Posa in cavidotto: qual è il tiro massimo su un cavo in fibra ottica?

Il verricello tira, il dinamometro sale, e nella camera d’ispezione a valle non arriva niente: il cavo si è fermato a due terzi della tratta, dentro una curva che sulla planimetria sembrava larga. Le strade sono due: fermarsi e ricalcolare, oppure dare ancora venti chili di tiro e scoprire il danno tre mesi dopo, in un report OTDR. Il numero che le separa sta in una raccomandazione ITU-T, ed è quasi sempre assente dai capitolati.

Il tiro massimo è una formula, non un’abitudine.

La ITU-T L.100, Optical fibre cables for duct and tunnel application, edizione 5.0 approvata il 13 gennaio 2024, è la raccomandazione dei cavi per cavidotto e galleria installati per tiro. Alla clausola 6.2.2.1 fissa il carico di trazione nominale del cavo, LS:

LS = 1,5 × W, dove W è la forza in newton esercitata dal peso di 1 km di cavo sospeso verticalmente. Se il risultato supera 2700 N, il valore da usare è 2700 N.

In cantiere: un cavo da cavidotto sui 90 kg/km — peso tipico, da verificare sulla scheda del produttore — ha W ≈ 880 N, quindi un tiro nominale di circa 1300 N, poco più di 130 kg-forza. Un cavo armato da 200 kg/km arriverebbe a 2940 N, ma il tetto lo riporta a 2700 N: circa 275 kg-forza, il massimo assoluto su un cavo terrestre in cavidotto.

La stessa clausola aggiunge il numero che quasi nessuno chiede: il carico residuo di lungo periodo LL è il 30% di LS — la forza che può restare sul cavo dopo la posa, in un tratto verticale o in una curva dove è rimasto in trazione. Sui 1300 N dell’esempio sono circa 400 N.

E pesa più del primo. Nell’Annesso A, clausola A.3.1, la L.100 non fissa nemmeno un limite di variazione dell’attenuazione a LS, perché è un evento di breve durata; a LL invece pretende attenuazione invariata, sotto carico e dopo averlo tolto. E vincola la deformazione della fibra: non oltre il 60% della deformazione di prova sotto LS, non oltre il 20% sotto LL per fibre provate all’1%. Un tiro eccessivo non «si sente» subito: diventa strain residuo.

La curva è l’altro limite, e si misura in diametri di cavo.

Alla clausola 6.2.3.1 la L.100 definisce i diametri minimi di curvatura in multipli del diametro esterno del cavo (OD): 40 × OD sotto carico, cioè durante la posa; 20 × OD o 30 × OD da installato. Su un cavo da 12 mm sono 480 mm di diametro — 240 mm di raggio — mentre si tira, e 240-360 mm di diametro a lavoro finito.

È il numero che dimensiona rulli e carrucole nelle camerette: la prova di piegatura sotto tensione (A.3.3, metodo E18A della IEC 60794-1-21) usa rulli di raggio pari alla metà di quei valori, e al termine l’attenuazione non deve essere cambiata. Il raggio della fibra dentro le cassette è un altro discorso, e dipende dalla sottocategoria scelta.

Il cavidotto va «provato» prima, non dopo.

La clausola 7.7 vale una giornata di cantiere. Prima di qualunque posa serve il proving del cavidotto: verificare che sia libero da detriti e non schiacciato. Poi contano il rapporto di riempimento — diametro interno del tubo contro diametro esterno del cavo — e i cavi già presenti. La 7.7.1 chiude: la forza di tiro non deve superare il carico nominale del cavo, e il lubrificante di posa può essere utile.

Un tubo deformato da un mezzo pesante cambia il riempimento e moltiplica l’attrito dove il tiro è già alto. La Tabella A.10 dà i carichi di prova allo schiacciamento piatto-piatto: 1,5 kN a breve termine e 0,75 kN a lungo termine per cavo non armato, 2,2 kN e 1,1 kN per cavo armato.

