ADSS versus OPGW: Comparación de dos importantes soluciones de fibra óptica para redes aéreas

Las redes aéreas de fibra óptica dependen de cables que pueden soportar condiciones climáticas extremas, altas cargas mecánicas y los desafíos electromagnéticos de los entornos de líneas eléctricas. Dos tipos de cables han surgido como las soluciones dominantes: Cable ADS (autoportante totalmente dieléctrico) y OPGW (cable de tierra óptico) . Si bien ambos ofrecen comunicación de fibra óptica de alta velocidad a lo largo de corredores eléctricos aéreos, están diseñados para condiciones y tipos de proyectos fundamentalmente diferentes. Comprender sus distinciones es esencial antes de comprometerse con cualquiera de las soluciones.

¿Qué son los cables ADSS y OPGW?

Cable totalmente dieléctrico autoportante (ADSS) es un cable de fibra óptica totalmente no metálico diseñado para tenderse entre postes de servicios públicos o torres de transmisión sin ningún cable mensajero ni estructura de soporte adicional. La ausencia de metal en su construcción lo hace inmune a las interferencias eléctricas, por lo que puede instalarse de forma segura cerca de conductores eléctricos energizados.

Cable de tierra óptico (OPGW) es un cable híbrido que realiza dos funciones simultáneamente: actúa como cable aéreo de tierra/protección en una línea de transmisión de alto voltaje y al mismo tiempo alberga fibras ópticas para la comunicación de datos. Reemplaza físicamente el cable estático tradicional en la parte superior de las torres de transmisión, integrando la capacidad de conexión a tierra y la transmisión de fibra óptica en un solo cable.

Ambos tipos de cables utilizan la infraestructura de líneas eléctricas existentes, lo que elimina la necesidad de construir torres de comunicación dedicadas y reduce significativamente los costos de construcción en comparación con los despliegues tradicionales de fibra aérea. A pesar de esta ventaja compartida, sus estructuras internas, requisitos de instalación y casos de uso óptimos difieren considerablemente.

Diferencias estructurales: cómo se construyen

La arquitectura interna de ADSS y OPGW refleja sus filosofías de diseño muy diferentes.

El cable ADSS se construye alrededor de un miembro central de resistencia, generalmente una varilla de fibra de vidrio, rodeado por tubos de protección sueltos trenzados, cada uno de los cuales contiene múltiples fibras ópticas incrustadas en gel. El hilo de aramida (como Kevlar) envuelve el núcleo como principal elemento de soporte de carga, proporcionando la resistencia a la tracción necesaria para grandes luces aéreas. Una chaqueta exterior de HDPE o AT (anti-tracking) completa la estructura. No hay metal en ninguna parte del cable. Los diseños de ADSS vienen en dos configuraciones principales: tubo central (adecuado para luces más cortas de hasta aproximadamente 500 m) y capa trenzada (preferido para luces más largas de hasta 1.500 mo más).

El cable OPGW, por el contrario, integra metal y fibra en una disposición concéntrica. Las fibras ópticas están alojadas en uno o más tubos de acero inoxidable o aluminio colocados en el centro del cable o cerca de él. Las capas circundantes consisten en alambres de acero revestido de aluminio (ACS) o de aleación de aluminio que brindan tanto la resistencia mecánica para manejar tramos largos de líneas de transmisión como la conductividad eléctrica necesaria para transportar corrientes de falla de manera segura a tierra. Una sección transversal diseñada con precisión equilibra el rendimiento eléctrico, las propiedades mecánicas y la estabilidad térmica del cable en condiciones de falla.

Rendimiento eléctrico y seguridad

El comportamiento eléctrico es uno de los diferenciadores más críticos entre los dos tipos de cable.

Debido a que ADSS no contiene componentes conductores, no transporta potencial eléctrico y no presenta riesgo de descarga eléctrica para el personal de mantenimiento. No se ve afectado en absoluto por los campos electromagnéticos generados por los conductores eléctricos cercanos. Sin embargo, en entornos de muy alto voltaje (normalmente por encima de 110 kV), los campos eléctricos inducidos pueden provocar un seguimiento de la superficie de la chaqueta exterior con el tiempo. Los cables instalados en dichos entornos requieren un producto especialmente formulado. Funda AT (anti-seguimiento) para resistir esta degradación.

