-na parcialmente, a deformação das fibras é consideravelmente reduzida.

Um outro exemplo de uma camada de amortecimento feita de material macio, por exemplo, de material de plástico de espuma com um módulo elástico preferivelmente abaixo de 100 MPa, é descrito no documento DE-3.107.024. Esta camada é usada para proteger as fibras ópticas contra as forças que agem lateralmente sobre o cabo óptico.

Outros tipos de modalidades que envolvem o uso de camadas de amortecimento do tipo acima são descritos, por exemplo, nos documentos GB-2.159.291 e GB 2.184.863.

Uma outra solução que busca aumentar as propriedades mecânicas de um cabo óptico, em particular a resistência ao impacto e resistência compressiva, é descrita no documento US-4.770.489.

Trata-se o dito documento de um cabo óptico tendo resistência à tração melhorada e uma faixa mais ampla de temperaturas de operação devido à presença de pelo menos um membro de tensão rígido, feito de material de plástico reforçado com fibra, possuindo um módulo de Young alto e coeficiente baixo de expansão térmica, sendo possível produzir o dito elemento na forma de uma cobertura, ou na forma de um ou mais filetes que se estendem longitudinalmente ao cabo e estão incorporados dentro deste. O dito documento mostra que, para o propósito de dotar o cabo óptico com resistência ao impacto e resistência compressiva altas, como também para permitir uma tensão de instalação alta sem reduzir as capacidades de transmissão do cabo em si, este deve ser fornecido com pelo menos um membro de tensão rígido como acima e com uma blindagem externa de material de plástico reforçado, por exemplo, reforçado com fibras como fibras de vidro, Kevlar®, fibras de grafita embutidas em uma matriz de resina de epóxi.

De acordo com algumas modalidades que são descritas, documento US-4.770.489 visa, além disso, que o cabo óptico pode ser fornecido com uma camada de amortecimento que é capaz de aumentar as características de flexão e curvatura do dito cabo. Preferivelmente, a dita camada de amortecimento é feita de um material fibroso como Kevlar® ou um fio de polipropileno. Se preciso for, a dita camada pode ser feita de um material expandido, por exemplo polietileno. O documento WO 00/05730, no nome do mesmo Requerente, diz respeito a um cabo óptico / elétrico híbrido adequado para instalação ao longo de linhas suspensas para telecomunicações e para distribuição de energia elétrica, especialmente em voltagem média. O dito cabo compreende um cabo elétrico de três fases com condutores separados que é enrolado ao redor de uma corda transportadora incluindo um núcleo óptico encerrado em uma estrutura tubular que é resistente à compressão transversal.

Em geral, a dita estrutura tubular consiste em uma blindagem de metal (que também pode ser resistente à corrosão, por exemplo, alumínio ou aço inoxidável) ou de material polimérico de módulo alto (por exemplo, polipropileno, polipropileno modificado, tereftalato de polibutileno (PBT), poliéter-imidas, poliéter-sulfonas).

Além disso, a dita estrutura tubular pode consistir em um material polimérico de espuma do tipo descrito no pedido de patente WO 98/52197, no nome do mesmo Requerente, capaz de dissipar a energia que deriva das forças compressivas transversais que podem surgir durante a produção, instalação e/ou operação do cabo e, como mencionado acima, que podem danificar as fibras ópticas com a atenuação conseqüente do sinal óptico sendo transmitido.

As ditas forças compressivas ou podem ser causadas pelos condutores de fase isolados que, sob a ação de uma força de tração alta, comprimem a corda transportadora e conseqüentemente as fibras ópticas nela contidas, ou pela estrutura de suporte do cabo que, quando colocada sob tensão, tende a reduzir seu próprio diâmetro e conseqüentemente o espaço interno que acomoda as ditas fibras.

De acordo com uma modalidade particular descrita no documento supracitado WO 00/05730, o dito cabo híbrido inclui um núcleo óptico fornecido com um membro de reforço ao redor do qual uma pluralidade de elementos tubulares é disposta para conter as fibras ópticas embutidas em um enchedor amortecedor.

De acordo com a dita modalidade, os elementos tubulares são presos na posição em volta do dito membro de reforço, se necessário filamentados juntos de acordo com uma configuração helicoidal preferida, por meio de uma ou mais fitas que, além de executar a ligação do dito núcleo, podem também exercer funções mecânicas e/ou térmicas.

Levando em conta as soluções conhecidas na técnica anterior, o Requerente percebeu a necessidade de fornecer um cabo óptico, particularmente adequado para aplicações do tipo terrestre, dotado com propriedades mecânicas altas em termos de resistência ao impacto e resistência compressiva e que, ao mesmo tempo, é capaz de garantir alto desempenho tanto em termos de leveza quanto de flexibilidade.

Na realidade, o Requerente observou que as soluções da técnica anterior apresentam várias desvantagens.

Por exemplo, um cabo que é fornecido com uma couraça metálica tem um aumento considerável no peso que não só afeta a etapa de instalação do dito cabo mas também a etapa de transporte do cabo com um aumento inevitável nos custos.

Além disso, um cabo fornecido com a couraça supracitada tem rigidez flexionai alta que, combinado com o dito aumento no peso, significativamente limita o comprimento do cabo a ser instalado, especialmente no caso de instalações no chão, dentro de canais existentes.

Por fim, há inconvenientes bastante consideráveis no fornecimento de uma couraça metálica na estrutura de um cabo. Por exemplo, no caso de cabos enterrados, a presença de elementos metálicos requer aterramento do cabo por motivo de segurança e sua proteção por meio de uma corda protetora adequada para preservar o cabo de agir como um elemento de sacrifício. Portanto, isto significa que tanto o método de produção quanto o método de instalação do cabo são complexos e, como uma conseqüência, ambos onerosos em termos econômicos e em termos de tempo. A solução descrita no documento US-4.770.489 é particularmente complexa uma vez que ela visa o posicionamento de vários membros de tensão rígidos a ser dispostos dentro da estrutura de um cabo.

Além disso, aquela solução leva a um aumento significativo no peso como também na rigidez flexionai do dito cabo.

Com respeito às soluções conhecidas na técnica que visa o uso de uma camada de amortecimento para proteger as fibras ópticas contidas por um cabo óptico, foi verificado que, devido à suavidade do material usado, a dita camada não é capaz de garantir proteção suficiente quando impactos e/ou compressões de uma magnitude alta, como aqueles causados por exemplo pela queda de escombros de escavação colocados à borda da trincheira de colocação, acidentalmente colidem um cabo disposto no fundo da dita trincheira. O Requerente, a partir da modalidade particular descrita no documento WO 98/52197, acima mencionado, verificou que é possível otimizar a resistência ao impacto de um elemento para a transmissão de sinais ópticos disposto em uma posição radialmente interna a uma camada de cobertura de material polimérico de espuma.

Em particular, o Requerente percebeu que, para o propósito de obter um cabo óptico que é resistente a impactos e a forças compressivas, como também sendo vantajosamente leve e flexível, em uma posição radialmente externa ao núcleo óptico do dito cabo, é necessário fornecer uma estrutura protetora compreendendo pelo menos uma camada de cobertura do material polimérico de espuma interposto entre pelo menos um par de camadas de cobertura de material polimérico.

Em mais detalhes, o Requerente verificou que a camada de cobertura de material polimérico de espuma da dita estrutura protetora prova ser particularmente eficaz, desse modo eficazmente exercendo a função de absorver a energia produzida por um impacto acidental e/ou de suportar uma determinada força de compressão que age sobre o cabo, quando a dita camada de material polimérico de espuma é suportada por um elemento estrutural suficientemente rígido possuído pelo dito cabo.

