FIBRA OPTICA

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FIBRA ÓPTICA 
Arilson Busch
Christhian Machado
Gustavo Henrique Neis
João Marcos Julkoski
Prof. Renato Liberato Dallabona
Centro Universitário Leonardo da Vinci – UNIASSELVI
Engenharia Elétrica (EEL16) – Projeto Integrado Multidisciplinar I
24/09/2016
1 PROBLEMA
	
	A fibra óptica permite a criação de novas ferramentas e soluções em inúmeras áreas possíveis, como comerciais, industriais, medicina, serviços governamentais, big data, telecomunicações, videoconferência e computação em nuvem. Devido a sua maior capacidade de transferência de dados, a fibra tem ajudado companhias a inovarem por meio de serviços mais complexos e que lidam com mais informações simultaneamente.
	O cabo de fibra óptica é produzido por um complexo processo em que várias camadas de materiais isolantes e refletores são integrados a fios de aço e plásticos para garantir que o fio tenha maior robustez e mais proteção a interferências.
 	Há diferentes tipos de cabos, responsáveis por proteger, as fibras ópticas:
Cabos ópticos aéreos devem ser resistentes a variações de temperatura e umidade.
Cabos ópticos submarinos devem poder suportar altas pressões debaixo da água, a força das marés e ataques de tubarões.
Cabos ópticos subterrâneos precisam suportar forças de esmagamento, ação dos roedores e de formigas.
A ação de roedores e de formigas em cabos de fibra óptica é muito comum, ao se tratar de cabos expostos em galerias subterrâneas, onde o acesso destes agentes agressores é facilitado. Os roedores têm a necessidade de roer, para gastar os dentes que crescem incessantemente. 
2 JUSTIFICATIVA
	A presença destes roedores ainda pode acarretar outros problemas como os acidentes devido aos danos causados em fios e cabos de máquinas e instalações elétricas. A presença de ruídos e chiados em ligações telefônicas se deve muitas vezes a ações de roedores. Cabos e fios danificados perdem a capacidade de transmissão e ficam sujeitos a umidade e a ação de outros agentes, como as formigas. 	
	É difícil mesurar os prejuízos da ação dos roedores em cabos de fibra óptica, mas há relatos na Web, de situações em que aeroportos ficaram sem comunicação e sistema, impossibilitando aterrisagens e decolagens de aviões; usuários que ficarem sem internet por dias; empresas sem sistemas impossibilitando faturamento, logística de transporte e muitos outros. 
	Para garantir maior confiabilidade nos cabos de fibra óptica, os fabricantes têm usado matérias-primas de alta confiabilidade e modernos processos de construção que possam garantir a longa vida útil dos cabos de proteção de fibra óptica, mas o custo é muito alto.
	3 OBJETIVO
	Engenharia é aplicação do conhecimento científico, econômico, social e prático, com o intuito de inventar, desenhar, construir, manter e melhorar estruturas, máquinas, aparelhos, sistemas, materiais e processos, no sentido de viabilizar as utilidades, tendo em conta a sociedade, a técnica, a economia de recursos financeiros e naturais e preservar o meio ambiente.
	Os fabricantes de cabos de fibra óptica têm usado matérias-primas de alta confiabilidade e modernos processos de construção que possam garantir a longa vida útil dos cabos de proteção de fibra óptica.
	Camadas extras de proteção nos cabos de fibra óptica, como, malha de aço, fibra de vidro, são alguns exemplos de materiais usados a este propósito, mas que tiram a flexibilidade do material, e o principal, encarece em muito o produto. 
	O objetivo desse projeto é a criação de um isolamento para cabo de fibra óptica, que possa apresentar alta confiabilidade e baixo custo de fabricação em comparação aos cabos antiroedores existentes no mercado.