Soffiaggio: la stessa tratta con un ordine di grandezza in meno.

La ITU-T L.156, Air-assisted installation of optical fibre cables, approvata il 16 marzo 2018, descrive l’alternativa. L’aria ad alta velocità spinge il cavo distribuendo la forza su tutta la sua lunghezza: il carico di trazione è di un ordine di grandezza inferiore rispetto al tiro, le curve pesano meno, il cavo resta di fatto rilassato nel tubo. Attenzione però alla variante con pistone in testa (clausola 6.2.1): lì una forza di tiro c’è, e il carico nominale del cavo resta il limite invalicabile.

I numeri operativi:

pressione del compressore tipicamente 10-12 bar, secondo la macchina (6.1.4);
sopra i 30 °C ambiente serve un refrigeratore d’aria tra compressore e macchina di inserimento: il caldo ammorbidisce guaina e tubo, l’attrito sale, le prestazioni calano (6.1.4);
fino a 3 km con una sola macchina, secondo percorso, cavo, tubo e macchina; per tratte più lunghe si mettono più macchine in serie (6.3.1);
il lubrificante liquido si distribuisce spingendo una spugna con il flusso d’aria (6.3.1).

L’Appendice I, informativa, riporta l’esperienza indiana con tubi HDPE prelubrificati: raggio di curvatura del tubo almeno 10 volte il suo diametro esterno, coefficiente di attrito tipicamente inferiore a 0,1. Valori indicativi, non requisiti da capitolato.

Microtubi: il riempimento è un numero, non un’impressione.

Per microcavi e unità in fibra c’è la ITU-T L.108, edizione 2.0 approvata il 16 marzo 2018. Nella Tabella I.1 il criterio è netto: il rapporto tra la sezione del microcavo e la sezione utile interna del microtubo non dovrebbe superare il 60%; la Nota 3 ammette il 70%, avvertendo che la distanza di soffiaggio ne risente. L’Appendice I.3 indica come ragionevoli rapporti tra il 45% e il 65% e pressioni fino a 15 bar per i microcavi, 10 bar per le unità in fibra. E c’è la verifica più semplice di tutte (I.2): un oggetto largo almeno l’85% del diametro interno nominale deve attraversare il microtubo. Se non passa quello, non passa il cavo.

Cosa scrivere in capitolato.

Carico di tiro nominale LS del cavo offerto, in newton, secondo la clausola 6.2.2.1 della ITU-T L.100, tetto a 2700 N.
Registrazione della forza di tiro con dinamometro e limitatore tarato su LS, valore massimo a verbale.
Raggio minimo di curvatura in posa (40 × OD di diametro) e dimensione dei rulli in cameretta.
Prova del cavidotto obbligatoria, con esito verbalizzato: tubo libero, non schiacciato, riempimento verificato con i cavi già presenti.
Metodo di posa dichiarato — tiro, soffiaggio con pistone, soffiaggio senza — perché i requisiti del cavo cambiano.
Lubrificante compatibile con guaina e materiale del tubo, scheda tecnica allegata.
Per i microtubi, riempimento massimo e verifica di passaggio all’85% del diametro interno.

Il punto.

Un cavo tirato oltre il suo limite quasi mai si rompe sul momento: risponde più tardi, con qualche decimo di dB in più che nessun collaudo riesce ad attribuire a quel giorno di cantiere. Il tiro massimo è un dato di progetto, come il budget ottico, e si calcola prima di ordinare il cavo: è parte di come progettiamo una posa e di come scriviamo i numeri in capitolato. Dove passa il tubo lo decide lo scavo; quanta forza può ricevere il cavo lo dice la sua scheda tecnica.

Avete una tratta lunga in cavidotto o un capitolato di posa da scrivere? Parlatene con un tecnico: il calcolo del tiro ammesso e la scelta tra tiro e soffiaggio fanno parte del sopralluogo, gratuito.