Em outras palavras, o Requerente verificou que a dita camada de cobertura de material polimérico de espuma executa as funções supracitadas na melhor de suas capacidades quando, em uma posição radialmente interna à dita camada, e em uma condição de contato mútuo com esta, uma camada de cobertura protetora é fornecida que é suficientemente rígida e capaz de suportar mecanicamente a dita camada de material expandido.

Portanto, de acordo com um primeiro aspecto, a presente invenção diz respeito a um cabo óptico compreendendo: • pelo menos um elemento para a transmissão de sinais ópticos, e • uma estrutura para proteger o dito pelo menos um elemento, a dita estrutura sendo disposta em uma posição radialmente externa ao dito pelo menos um elemento, em que a dita estrutura é uma estrutura de camadas múltiplas compreendendo: • pelo menos uma primeira camada de cobertura de material polimérico em uma posição radialmente externa ao dito pelo menos um elemento; • pelo menos uma camada de cobertura de material polimérico de espuma em uma posição radialmente externa à dita pelo menos uma primeira camada de cobertura, e • pelo menos uma segunda camada de cobertura de material polimérico em uma posição radialmente externa à dita pelo menos uma camada de cobertura de material polimérico de espuma, o dito material polimérico de espuma tendo uma massa Λ específica entre 0,3 e 0,7 kg/dm e um módulo de tração a 20°C entre 300 e 700 MPa.

Preferivelmente, a camada de cobertura de material polimérico de espuma está em uma condição de contato mútuo com a dita pelo menos uma primeira camada de cobertura para melhor executar sua função de absorver a energia que deriva de uma ação de impacto e/ou de compressão de uma força externa que age sobre o dito cabo.

Em uma modalidade preferida, a presente invenção diz respeito a um cabo óptico compreendendo: • um núcleo óptico fornecido com pelo menos uma fibra óptica; • pelo menos uma primeira camada de cobertura de material polimérico em uma posição radialmente externa ao dito núcleo óptico; • pelo menos uma camada de cobertura de material polimérico de espuma em uma posição radialmente externa à dita pelo menos uma primeira camada de cobertura, e • pelo menos uma segunda camada de cobertura de material polimérico em uma posição radialmente externa à dita pelo menos uma camada de cobertura de material polimérico de espuma, o dito material polimérico de espuma tendo uma massa Λ específica entre 0,3 e 0,7 kg/dm e um módulo de tração a 20°C entre 300 e 700 MPa.

De acordo com a dita modalidade, preferivelmente a camada de cobertura de material polimérico de espuma está em uma condição de contato mútuo com a dita pelo menos uma primeira camada de cobertura.

Preferivelmente, a camada de cobertura de material polimérico de espuma está em uma condição de contato mútuo com a dita pelo menos uma segunda camada de cobertura.

Preferivelmente, o cabo óptico de acordo com a presente invenção, em uma posição radialmente externa ao núcleo óptico possuído pelo dito cabo, tem pelo menos uma camada de reforço que é resistente à tensão, por exemplo do tipo aramídica, que é capaz de dotar o dito cabo de resistência à tração adequada.

Além disso, o Requerente verificou que é possível alcançar alta resistência ao impacto e/ou resistência compressiva fornecendo uma estrutura protetora de camadas múltiplas compreendendo pelo menos uma camada de cobertura intermediária interposta entre o pelo menos um par de camadas de cobertura adicionais, respectivamente uma camada radialmente interna e uma camada radialmente externa à dita camada intermediária, a última possuindo um módulo de tração mais baixo que aquele possuído pelo dito par de camadas adicionais.

Portanto, em um segundo aspecto, a presente invenção diz respeito a uma estrutura protetora de camadas múltiplas para a proteção de pelo menos um elemento para a transmissão de sinais ópticos, a dita estrutura de camadas múltiplas, disposta em uma posição radialmente externa ao dito pelo menos um elemento, compreendendo: • pelo menos uma primeira camada de cobertura de material polimérico em uma posição radialmente externa ao dito pelo menos um elemento; • pelo menos uma camada de cobertura de material polimérico de espuma em uma posição radialmente externa à dita pelo menos uma primeira camada de cobertura, e • pelo menos uma segunda camada de cobertura de material polimérico em uma posição radialmente externa à dita pelo menos uma camada de cobertura de material polimérico de espuma, o dito material polimérico de espuma tendo um módulo de tração mais baixo que o módulo de tração da dita pelo menos uma primeira camada de cobertura e pelo menos uma segunda camada de cobertura.

Preferivelmente, o dito material polimérico de espuma tem uma massa específica entre 0,3 e 0,7 kg/dm3 e um módulo de tração a 20°C entre 300 e 700 MPa.

Em um terceiro aspecto, a presente invenção diz respeito a um método de mecanicamente proteger pelo menos um elemento para a transmissão de sinais ópticos possuído por um cabo óptico, o dito método compreendendo a etapa de dispor uma estrutura de camadas múltiplas em uma posição radialmente externa ao dito pelo menos um elemento, a dita estrutura de camadas múltiplas compreendendo pelo menos uma camada de cobertura de material polimérico de espuma interposta entre pelo menos um par de camadas de cobertura de material polimérico, o dito material polimérico de espuma tendo um módulo de tração mais baixo que o módulo de tração do dito pelo menos um par de camadas de cobertura.

Preferivelmente, o dito material polimérico de espuma tem uma massa específica entre 0,3 e 0,7 kg/dm3 e um módulo de tração a 20°C entre 300 e 700 MPa. A dita descrição, dada abaixo, refere-se aos desenhos em anexo, fornecidos puramente para explanação e sem qualquer intenção limitativa em que: - Fig. 1 mostra, na seção transversal direita, uma primeira modalidade do cabo óptico de acordo com a invenção; - Fig. 2 e 3 mostram, na seção transversal direita, duas modalidades diferentes de um núcleo óptico; - Fig. 4 e 5 mostram, na seção transversal direita, duas modalidades diferentes do cabo óptico de acordo com a invenção.

Para simplicidade da descrição, nos desenhos em anexo, os mesmos sinais de referência correspondem a componentes similares ou idênticos.

Um cabo óptico 10 para telecomunicações e/ou para transmissão de dados de acordo com a presente invenção é mostrado na seção transversal direita na Fig. 1.

De acordo com a modalidade mostrada, dito cabo óptico 10 compreende, na posição radialmente mais interna, um elemento de reforço central 11 ao redor do qual um ou mais elementos tubulares 12 são fornecidos, dentro dos quais pela menos uma fibra óptica 13 é alojada.

Preferivelmente, os ditos elementos tubulares 12 são feitos de polietileno (PE), polipropileno (PP) ou tereftalato de polibutileno (PBT).

Preferivelmente, o dito elemento de reforço central 11 é feito de um material dielétrico como plástico reforçado com fibra de vidro, fios aramídicos (por exemplo Kevlar®) combinados com uma resina, ou fios de reforço embutidos em geral em uma matriz usual termoplástica ou material polimérico reticulado.

Em geral, dentro dos ditos elementos tubulares 12, as ditas fibras ópticas 13 são imersas em um enchedor amortecedor 14 (um material semelhante à geléia) que executam a função de bloquear qualquer propagação longitudinal de água seguindo dano acidental do cabo. O material usado como o enchedor amortecedor usualmente é uma composição baseada em um óleo do tipo silicone, óleo mineral (naftênico ou parafínico) ou óleo sintético ao qual um agente de índice de viscosidade é adicionado, por exemplo um polímero elastomérico tendo uma temperatura de transição vítrea baixa (por exemplo poliisobutileno), e, se necessário, um espessante ou um agente para fazê-lo tixotrópico (por exemplo sílica pirogênica), como também um antioxidante. É preferível usar os agentes de proteção com base em hidrocarbonetos ou que são em qualquer caso compatíveis com os materiais poliolefínicos formando os elementos tubulares, onde os ditos materiais são usados.