4 FUNDAMENTAÇÃO TEORICA
Fibra óptica	
A fibra óptica começou a ser utilizada como tecnologia de comunicação no final da década de 1980, quando o primeiro cabo intercontinental começou a operar. Para conseguir manter um grande número de computadores conectados e, ao mesmo tempo, entregar uma conexão estável, rápida e com baixa latência, organizações estão migrando para a fibra óptica. A fibra óptica é um filamento de sílica ou vidro ultrapuro extremamente fino e flexível, e sua estrutura é composta por uma capa protetora, interface e núcleo. A transmissão dos dados é feita como auxílio de um foto emissor que transforma sinais elétricos em pulsos de luz. Por meio de um processo conhecido como reflexão total interna. Por ter dimensões reduzidas, ser imune a perturbações eletromagnéticas e conseguir transmitir grandes quantidades de dados, a fibra óptica tem substituído as tecnologias convencionais de transmissão de dados. (TELBRAX,2015)
Composição do cabo de fibra óptica
A estrutura do cabo óptico varia de acordo com a aplicação do cabo, porém todos os cabos possuem como sua base de construção um núcleo onde a luz é transmitida (dados) e uma capa protetora.
NÚCLEO - Para aplicações em telecomunicações, são usadas fibras ópticas obtidas a partir de reagentes químicos de altíssima pureza (pureza de 99,999%) para produzir vidros cuja composição é majoritariamente dióxido de silício, SiO2, também chamado de “vidros de sílica”. A composição química e pureza do vidro utilizado para a preparação de fibras ópticas é de fundamental importância, pois a luz transmitida pela fibra não deve interagir com impurezas e defeitos contidos no material que a compõe, minimizando perdas da luz transmitida, o que permite a transmissão do sinal óptico por distâncias maiores sem que haja diminuição de sua intensidade no final.
CASCA – Camada que reveste o núcleo. Por possuir índice de refração menor que o núcleo ela impede que a luz seja refratada, permitindo assim que a luz chegue ao dispositivo receptor.
CAPA PROTETORA - A capa protetora é composta por um material polimérico que tem a função de aumentar a resistência mecânica da fibra óptica (manuseio, curvatura, pressão) e protegê-la de intempéries provenientes da atmosfera ambiente na qual está inserida. (JESUS, 2013)
Figura 01 – Cabo de fibra óptica
Fonte: www.crq4.org.br/qv_fibrasopticas (2014).
	Essas duas composições descritas acima são de cabos de fibra óptica mais comum, existentes e que normalmente são usados nas instalações pelo baixo custo, porém não são adequados para instalações expostas a ratos e formigas, conforme foi descrito na problemática.
Cabos adequados
	Na instalação de cabos de fibra óptica, é relevante definir corretamente qual o tipo de isolamento necessário, pois podem ser expostos a roedores. Com isso empresas já lançaram produtos capazes de proteger a fibra, por exemplo o cabo de fibra óptica metálico.
Neste caso devemos ter uma atenção especial pois o material de aço ou alumínio normalmente é empregado em áreas externas, OUTSIDE PLAN, e não possuem grande flexibilidade quanto aos raios de curvatura. Por serem fabricados com materiais condutores de energia deverão ser devidamente aterrados. (PANJOTA, 2010)
Figura 02 - Proteção Anti-Roedor Metálica
Fonte: www.pantojaindustrial.com/exibir.php?id=33 (2010) 
Existem ainda cabos com dupla camada metálica que aparenta ser mais resistente.
Em áreas extremamente agressivas como em mineradoras poderemos encontrar cabos ópticos com dupla proteção metálica, protegendo a fibra óptica contra roedores, movimentações de solos e choques mecânicos. (PANJOTA, 2010)
Figura 03 – Dupla proteção anti-roedor metálica
Fonte: www.pantojaindustrial.com/exibir.php?id=33 (2010) 
	Apesar dos dois cabos apresentados terem eficácia ao ataque de roedores, o custo para instalação é muito elevado.
Comparativo do preço dos cabos
	Na análise de comparação dos preços dos diferentes tipos de cabos descritos anteriormente, há uma enorme diferença do valor, representada no quadro 01.
