Proceso de fabricación de la fibra óptica: de la preforma al carrete

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Resumen

El texto describe, paso a paso, cómo se fabrica una fibra óptica: la preparación del tubo de vidrio, la creación de la preforma mediante deposición química y calentamiento, el estirado de la fibra hasta un diámetro de 125 micras y su recubrimiento y enrollado. Incluye también las principales ventajas de este tipo de cable frente al cobre.

Puntos clave

  • La fabricación parte de un tubo de vidrio de alta pureza que se limpia con ácido fluorhídrico.
  • La preforma se forma calentando el tubo con una llama de hidrógeno y oxígeno, hasta alcanzar unos 2000 °C.
  • Dentro del tubo se deposita un residuo que forma el núcleo de la fibra, mientras que el tubo de vidrio forma el revestimiento.
  • La fibra se estira en una torre hasta un diámetro de 125 micras, controlado por un monitor.
  • Un revestimiento acrílico se endurece con lámparas ultravioleta para proteger la fibra.
  • Las ventajas frente al cobre son ser más pequeña y ligera, transportar más información, ser inmune a interferencias electromagnéticas y facilitar la detección de escuchas ilegales.

Ponte a prueba

La fabricación de una fibra óptica comienza con un gran tubo de vidrio de alta pureza.

Preparación del Tubo Inicial

Primero, el tubo se limpia. A continuación, se sumerge en un baño corrosivo de ácido fluorhídrico que elimina cualquier residuo graso.

Creación de la Preforma

Después, los tubos se insertan en los extremos de un torno. A medida que giran, se van calentando con una llama de hidrógeno y oxígeno. Cuando el vidrio se vuelve blanco, indica que se está acercando a la temperatura máxima de 2000 °C. Ambos tubos se fusionan.

El nuevo tubo, ahora más largo, se coloca en otro torno. A medida que el tubo gira, se inyecta una mezcla de gases químicos en su interior mientras que un quemador lo calienta. La mezcla de gas contiene formas líquidas de silicio (un elemento químico muy abundante en la naturaleza) y germanio (similar al estaño (Sn), usado como semiconductor en transistores y otros aparatos electrónicos).

Al calentarse, los gases sufren una reacción química que deposita un residuo blanquecino dentro del tubo de vidrio. El calor funde este residuo, formando lo que se convertirá en el núcleo de la fibra óptica. El tubo de vidrio en sí formará el revestimiento de la fibra.

Cuando el núcleo está lo bastante fundido, se aumenta el calor hasta que el propio núcleo se convierte en vidrio. Después, se calienta de nuevo el tubo de vidrio para ablandarlo, así como al nuevo vidrio que hay dentro. El intenso calor provoca que el tubo se contraiga sobre sí mismo y forme una barra sólida. Ya se ha conseguido la estructura interna de la fibra óptica, pero de momento tiene forma de barra grande, llamada preforma.

Estirado de la Fibra

El siguiente paso es estirarla. Primero, se separa la preforma de la parte del tubo de vidrio que no se ha contraído. A continuación, se instala verticalmente en la torre de estirado que le dará la forma final.

El horno de la torre calienta un extremo de la preforma a 2000 °C. El vidrio se ablanda. La gravedad ayuda a que se vierta como si fuera miel cayendo de una cuchara. A continuación, usando un trozo de vidrio como peso, se estira el vidrio blando y se sigue estirando hasta que se forma una fina fibra de vidrio.

Una serie de poleas miden la tensión de la fibra a medida que se va estirando. Un monitor especial asegura que la fibra tenga el diámetro correcto: 125 micras, aproximadamente 1/8 de mm de espesor.

Recubrimiento y Acabado

La fibra pasa por lámparas ultravioletas que endurecen el revestimiento acrílico para protegerla contra el polvo y otros contaminantes.

Por último, la fibra se enrolla en un carrete. Desde aquí, se envía a su destino o se introduce en un cable.

Ventajas de la Fibra Óptica

La producción de los cables de fibra óptica es cara, pero ofrecen numerosas ventajas:

  • Son más pequeños y ligeros que los cables de cobre (Cu) tradicionales.
  • Transportan más información (mayor ancho de banda).
  • A diferencia de los cables de cobre, son inmunes a las interferencias electromagnéticas.
  • Es más fácil detectar posibles escuchas ilegales.

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Preguntas frecuentes

¿Qué es la preforma en la fabricación de fibra óptica?

La preforma es una barra sólida y grande que contiene la estructura interna de la fibra óptica (núcleo y revestimiento). Se obtiene al calentar y contraer el tubo de vidrio tras depositar el núcleo en su interior.

¿A qué diámetro se estira la fibra óptica?

La fibra se estira hasta obtener un diámetro de 125 micras, aproximadamente 1/8 de milímetro. Un monitor especial comprueba que se mantenga ese valor.

¿Para qué sirve el recubrimiento de la fibra?

El revestimiento acrílico se endurece con lámparas ultravioleta y protege la fibra contra el polvo y otros contaminantes.

Ponte a prueba

Tarjetas de repaso

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Test

1. ¿Con qué se limpia el tubo de vidrio inicial?
2. ¿Qué temperatura máxima se menciona durante la creación de la preforma?
3. ¿Qué forma el núcleo de la fibra óptica?
4. ¿Cuál es el diámetro final de la fibra según el texto?
5. ¿Qué endurece el revestimiento acrílico de la fibra?
6. ¿Qué ventaja tiene la fibra óptica frente al cobre?

Preguntas generadas con IA a partir del documento: comprueba las respuestas con el texto.