Se preciso for, o enchedor amortecedor pode também executar a função de absorvente de hidrogênio. Neste caso, um enchedor é nele disperso, por exemplo carbono revestido com paládio que é capaz de absorver hidrogênio.

Na modalidade mostrada na Fig. 1, o conjunto compreendendo um elemento tubular 12, no qual uma ou mais fibras ópticas 13 estão contidas, forma um elemento 20 para a transmissão de sinais ópticos como acima definido.

Fig. 1 mostra seis elementos 20 para a transmissão de sinais ópticos distribuídos ao redor do dito elemento de reforço central 11 e mantidos na posição mediante conexão e feixe 15 para contensão.

Vantajosamente, o dito feixe 15 consiste em uma ou mais voltas de fitas tipicamente com base em poliésteres que exercem tanto funções mecânicas quanto funções de isolamento térmico.

Preferivelmente, as ditas fitas são também do tipo intumescíveis em água, i.e, elas são capazes de intumescer quando entrarem em contato com a água para obstruir o fluxo longitudinal de água dentro do cabo.

Opcionalmente, uma tela metálica, por exemplo de alumínio, é disposta em uma posição radialmente externa ao dito feixe 15. Em geral, a dita tela é usada como uma barreira para a propagação de umidade na direção radial e em geral tem uma espessura dentre 0,15 e 0,2 mm.

Como uma alternativa ao uso de fitas de barreira intumescível em água, de uma maneira similar àquela descrita para encher os elementos tubulares contendo as fibras ópticas, os elementos tubulares 12 supracitados podem também ser imersos em um enchedor amortecedor adequado 16.

Preferivelmente, os ditos elementos tubulares 12 são filamentados juntos ao redor do dito elemento de reforço central 11 de acordo com uma configuração helicoidal com um passo predeterminado, ou continuamente ou, preferivelmente, alternado (do tipo de S-Z).

De acordo com a modalidade mostrada na Fig. 1, o conjunto compreendendo os ditos elementos 20 para a transmissão de sinais ópticos dispostos ao redor do dito elemento de reforço central 11 e mantidos no lugar pelo dito feixe de contensão 15 forma o assim chamado núcleo óptico 21 do cabo óptico 10 como acima definido.

Um outro tipo de núcleo óptico 2Γ é, por exemplo, mostrado na Fig. 2 e compreende um elemento de reforço central 11, na posição radialmente mais interna, ao redor de um corpo rígido 22, fornecido com uma pluralidade de sulcos 23, é extrusado.

Os ditos sulcos 23 são feitos em porções radialmente externas do dito corpo rígido 22 e se estendem longitudinalmente, ao longo da superfície externa do dito corpo, de acordo com uma configuração helicoidal contínua ou com uma configuração do tipo de S-Z. O sitos sulcos 23 são enchidos com um material amortecedor 14 do tipo acima descrito e são intencionados acomodar pelo menos uma fibra óptica 13.

Em uma posição radialmente externa ao dito corpo rígido 22, o núcleo sulcado 21' tem, além disso, um feixe de contensão 15 do tipo acima descrito com referência à Fig. 1. A Fig. 3 mostra, na seção transversal direita, um outro tipo de núcleo óptico 21" compreendendo um elemento tubular simples 12 contendo pelo menos uma fibra óptica 13, preferivelmente disposta livremente imersa em um material amortecedor 14 do tipo acima descrito.

Com referência à modalidade mostrada na Fig. 1, o cabo óptico 10 de acordo com a presente invenção compreende uma estrutura protetora de camadas múltiplas 30 disposta em uma posição radialmente externa ao dito núcleo óptico 21.

Em mais detalhes, movendo-se radialmente do interior para o exterior, a dita estrutura protetora de camadas múltiplas 30 compreende: uma primeira camada de cobertura 31 de material polimérico, uma camada de cobertura 32 de material polimérico de espuma e uma segunda camada de cobertura 33 de material polimérico.

No seguinte presente descrição e nas reivindicações que seguem, o termo "material polimérico de espuma" significa um material polimérico com uma porcentagem predeterminada de espaço "livre" dentro do material, i.e. espaço não ocupado pelo material polimérico, mas por gás ou ar.

Em geral, esta porcentagem de espaço livre em um material polimérico de espuma é expressada pelo assim chamado "grau de expansão" (G), definido como segue: G = (d0/de - 1) * 100 (1) onde d0 denota que a massa específica do polímero não- expandido e de denota a massa específica aparente medida no polímero expandido (a massa específica final).

De acordo com a presente invenção, o material polimérico expansível pode ser selecionado do grupo compreendendo: poliolefinas, copolímeros de várias olefinas, copolímeros de olefinas com ésteres insaturados, poliésteres, policarbonatos, polissulfonas, resinas fenólicas, resinas de uréia e misturas destes. Exemplos de polímeros preferidos são: polietileno (PE), especialmente PE de baixa massa específica (LDPE), PE de massa específica média (MDPE), PE de alta massa específica (HDPE) e PE linear de baixo massa específica (LLDPE); polipropileno (PP); copolímeros de etileno-propileno elastoméricos (EPR) ou terpolímeros de etileno- propileno-dieno (EPDM); borracha natural; borracha de butila; copolímeros de etileno/éster vinílico, por exemplo etileno/acetato de vinila (EVA); copolímeros de etileno/acrilato, especialmente etileno/metilacrilato (EMA), etileno/etilacrilato (EEA), etileno/butilacrilato (EBA); copolímeros termoplásticos de etileno/a-olefina; poliestireno; resinas de acrilonitrila- butadieno-estireno (ABS); polímeros halogenados, especialmente cloreto de polivinila (PVC); poliuretano (PUR); poliamidas; poliésteres aromáticos, como polietilenotereftalato (PET) ou polibutilenotereftalato (PBT); e copolímeros ou misturas mecânicas destes.

Preferivelmente, o material polimérico é um polímero poliolefínico ou copolímero baseado em etileno e/ou propileno, e em particular é selecionado de: (a) copolímero de etileno com um éster etilenicamente insaturado, por exemplo acetato de vinila ou acetato de butila em que a quantidade de éster insaturado é em geral entre 5 e 80 % em peso, preferivelmente entre 10 e 50 % em peso; (b) copolímero elastomérico de etileno com pelo menos uma α-olefina C3-C12, e opcionalmente um dieno, preferivelmente copolímeros de etileno-propileno (EPR) ou de etileno-propileno-dieno (EPDM), preferivelmente tendo a composição a seguir: 35-90 % em mol de etileno, 10- 65 % em mol de a-olefina, 0-10 % em mol de dieno (por exemplo 1,4- hexadieno ou 5-etilideno-2-norbomeno); (c) copolímeros de etileno com pelo menos uma α-olefina C4- C12, preferivelmente 1-hexeno, 1-octeno e outros, e opcionalmente um dieno, em geral tendo uma massa específica entre 0,86 e 0,90 g/cm e a composição a seguir: 75-97 % em mol de etileno, 3-25 % em mol de a-olefina, 0-5 % em mol de um dieno; (d) polipropileno modificado com copolímeros de etileno/a- olefina C3-C12 onde a razão de peso entre polipropileno e o copolímero de etileno/a-olefina C3-Ci2 é entre 90/10 e 30/70, preferivelmente entre 50/50 e 30/70.