Quadro 01 – Comparativo 
	Produto
	Tipo de proteção
	Preço/Metro
	Cabo Drop 1fo Cx 500mt Fibra Optica Low Friction Furukawa
	Modelo que contém somente proteção polimérica
	R$ 0,894
	Cabo Óptico Multimodo Mm 62,5/125 Anti Roedor 4f.o
	Modelo com proteção metálica
	R$ 6,91Fonte: O Autor
	Após a comparação dos preços dos cabos concluída, é possível observar que a diferença de preço entre um cabo que só tem como proteção uma camada polimérica contra um cabo que tem uma proteção metálica, tem uma diferença bem quantitativa podendo chegar quase 770 % a mais do valor.
	
5 METODOLOGIA
	O projeto tem o intuito de inovar a confecção de cabos de fibra óptica com um isolamento que permita a proteção contra a ação de roedores e formigas, com o custo mais baixo em comparação dos existentes.
	A ideia é adicionar um ou mais produtos no processo de fabricação junto à matéria prima do isolamento do cabo (polímeros), que seria o óleo de hortelã com pimenta.
	Segundo pesquisas retiradas em vários sites da Web, o óleo de hortelã-pimenta irrita os receptores olfatórios de ratos, repelindo-os, isto também acontece com as formigas. Diferentemente de venenos químicos, o óleo de hortelã- pimenta é completamente natural. Na forma de óleo, a quantidade concentrada de mentol repele os ratos e formigas. 
	O processo consiste na mistura deste óleo junto a matéria prima, no momento da aplicação industrial do isolamento feito em máquinas Termoplásticas de extrusão. Neste equipamento o núcleo da fibra passa por dentro de um orifício, onde recebe de forma homogênea e uniforme as camadas de isolamento, sob temperaturas que variam de 180ºC a 250ºC.
	Após receber a camada de isolamento, o cabo passa dentro de um recipiente com água para sua refrigeração e é armazenado em bobinas.
	Um agravante para que adição do óleo não apresente os resultados esperados, é alta temperatura que a matéria prima necessita para ser injetada no processo. Como o óleo possui características voláteis, devido a esta temperatura, o produto pode evaporar e não ser aderida de forma eficaz no processo.
	Uma solução a este problema pode ser o uso da hortelã e da pimenta em estado sólido.
	Será realizado em um laboratório ensaios, aquecendo um polímero (revestimento externo do cabo de fibra óptica), adicionando óleo de hortelã-pimenta e também em estado sólido.
Os resultados obtidos servirão de analise, para verificação do comportamento dos produtos adicionados em alta temperatura. 
6 RESULTADOS ESPERADOS
Após várias pesquisas, foi decidido realizar uma experiência para verificar o que acontece com os polímeros deixando em um ambiente para os ratos, um deles sem nenhum composto acrescentado, e outros 3 com mudanças, tais como, um com pó de hortelã, outro com pó de pimenta e com pó de hortelã-pimenta.
Com essas experiências, o resultado esperado é que o rato não ataque os polímeros com os compostos de pó hortelã-pimenta, pó hortelã, pó pimenta. Justamente pelo fato de que a hortelã repele o rato devido ao seu odor que é irritante para o roedor. A pimenta não irá o afastar imediatamente pelo odor igual a hortelã, mas assim que o rato começar a roer o polímero ele irá sentir um gosto não agradável a ele, o que o afastara daquele local. A hortelã-pimenta juntos, podem talvez ser a combinação perfeita, pois um afastara o rato pelo odor e outro pelo gosto, teoricamente seria mais eficiente, mas após o resultado final esse polímero ainda será revestido por uma camada fina de outro polímero sem nenhum composto, mas isso pode inibir o odor da hortelã. 
Com essas experiências poderá ser descoberto se é realmente capaz de realizar a junção de pó de pimenta e pó de hortelã há um polímero. Também foi pensado em utilizar um óleo de pimenta com hortelã, mas este método foi descartado, devido ao método que será realizado a junção dos compostos, pois ao derreter o polímero e acrescentarmos o óleo de pimenta com hortelã, o óleo será evaporado devido à alta temperatura que será utilizada para derreter o polímero.
7 CUSTOS E ORÇAMENTOS
	
	Valores dos materiais que serão utilizados:
Custo do óleo de hortelã- pimenta R$69,60 - 30ml;
Pimenta R$ 5,00 - 30g;
Cabo Drop 1fo Cx 500mt Fibra Optica Low Friction Furukawa R$ 0,894 – por metro;
	O levantamento de custos somente levará em conta os valores dos materiais que serão utilizados, não sabendo ao certo qual será a quantidade correta para que a mistura da pimenta com hortelã seja eficaz contra a ação dos ratos.