Por exemplo, a classe (a) inclui os produtos comerciais Elvax® (DuPont), Levapren® (Bayer), Lotryl® (Elf-Atochem); a classe (b) inclui os produtos Dutral® (Enichem) ou Nordel® (Dow-DuPont); a classe (c) inclui os produtos Engage® (Dow-DuPont) ou Exact® (Exxon), enquanto que o polipropileno modificado com copolímero de etileno/a-olefina está comercialmente disponível com os nomes comerciais Moplen® ou Hifax° (Basell), ou Fina-Por® (Fina), e outros.

Particularmente preferidos, na classe (d), são os elastômeros termoplásticos compreendendo uma matriz contínua de um polímero termoplástico, por exemplo polipropileno, e partículas pequenas (em geral tendo um diâmetro da ordem de 1-10 pm) de um polímero elastomérico vulcanizado, por exemplo EPR ou EPDM reticulado, disperso na matriz termoplástica. O polímero elastomérico pode ser incorporado na matriz termoplástica no estado não-vulcanizado e pode depois ser dinamicamente reticulado durante o processo adicionando uma quantidade adequada de um agente de reticulação. Altemativamente, o polímero elastomérico pode ser separadamente vulcanizado e pode ser depois dispersado na matriz termoplástica na forma de partículas pequenas. Os elastômeros termoplásticos deste tipo são descritos, por exemplo, nos documentos US-4.104.210 ou EP- 324+430.

Entre os materiais poliméricos, um polipropileno de resistência à fundição alta, como descrito por exemplo na patente US-4.916.198, comercialmente disponível sob a marca registrada Profax® (Basell), tomou-se particularmente preferido. O dito documento descreve um processo para a produção do dito polipropileno em uma etapa de irradiação de um polipropileno linear realizada usando radiação de ionização de energia alta durante um período de tempo suficiente para assegurar a formação de uma quantidade grande de ramificações longas da cadeia, esta etapa sendo seguida por um tratamento adequado do material irradiado para desativar os radicais livres presentes no material irradiado.

Ainda mais preferivelmente, particularmente favorecido entre os materiais poliméricos é uma composição polimérica compreendendo o polipropileno supracitado com índice de ramificação alto, em geral em uma quantidade entre 30 e 70 % em peso, misturado com um elastômero termoplástico do tipo pertencente à classe (d) como acima, em uma quantidade em geral entre 30 e 70 % em peso, as ditas porcentagens sendo expressas relativo ao peso total da composição de polímero.

De acordo com a presente invenção, o grau de expansão do material polimérico da dita camada de cobertura 32 de material polimérico de espuma pode variar de 20 % a 250 %, e preferivelmente de 50 % a 150 %. O material polimérico de espuma da camada de cobertura 32 da dita estrutura protetora de camadas múltiplas 30 de acordo com a presente invenção para garantir resultados ótimos em termos de impacto e/ou resistência compressiva, deve possuir uma massa específica (i.e. a massa específica final de da fórmula (1) acima) entre 0,3 e 0,7 kg/dm, preferivelmente entre 0,4 e 0,6 kg/dm .

Além disso, preferivelmente, o dito material polimérico de espuma de camada de cobertura 32 tem um módulo de tração a 20°C entre 300 e 700 MPa, preferivelmente entre 400 e 600 MPa. O material polimérico expansível de partida, selecionado do grupo conforme dado acima, tem uma massa específica (i.e. a massa específica do da fórmula (1) como acima) entre 0,85 e 1,10 kg/dm .

Além disso, o dito material polimérico expansível de partida tem um módulo de tração a 20°C entre 700 e 1100 MPa.

Em geral, a camada de cobertura 32 feita de material polimérico de espuma tem uma espessura entre 0,5 e 3,0 mm, preferivelmente entre 1,0 e 2,5 mm.

Em geral, a primeira camada de cobertura 31 supracitada e a segunda camada de cobertura 33 da dita estrutura protetora de camadas múltiplas 30 de acordo com a invenção é feita do mesmo material polimérico.

Preferivelmente o dito material polimérico é selecionado do grupo compreendendo: polietileno de baixa massa específica (LDPE) (d = 0,910-0,925 g/cm3); polietileno de massa específica média (MDPE) (d = 0,926-0,940 g/cm3); polietileno de alta massa específica (HDPE) (d = 0,941- 0,965 g/cm); copolímeros de etileno com a-olefinas; polipropileno (PP); borrachas de etileno/a-olefina, em particular borrachas de etileno/propileno (EPR), borrachas de etileno/propileno/dieno (EPDM); borracha natural; borrachas de butila; e misturas destes.

Os copolímeros obteníveis mediante copolimerização de etileno com pelo menos uma cc-olefina tendo de 3 a 12 átomos de carbono, e possivelmente com um dieno, na presença de um catalisador de "sítio simples", em particular um catalisador de metaloceno ou um Catalisador de Geometria Comprimida, é particularmente preferido.

Outros componentes convencionais, como antioxidantes, co- adjuvantes de processamento, lubrificantes, pigmentos, outros enchedores, e outros, podem ser acrescentados ao material polimérico supracitado. Os antioxidantes convencionais adequados para o propósito são, por exemplo: trimetildiidroquinolina polimerizada, 4,4'-tiobis(3-metil-6-terc-butil)fenol; pentaeritril-tetra[3-(3,5-diterc-butil-4-hidroxifenil)propionato, 2,2'- tiodietileno-bis[3-(3,5)-diterc-butil-4-hidroxifenil)propionato] e outros, ou misturas destes.

Em uma modalidade particular, as ditas primeira camada de cobertura 31 e segunda camada de cobertura 33 da dita estrutura protetora de camadas múltiplas 30 de acordo com a invenção são feitas de materiais dissimilares.

Por exemplo, em campos particulares de aplicação é apropriado que a dita segunda camada de cobertura 33 deva ser, vantajosamente, uma cobertura do tipo a prova de fogo.

Preferivelmente, a segunda camada de cobertura 33 é mais grossa que a primeira camada de cobertura 31.

Em geral, a primeira camada de cobertura 31 feita de material polimérico tem uma espessura entre 0,5 e 2,0 mm, preferivelmente entre 0,7 e 1,5 mm.

Em geral, a segunda camada de cobertura 33 feita de material polimérico tem uma espessura entre 0,5 e 3,0 mm, preferivelmente entre 0,9 e 2,0 mm.

De acordo com a modalidade mostrada na Fig. 1, o cabo óptico 10 de acordo com a presente invenção também compreende uma camada de reforço 34 do tipo dielétrico que é capaz de dotar o dito cabo de uma resistência à tração adequada que é particularmente desejável especialmente durante a colocação do cabo.

Preferivelmente, a dita camada de reforço 34 é feita de fios aramídicos e/ou fios de fibra de vidro. Opcionalmente a dita camada de reforço 34 é feita de fios de fibra de carbono ou de fios com base em poliéster ou polipropileno.

Preferivelmente a dita camada de reforço 34 é disposta em uma posição radialmente externa à dita camada de cobertura 32 do material polimérico de espuma, em um estado de contato mútuo com esta.

Para aplicações do tipo terrestre, preferivelmente a dita camada de reforço 34 tem uma espessura entre 0,2 e 0,6 mm, a dita espessura dependendo do número de fios usados. Porém, deve ser enfatizado que no caso de cabos suspensos a dita espessura também pode ser maior, uma vez que um número maior de fios é em geral usado.

Fig. 4 mostra, na seção transversal direita, uma outra modalidade de um cabo óptico 40 compreendendo uma estrutura protetora de camadas múltiplas 30 de acordo com a presente invenção.

Em detalhes, de acordo com a modalidade mostrada na Fig. 4, o elemento 20 para a transmissão de sinais ópticos, como acima definido, possuído pelo dito cabo óptico 40 é representado por uma pluralidade de fibras ópticas 13, imersas em um enchedor amortecedor 14.

Portanto, de acordo com a modalidade supracitada, a primeira camada de cobertura 31 da dita estrutura protetora de camadas múltiplas 30 também constitui a estrutura para contensão das ditas fibras ópticas imersas no dito enchedor amortecedor.

Fig. 5 mostra, na seção transversal direita, uma outra modalidade de um cabo óptico 50 compreendendo uma estrutura protetora de camadas múltiplas 30 de acordo com a presente invenção.

Em mais detalhes, o cabo óptico 50 compreende um núcleo óptico 51 do tipo sulcado (similar a aquele mostrado na Fig. 2), em uma posição radialmente externa a esta a dita estrutura protetora de camadas múltiplas 30 é disposta.

Com respeito ao processo para fabricação de um cabo óptico de acordo com a presente invenção, as etapas principais que caracterizam o processo supracitado, no caso um cabo óptico do tipo mostrado na Fig. 1 tem que ser produzido, são descritos mais abaixo. O núcleo óptico 21 do dito cabo óptico é obtido de acordo com as técnicas convencionais e assim não será descrito em detalhes. O núcleo óptico 21, enrolado em um cilindro, é alimentado para um primeiro revestimento por extrusão para extrusar sobre o dito núcleo óptico 21 a primeira camada de cobertura 31 supracitada de material polimérico da estrutura protetora de camadas múltiplas 30 de acordo com a invenção. A jusante da dita primeira extrusão, o núcleo óptico 21 coberto com a dita primeira camada de cobertura 31 é submetido a um ciclo refrigerante. Preferivelmente a dita refrigeração é realizada movendo o núcleo óptico inteiro e a primeira camada de cobertura dentro de um canal refrigerante onde um fluido adequado encontra-se localizado, tipicamente água em uma temperatura predeterminada, usualmente entre 10 e 25 °C, dependendo tanto do comprimento do canal refrigerante quanto da velocidade linear do próprio revestimento.

Uma vez esfriado, o dito todo é colhido em um cilindro de armazenamento. O processo industrial do cabo óptico depois visa uma segunda etapa de extrusão para colocar a camada de cobertura 32 de material polimérico de espuma em uma posição radialmente externa à dita primeira camada de cobertura polimérica 31.

De acordo com o documento WO 98/52197 acima citado, a etapa de expansão do material polimérico constituindo a dita camada de cobertura 32 é realizada durante a operação de extrusão.

Esta expansão pode ocorrer ou quimicamente, pela adição durante a etapa de preparação da composição de polímero de um agente de expansão adequado capaz de produzir um gás em condições adequadas de pressão e temperatura, ou fisicamente, injetando diretamente o gás em pressão alta dentro do cilindro da extrusora. Exemplos de agentes de expansão adequados são: azodicarbamida, paratoluenossulfonilidrazida, misturas de ácidos orgânicos (por exemplo ácido cítrico) com carbonato e/ou bicarbonato (por exemplo bicarbonato de sódio) e outros. Exemplos de gases que são capazes de ser injetados em pressão alta dentro do cilindro da extrusora são: nitrogênio, dióxido de carbono, ar, hidrocarbonetos de baixa ebulição (por exemplo propano ou butano), hidrocarbonetos halogenados (por exemplo cloreto de metileno, triclorofluorometano, 1-cloro-1,1-difluoroetano e outros), ou suas misturas.

Foi observado que, para as condições de extrusão idênticas (como velocidade de rotação do parafuso, velocidade do revestimento por extrusão, diâmetro da cabeça da extrusora), uma das variáveis do processo tendo uma influência principal no grau de expansão é a temperatura de extrusão. Em geral, para temperaturas de extrusão abaixo de 130°C é difícil de obter um grau de expansão suficiente; a temperatura de extrusão é preferivelmente pelo menos 140°C, e especialmente cerca de 180°C. Em geral, um aumento na temperatura de extrusão corresponde a um grau de expansão mais alto.

Além disso, até certo ponto é possível controlar o grau de expansão do polímero atuando na taxa de refrigeração. Desse modo, adequadamente retardando ou antecipando a refrigeração do polímero que forma a camada de cobertura expandida na saída da extrusora, é possível aumentar ou diminuir o grau de expansão do dito material polimérico. A jusante da segunda etapa de extrusão, o núcleo óptico, desse modo coberto, é submetido a um ciclo refrigerante adequado, como acima mencionado, e enrolado sobre um outro cilindro de armazenamento.

Em seguida, o processo industrial do cabo óptico visa que, em uma posição radialmente externa à camada de cobertura polimérica de espuma 32, uma camada de reforço 34 (se visada, por exemplo fios de Kevlar®) é colocada de uma maneira bem conhecida e depois, em uma outra etapa de extrusão, a segunda camada de cobertura 33 de material polimérico da dita estrutura protetora de camadas múltiplas 30 é aplicada.

Preferivelmente, a dita camada de reforço 34 e dita segunda camada de cobertura 33 são aplicadas no mesmo revestimento.

Uma vez mais, a jusante da dita etapa de extrusão adicional, o cabo óptico desse modo produzido é esfriado e colhido em um cilindro. O processo de produção como acima descrito visa, como mencionado, várias etapas de extrusão sucessivas. Vantajosamente o dito processo pode ser realizado em uma passagem única, por exemplo por uma técnica "em série", usando várias extrusoras separadas dispostas em série.

Como uma alternativa, o dito processo também pode ser realizado através de co-extrusão usando uma cabeça de extrusão simples.

Se um cabo óptico diferente daquele mostrado na Fig. 1 tiver que ser produzido, por exemplo um cabo óptico do tipo mostrado na Fig. 4 e 5, o processo de produção acima descrito pode ser apropriadamente modificado baseado nas instruções fornecidas e no conhecimento técnico possuído por uma pessoa versada na técnica.

Para descrição adicional da invenção, alguns exemplos ilustrativos são fornecidos abaixo. EXEMPLO 1 A fabricação de um cabo óptico para telecomunicações e/ou para transmissão de dados foi realizada de acordo com o modelo da Fig. 1. O núcleo óptico do dito cabo compreendia um membro de reforço central de plástico reforçado com fibra de vidro, com um módulo de tração a 20°C igual a 50.000 MPa. O diâmetro do dito membro central era 2,7 mm.

Além disso, o dito núcleo óptico compreendia 6 elementos tubulares cada um destes continha 12 fibras ópticas imersas em um enchedor amortecedor com base em hidrocarboneto (geléia). Cada elemento tubular tinha um diâmetro interno de 1,8 mm e um diâmetro externo de 2,5 mm. Os ditos elementos tubulares foram filamentados juntos de acordo com uma configuração helicoidal aberta obtida executando, altemadamente, 8 voltas para a esquerda (i.e., tipo S) e 8 voltas para a direita (i.e., tipo Z). A dita hélice tinha um passo médio de 85 mm. O dito filamento foi realizado usando um fio de ligação com base em polipropileno convencional. O dito núcleo foi concluído com uma fita dos elementos tubulares supracitados, realizado com uma fita com base em poliéster incluindo um pó intumescível em água que é capaz de bloquear, como resultado do intumescimento, qualquer infiltração de água para o interior do cabo. A espessura da dita fita era aproximadamente 0,4 mm.

Uma estrutura protetora de camadas múltiplas de acordo com a invenção, compreendendo respectivamente, movendo radialmente para fora do cabo: a) uma primeira camada de cobertura de polietileno; b) uma camada de cobertura de material polimérico de espuma; c) uma camada de reforço do tipo aramídica; d) uma segunda camada de cobertura de polietileno, foi fornecido em uma posição radialmente externa ao núcleo óptico desse modo obtido.