	Para que o custo seja orçado no valor mais real possível, seria necessário realizar o experimento para encontrar a quantidade correta da mistura e descobrir a maneira correta de fabricação deste novo material.
8 PESSOAL ENVOLVIDO
Arilson Busch foi o responsável pela parte da problemática, descrever o nosso objetivo e a justificativa de fazermos o trabalho e fazer o levantamento de custo dos materiais a serem utilizados;
Christian Machado e João Marcos Julkoski membros responsáveis pelos levantamentos de dados e informações e pesquisas bibliográficas sobre o tema, e quais seriam os resultados esperados;
Gustavo Henrique Neis ficou responsável pela digitalização e formatação do trabalho e revisão do trabalho.
9 CRONOGRAMA
Quadro 02 - Cronograma
	Data
	Atividade
	Responsável
	Status
	06/08/2016
	Formação de grupos
	Equipe 1
	Concluído
	20/08/2016
	Definição do tema
	Equipe 1
	Concluído 
	27/08/2016
	Pesquisas bibliográficas
	Equipe 1
	Concluído 
	29/08/2016
	Pesquisas de problemas decorrentes da ação de ratos e formigas em cabos de fibra óptica
	Jõao – Gustavo
	Concluído
	31/08/2016
	Conclusão da apresentação introdutória do tema, problemática
	Cristhian-João
	Concluído
	01/09/2016
	Pesquisas de custos e procedimentos para a solução da problemática
	Gustavo-Arilson
	Concluído
	02/09/2016
	Últimas alterações de objetivos
	Arilson- João
	Concluído
	03/09/2016
	Seminário, problemática, justificativas, objetivos
	Equipe 1
	Concluído
	14/09/2016
	Pesquisas de bases teóricas
	Gustavo-Cristhian
	Concluído
	15/09/2016
	Definição de custo, orçamento, materiais
	Gustavo-Cristhian
	Concluído
	17/09/2016
	Ultimas alterações no referencial teórico, metodologia, cronograma, resultados esperados
	Arilson-Gustavo
	Concluído
	18/09/2016
	Conclusão do referencial teórico/ Metodologia
	João-Arilson
	Concluído
	24/09/2016
	Entrega do referencial o teórico /Metodologia
	Equipe 1
	Concluído
	27/09/2016
	Definição de etapas de execução do projeto
	A definir
	Aberto
	08/10/2016
	Definições de soluções para possíveis falhas no projeto
	A definir
	Aberto
	22/10/2016
	Testes de execução de etapas mais complexas
	A definir
	Aberto
	29/10/2016
	Execução de todas as etapas definidas no projeto
	A definir
	Aberto
	05/11/2016
	Entrega do relatório de acompanhamento das etapas de execução do projeto
	Equipe 1
	Aberto
	12/11/2016
	Início da apresentação do trabalho final 
	Equipe 1
	Aberto
	16/11/2016
	Revisão e ultimas alterações da apresentação da Oficial ll
	Equipe 1
	Aberto
	18/11/2016
	Último teste de execução do projeto
	Equipe 1
	Aberto
	19/11/2016
	Entrega e apresentação do trabalho final
	Equipe 1
	Aberto
Fonte: O Autor
REFERÊNCIAS
TELBRAX, empresa. Fibra óptica: como funciona e quais as suas vantagens, 2015. Disponível em < http://www.telbrax.com.br/blog/fibra-optica/>. Acesso em: 17/09/2016
JESUS, Abel. Fabricação de fibra óptica, 2013. Disponível em <http://www.respostatecnica.org.br/dossie-tecnico/downloadsDT/Mjc2NzU>. Acesso em: 17/09/2016
PANJOTA ENGINEERING & CONSULTANT. Proteção contra roedores em cabos ópticos, 2010. Disponível <http://www.pantojaindustrial.com/exibir.php?id=33>. Acesso em: 18/09/2016