Em detalhes, a dita primeira camada de cobertura e a dita segunda camada de cobertura foram feitas de polietileno de baixa massa específica, tendo um módulo de tração a 20°C entre 800 e 1.400 MPa. A espessura da dita primeira camada de cobertura era 1 mm, enquanto que a espessura da dita segunda camada de cobertura era 1,5 mm. A camada de cobertura de material polimérico de espuma foi obtida usando, como o material de base polimérica, HIGRAN SD 817® (polipropileno de alta resistência à fundição fabricado por Basell). A espessura da dita camada de cobertura de material polimérico de espuma era 1,5 mm. A expansão da dita camada de cobertura foi quimicamente realizada, adicionando, no alimentador da extrusora, 1,5 % em peso (relativo ao total) de agente de expansão Hydrocerol® CF 70 (bicarbonato de sódio/ácido carboxílico), produzido por Boehringer Ingelheim. A camada de cobertura expandida tinha uma massa específica ■> final de 0,4 kg/dm e um grau de expansão de cerca de 130 %. A camada de reforço do tipo aramídica como acima foi obtida fornecendo uma primeira camada compreendendo quinze fios de Twaron 2200® filamentados de acordo com uma configuração do tipo de S, e uma segunda camada, superposta à primeira camada, compreendendo quinze fios de Twaron 2200® filamentados de acordo com uma configuração do tipo de Z. Os ditos fios tiveram uma contagem (massa específica linear) igual a 1.620 dTex (dTex indica o peso em gramas de 10.000 m de fio). O número total de fios aramídicos usados era igual a 36 e a espessura da camada resultante dos fios era igual a 0,15 mm.

Tabela 1 resume os detalhes do modelo do cabo acima descrito, como também os detalhes do modelo dos cabos descritos nos exemplos comparativos a seguir, juntos com os resultados dos testes realizados nos ditos cabos. O cabo óptico desse modo obtido foi testado pela resistência ao impacto e pela resistência compressiva, como mais abaixo definido com referência à norma internacional IEC 794-1 com respeito às condições para conduzir os testes.

Teste para Determinação da Resistência ao Impacto O teste de impacto consistiu em verter, de uma altura fixa de 1 m, um impactador de um peso predeterminado, e de forma esférica com um raio de curvatura de 10 mm. O uso de um raio de curvatura reduzido da superfície de colisão, na realidade, tomou possível alcançar transferência da energia de impacto sobre uma área particularmente restrita do espécime, levando a uma severidade aumentada do teste.

Para determinar a resistência ao impacto, foi realizada uma pluralidade de testes de impacto sucessivos em uma amostra de cabo usando impactadores tendo peso gradualmente crescente. Os testes de impacto foram realizados no mesmo espécime, mas em diferentes pontos deste, para evitar golpear duas ou mais vezes no mesmo ponto.

Ao término de cada impacto, uma avaliação do dano foi realizada tanto por um exame visual da camada de cobertura externa (i.e., a segunda camada de cobertura polimérica da estrutura protetora de camadas múltiplas de acordo com a invenção) do cabo ao ponto de impacto, e para verificação da capacidade de transmissão das fibras ópticas, contidas no dito cabo, imediatamente após o impacto. A capacidade de transmissão do cabo óptico foi avaliada monitorando todas as fibras ópticas conectadas em um "laço", i.e., conectando as ditas fibras em série e conferindo qualquer alteração na atenuação do sinal óptico transmitido devido ao impacto. O teste foi interrompido quando um dano da camada de cobertura externa do cabo foi detectado e/ou quando uma atenuação temporária mínima do sinal óptico transmitido pelo dito cabo foi detectada.

Com referência ao cabo óptico acima descrito, o dito cabo apresentou uma resistência ao impacto considerável, suportando energias da ordem de 40 J. Em outras palavras, o cabo óptico como acima não mostrou dano superficial e/ou atenuação do sinal óptico, até mesmo temporária, para valores de energia de impacto menores ou iguais a 40 J.

Teste para Determinação da Resistência Compressiva Este teste compressivo consistiu em aplicar um período predeterminado de tempo, de cerca de quinze minutos, uma resistência compressiva em uma direção perpendicular à superfície externa de uma amostra do cabo óptico como acima.

Em mais detalhes, a dita resistência compressiva foi aplicada indiretamente à amostra do cabo, i.e. interpondo um bloco de aço de dimensões predefinidas (comprimento igual a 100 mm) de acordo com IEC padrão 794-1. O teste consistiu em verificando a capacidade de transmissão do cabo óptico durante o período de quinze minutos de aplicação da resistência compressiva. A capacidade de transmissão foi verificada de uma maneira similar àquela descrita no teste de impacto. O teste foi várias vezes repetido na amostra do cabo variando a intensidade da resistência compressiva aplicada, e foi considerado estar concluído quando, durante a aplicação da dita força, uma diminuição, até mesmo mínima, no sinal óptico transmitido pelo dito cabo durante a aplicação da carga foi medida.

Além disso, o teste consistiu no exame visual do dano da camada de cobertura externa do cabo no ponto de aplicação da resistência compressiva.

Com referência ao cabo óptico acima descrito, este apresentou uma resistência compressiva considerável suportando valores de compressão da ordem de 4 kN. Em outras palavras, o cabo óptico como acima não mostrou qualquer atenuação do sinal óptico, até mesmo temporária, para força compressiva menor ou igual a 4 kN. EXEMPLO 2 (comparativo) Fabricação de um cabo óptico foi realizada, fornecida com o mesmo núcleo óptico como no Exemplo 1, em uma posição radialmente externa à qual as camadas a seguir foram dispostas respectivamente: a) uma camada de material polimérico de espuma; b) uma camada de reforço do tipo aramídica; c) uma camada de cobertura externa de polietileno.

Em detalhes, a dita camada de material polimérico de espuma foi obtida usando a mesma composição como no Exemplo 1 e a expansão foi quimicamente realizada adicionando, no alimentador da extrusora, 1,3 % em peso (relativo ao total) do agente de expansão Hydrocerol® BIH 40. A camada do material polimérico de espuma tinha uma massa específica final de 0,5 λ kg/dm , um grau de expansão de cerca de 85 % e uma espessura de 1 mm. A camada de reforço do tipo aramídica foi igual a do Exemplo 1 e a camada de cobertura de polietileno, idêntica a do Exemplo 1, tinha uma espessura de 1,5 mm.

Similarmente ao Exemplo 1, o cabo óptico desse modo obtido foi submetido a um teste de impacto e a um teste compressivo.

Em detalhes, o cabo óptico pôde suportar uma energia de impacto da ordem de 20 J e uma resistência compressiva da ordem de 2,5 kN, sem apresentar, naqueles valores, alterações na atenuação, até mesmo temporária. EXEMPLO 3 (comparativo) Fabricação do mesmo cabo óptico como no Exemplo 2 foi realizada, com a diferença exclusiva que a camada de material polimérico de espuma, obtida usando a mesma composição como no Exemplo 1, tinha uma massa específica final igual a 0,4 kg/dm3 (a expansão foi quimicamente realizada adicionando, no alimentador da extrusora, 1,7 % em peso, relativo ao total, do agente de expansão Hydrocerol® BIH-40), um grau de expansão de cerca de 130 % e uma espessura de 1,9 mm. O cabo óptico desse modo obtido pôde suportar uma energia de impacto de cerca de 25 J e uma resistência compressiva de cerca de 2,5 kN, sem apresentar, naqueles valores, alterações na atenuação, até mesmo temporária. EXEMPLO 4 ('comparativo) O mesmo cabo óptico como no Exemplo 3 foi fabricado, com a diferença exclusiva que a camada de material polimérico de espuma tinha ■i uma massa específica final de 0,5 kg/dm e um grau de expansão de 85 %. O cabo óptico desse modo obtido pôde suportar uma energia de impacto de cerca de 30 J e uma resistência compressiva de cerca de 3 kN. EXEMPLO 5 (comparativo) Fabricação do mesmo cabo óptico como no Exemplo 4 foi realizada, com a diferença exclusiva que a camada de material polimérico de espuma tinha uma espessura de 2,5 mm. O cabo óptico desse modo obtido pôde suportar uma energia de impacto de cerca de 35 J e uma resistência compressiva de cerca de 3,25 kN. EXEMPLO 6 (comparativo) Fabricação de um cabo óptico fornecido com o mesmo núcleo óptico como no Exemplo 1 foi realizada. Em uma posição radialmente externa ao dito núcleo óptico, as camadas a seguir foram fornecidas respectivamente: a) uma camada de cobertura de polietileno e b) uma camada externa de material polimérico de espuma.

Em detalhes, a camada de material polimérico de espuma tinha as mesmas características que a do Exemplo 1 (massa específica final igual a 0,4 kg/dm , grau de expansão de cerca de 130 %, espessura de 1,5 mm), enquanto que a camada de cobertura de polietileno, idêntica àquela do Exemplo 1, tinha uma espessura de 1 mm. O cabo óptico desse modo obtido suportou uma energia de impacto de cerca de 10 J e uma resistência compressiva de cerca de 3,25 kN. EXEMPLO 7 ('comparativo) A fabricação de um cabo óptico fornecido com o mesmo núcleo óptico como no Exemplo 1 foi realizada, fornecendo respectivamente as camadas a seguir em uma posição radialmente externa a este: a) uma primeira camada de cobertura de polietileno; b) uma segunda camada de cobertura de polietileno; c) uma camada de reforço do tipo aramídica; d) uma terceira camada de cobertura externa de polietileno.

Em detalhes, as camadas de cobertura supracitadas de polietileno foram obtidas usando o mesmo material descrito no Exemplo 1 e tinham, respectivamente, uma espessura de 1 mm para a primeira camada de cobertura, 1,5 mm para a segunda camada de cobertura e 1,5 mm para a terceira camada de cobertura. A camada de reforço do tipo aramídica era igual àquela do Exemplo 1. O cabo óptico desse modo obtido suportou uma energia de impacto de cerca de 30 J e uma resistência compressiva de cerca de 4 kN. EXEMPLO 8 (comparativo) Fabricação de um cabo óptico fornecido com o mesmo núcleo óptico como no Exemplo 1 foi realizada, fornecendo respectivamente as camadas a seguir em uma posição radialmente externa ao dito núcleo óptico: a) uma primeira camada de cobertura de polietileno; b) uma camada de reforço de fios aramídica; c) uma couraça metálica convencional; d) uma segunda camada de cobertura externa de polietileno.

Em detalhes, as camadas de cobertura supracitadas de polietileno foram obtidas usando o mesmo material descrito no Exemplo 1 e tinham, respectivamente, uma espessura de 1 mm para a primeira camada de cobertura e uma espessura de 1,5 mm para a segunda camada de cobertura. A camada de reforço do tipo aramídica era igual àquela do Exemplo 1. A couraça metálica consistia em uma tira de aço banhado em ambos os lados, de espessura no aço igual a 0,15 mm, formada em um tubo no cabo após primeiro ser corrugada e depois soldada por aquecimento longitudinalmente com uma sobreposição de aprox. 7 mm. O cabo óptico desse modo obtido suportou uma energia de impacto de cerca de 20 J e uma resistência compressiva de cerca de 4,25 kN.

Para maior clareza da descrição, os resultados dos testes por resistência ao impacto e resistência compressiva relativo aos exemplos acima estão apresentados na Tabela 1 a seguir. TABELA 1 A análise dos testes conduzidos nos cabos como acima leva às seguintes conclusões.

Primeiramente, a configuração do cabo descrita no Exemplo 1 mostra alta resistência ao impacto, maior que a dos cabos comparativos levados em conta, como também resistência compressiva alta, substancialmente comparável a de um cabo fornecido com uma couraça do tipo metálica (Exemplo 8).

Além disso, a colocação de uma camada de material polimérico de espuma, i.e. de baixo módulo de tração, como a camada de cobertura externa de um cabo óptico (Exemplo 6) provou ser uma solução bastante imprópria uma vez que não dota o dito cabo de uma contribuição significativa à resistência ao impacto, esta permanecendo em valores muito baixos (igual a 10 J no Exemplo 6 acima).

Da configuração descrita no Exemplo 2, pode ser deduzido que, posicionando a dita camada de material polimérico de espuma embaixo da camada de cobertura externa de um cabo óptico, a resistência ao impacto conferida neste aumenta consideravelmente (dobrando no valor, de 10 J no Exemplo 6 a 20 J no Exemplo 2). Isto é essencialmente devido ao fato que no Exemplo 2 o impacto ocorre em uma camada externa (de polietileno) com módulo de tração mais alto relativo à camada de material polimérico de espuma. Portanto, uma vez que a camada externa é menos facilmente penetrável pelo impactador de prova, a deformação criada por este é transferida para a camada subjacente de material polimérico de espuma em uma área maior. Desse modo, isto produz uma deformação mais extensa da dita camada subjacente que depois fornece maior absorção da energia de impacto, resultando em uma transferência menor do último sobre o núcleo óptico subjacente.

Porém, apesar de grandemente melhorar a resistência ao impacto, a presença da dita camada de material polimérico de espuma embaixo da camada de cobertura externa de polietileno (Exemplo 2) leva a uma diminuição apreciável na resistência compressiva comparada ao caso quando a dita camada de material polimérico de espuma é a camada mais externa do cabo (Exemplo 6). O Requerente considera que isto seja devido ao fato que a camada de material polimérico de espuma de Exemplo 2 não é capaz de oferecer resistência suficiente à resistência compressiva que age sobre o cabo uma vez que a dita camada de material polimérico de espuma não é suportada por uma camada que é suficientemente rígida para suportá-la.

Além disso, comparando os Exemplos 2, 4 e 5, pode ser observado que, com massa específica final igual do material de expansão, um aumento na espessura da camada de material polimérico de espuma conduz a um aumento vantajoso tanto na resistência ao impacto quanto na resistência compressiva, o dito aumento na espessura fornecendo maior absorção da energia que age sobre o cabo.

Comparando os Exemplos 1, 5 e 7, pode ser observado que, com diâmetro igual (os ditos exemplos na realidade visam uma espessura de 4 mm no topo do mesmo núcleo óptico), a estrutura protetora de camadas múltiplas de acordo com a invenção prova ser particularmente vantajosa. Na realidade, a dita estrutura, compreendendo uma camada de cobertura com baixo módulo de tração (i.e. a camada de cobertura de material polimérico de espuma) interposta entre um par de camadas de cobertura com módulo de tração mais alto (i.e. as camadas de cobertura de material polimérico - polietileno nos exemplos), garante resistência ao impacto e resistência compressiva altas em comparação tanto com uma configuração de cabo em que a camada de cobertura de material polimérico de espuma, sendo entretanto de espessura grande (igual a 2,5 mm no Exemplo 5), entra em contato direto com o núcleo óptico, e com uma configuração de cabo em que a estrutura de camadas múltiplas radialmente externa ao núcleo óptico compreende materiais com módulo de tração mais alto (Exemplo 7). Além disso, a dita última solução também prova ser desvantajosa em termos de peso geral do cabo óptico.

Além disso, comparando os Exemplos 3 e 4, pode ser deduzido que, em espessura igual, um aumento na massa específica (e portanto no módulo de tração) da camada de cobertura de material polimérico de espuma é acompanhado por uma melhoria de cerca de 20 % na resistência ao impacto (que aumenta de 25 J para 30 J) e na resistência compressiva (que aumenta de 2,5 kN a 3 kN). Porém, comparando os Exemplos 7 e 8 pode ser observado que um aumento excessivo na massa específica (e portanto no módulo de tração) da camada de cobertura intermediária (que é polietileno no Exemplo 7 e aço no Exemplo 8) causa uma diminuição considerável na resistência ao impacto do cabo (que diminui de 30 J do Exemplo 7, valor que é comparável ao do Exemplo 4, para 20 J do Exemplo 8).

Do antecedente, a estrutura protetora de camadas múltiplas de acordo com a invenção é capaz de dotar o cabo óptico, com o qual a dita estrutura é combinada, ambos com alta resistência ao impacto e com resistência compressiva alta graças à presença de uma camada de cobertura de material polimérico de espuma interposta entre pelo menos um par de camadas de cobertura de material polimérico.

Desse modo, como acima observado para garantir uma estrutura protetora eficaz contra impacto e compressão, a camada de cobertura intermediária da dita estrutura tem que possuir valores de massa específica final, e portanto de módulo de tração, mais baixos que aqueles do dito par de camadas de cobertura.

Outras vantagens possuídas pelo cabo óptico de acordo com a presente invenção incluem peso moderado do próprio cabo, como também maior flexibilidade do cabo.

Além disso, a presença de uma camada de cobertura de material de espuma interposta entre um par de camadas de cobertura com módulo de tração mais alto com respeito ao da dita camada de cobertura de espuma material garante operação mais segura do cabo em baixas temperaturas de serviço uma vez que causa menos encolhimento do dito cabo.

Por fim, a estrutura protetora de camadas múltiplas de acordo com a presente invenção, devido a sua leveza, flexibilidade e resistência mecânica, prova ser particularmente vantajosa para aplicações também do tipo suspensas.

Neste último caso, na realidade, os cabos suspensos podem estar na condição de suportar, por exemplo, o impacto de balas atiradas por caçadores, e a solução de camadas múltiplas de acordo com a presente invenção prova ser particularmente adequada para proteger o núcleo óptico contra o impacto das ditas balas.

Claims

1. Cabo óptico (10, 40, 50), caracterizado pelo fato de que compreende: * um núcleo óptico (21, 51) compreendendo pelo menos uma fibra óptica (13) e um feixe de contenção (15); • pelo menos uma primeira camada de cobertura (31) de material polimérico em uma posição radialmente externa ao dito núcleo óptico (21, 51); • pelo menos uma camada de cobertura de material polimérico de espuma (32) em uma posição radialmente externa à dita pelo menos uma primeira camada de cobertura (31), e * pelo menos uma segunda camada de cobertura (33) de material polimérico em uma posição radialmente externa à dita pelo menos uma camada de cobertura de material polimérico de espuma (32), o dito material polimérico de espuma tendo uma massa 'y específica entre 0,3 e 0,7 kg/dm e um módulo de tração a 20°C entre 300 e 700 MPa e menor do que o módulo de tração de dita pelo menos uma primeira camada de cobertura (31) e pelo menos uma segunda camada de cobertura (33).

2. Cabo óptico (10, 40, 50) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita camada de cobertura de material polimérico de espuma (32) está em um estado de contato mútuo com a dita pelo menos uma primeira camada de cobertura (31).

3. Cabo óptico (10, 40, 50) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita camada de cobertura de material polimérico de espuma (32) está em um estado de contato mútuo com a dita pelo menos uma segunda camada de cobertura (33).

4. Cabo óptico (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende uma camada de reforço (34) em uma posição radialmente externa à dita camada de cobertura de material polimérico de espuma (32).

5. Cabo óptico (10) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a dita camada de reforço (34) compreende fios dielétricos selecionados do grupo compreendendo: fios aramídicos, fios de fibra de vidro, fios de fibra de carbono, fios com base em poliéster ou polipropileno.

6. Cabo óptico (10, 40, 50) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um material polimérico expansível da dita pelo menos uma camada de cobertura de material polimérico de espuma (32) é selecionado de: a) copolímeros de etileno com um éster etilenicamente insaturado, em que a quantidade de éster insaturado é entre 5 e 80 % em peso; b) copolímeros elastoméricos de etileno com pelo menos uma a-olefina C3-C12, e opcionalmente um dieno, tendo a composição a seguir: 35-90 % em mol de etileno, 10-65 % em mol de a-olefina, 0-10 % em mol de dieno; c) copolímeros de etileno com pelo menos uma α-olefina C4- C12, e opcionalmente um dieno, tendo uma massa específica entre 0,86 e 0,90 g/cm3; d) polipropileno modificado com copolímeros de etileno/a- olefina C3-C12 onde a razão de peso entre polipropileno e o copolímero de etileno/a-olefina C3-C12 é entre 90/10 e 30/70.

7. Cabo óptico (10, 40, 50) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o grau de expansão do dito material polimérico de espuma é entre 20 % e 250 %.

8. Cabo óptico (10, 40, 50) de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o dito grau de expansão é entre 50 % e 150 %.

9. Cabo óptico (10, 40, 50) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a espessura da dita pelo menos uma camada de cobertura de material polimérico de espuma (32) é entre 0,5 e 3,0 mm.

10. Cabo óptico (10, 40, 50) de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a dita espessura é entre 1,0 e 2,5 mm.

11. Cabo óptico (10, 40, 50) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito material polimérico de espuma tem uma o massa específica entre 0,4 e 0,6 kg/dm .

12. Cabo óptico (10, 40, 50) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito material polimérico de espuma tem um módulo de tração a 20°C entre 400 e 600 MPa.

13. Cabo óptico (10, 40, 50) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material polimérico expansível de dita pelo menos uma camada de cobertura de material polimérico de espuma (32) tem uma massa específica entre 0,85 e 1,10 kg/dm .

14. Cabo óptico (10, 40, 50) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material polimérico expansível de dita pelo menos uma camada de cobertura de material polimérico de espuma (32) tem um módulo de tração a 20°C entre 700 e 1.100 MPa.

15. Cabo óptico (10, 40, 50) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a espessura da dita pelo menos uma primeira camada de cobertura (31) é entre 0,5 e 2,0 mm.

16. Cabo óptico (10, 40, 50) de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a dita espessura é entre 0,7 e 1,5 mm.

17. Cabo óptico (10, 40, 50) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a espessura da dita pelo menos uma segunda camada de cobertura (33) é entre 0,5 e 3,0 mm.

18. Cabo óptico (10, 40, 50) de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a dita espessura é entre 0,9 e 2,0 mm.

19.

Método para a proteção de um núcleo óptico (21, 51) compreendendo pelo menos uma fibra óptica (13), e um feixe de contenção (15), caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de dispor uma estrutura de camadas múltiplas (30) em uma posição radialmente externa ao dito núcleo óptico (21, 51), a dita estrutura de camadas múltiplas (30) compreendendo pelo menos uma camada de cobertura de material polimérico de espuma (32) interposta entre pelo menos um par de camadas de cobertura (31, 33) de material polimérico, o dito material polimérico de espuma tendo um módulo de tração mais baixo que o módulo de tração do dito pelo menos um par de camadas de cobertura (31, 33), e a etapa de selecionar um material polimérico de espuma tendo uma massa específica entre 0,3 e 0,7 kg/dm e um módulo de tração a 20°C entre 300 e 700 MPa.