OPGW, al ser un cable metálico, debe estar debidamente conectado y puesto a tierra en cada torre. Proporciona protección directa contra rayos al interceptar los impactos y conducir la corriente de falla resultante de manera segura a tierra, protegiendo los conductores de fase que se encuentran debajo. Esta función de conexión a tierra es la razón por la que OPGW se instala en la parte superior de las torres de transmisión. Su estructura metálica implica que siempre debe estar desenergizado y conectado a tierra antes de comenzar cualquier trabajo de mantenimiento, lo que hace imposible la instalación de línea viva sin equipos y procedimientos especializados.

Métodos y condiciones de instalación

Las condiciones en las que se puede instalar cada cable representan una de las diferencias más significativas en la práctica para los planificadores de proyectos.

El cable ADSS se fija al costado de las torres de transmisión o postes de distribución existentes mediante hardware dedicado, como abrazaderas de suspensión y abrazaderas de tensión. Como no transporta energía eléctrica, se puede instalar en un Línea energizada sin corte de energía. —una gran ventaja para las empresas de servicios públicos que no pueden permitirse tiempos de inactividad. Los equipos de instalación lo colocan entre postes como cualquier cable mensajero autoportante. Su peso ligero reduce la carga estructural impuesta a las torres, lo cual es una consideración importante al agregar cables a una infraestructura antigua.

La instalación de OPGW es más compleja. Dado que reemplaza el cable de tierra aéreo existente, el cable de tierra antiguo debe retirarse cuando se coloca el nuevo OPGW, una operación que requiere que la línea de transmisión esté desenergizada y conectada a tierra, o que se realice utilizando técnicas especializadas de línea viva. Esto convierte a OPGW en la elección natural para construcción de nueva línea de transmisión , donde no hay ningún cable de tierra existente y no se requiere corte. Reequipar una línea energizada existente con OPGW es un desafío logístico y considerablemente más costoso.

Aplicaciones típicas

Cada tipo de cable está alineado con un conjunto distinto de escenarios de proyectos e industrias.

El cable ADSS es ampliamente utilizado por operadores de telecomunicaciones, empresas de distribución de energía y operadores de redes privadas en una amplia gama de entornos. Las aplicaciones comunes incluyen:

• Líneas de distribución en tensiones de 10 kV a 110 kV.
• Implementaciones de redes de acceso de banda ancha y FTTx
• Comunicación del corredor ferroviario y de transporte.
• Columnas centrales de plantas exteriores para empresas y campus
• Infraestructura de red CATV y CCTV
• Conectividad rural de larga distancia donde la construcción de nuevas torres no es práctica

OPGW es utilizado predominantemente por empresas eléctricas en sistemas de transmisión de alto y extra alto voltaje. Sus aplicaciones incluyen:

• Nuevos proyectos de líneas de transmisión de 110 kV, 220 kV, 500 kV y ultra alta tensión
• Sistema SCADA de comunicación y protección de relés en redes eléctricas.
• Aplicaciones de monitoreo y control de redes inteligentes
• Reemplazo de cables de tierra antiguos en líneas de alto voltaje existentes durante cortes programados
• Redes troncales de comunicaciones privadas entre servicios públicos

Consideraciones de costos y mantenimiento

Las comparaciones de costos entre ADSS y OPGW deben tener en cuenta tanto la inversión inicial como los factores operativos a largo plazo.

El cable ADSS generalmente tiene una menor costo de material inicial que OPGW. Su construcción totalmente dieléctrica no utiliza metales preciosos y la instalación no requiere cortes de energía, lo que reduce significativamente los costos relacionados con el proyecto. El mantenimiento es relativamente sencillo: la inspección visual y las comprobaciones de hardware normalmente se pueden realizar sin desenergizar la línea.

OPGW implica costos iniciales más altos debido a la complejidad de su estructura híbrida metálico-óptica y la necesidad de quitar y reemplazar el cable de tierra existente durante la instalación. Sin embargo, para nuevos proyectos de líneas de transmisión, OPGW ofrece un valor convincente porque un solo cable cumple simultáneamente la función de conexión a tierra obligatoria y la función de comunicación, reemplazando dos sistemas separados. Durante la vida de un proyecto de transmisión de alto voltaje, esta eficiencia de doble propósito puede compensar la mayor inversión inicial.

El mantenimiento de OPGW requiere mayor cuidado. Cualquier trabajo de reparación en el cable requiere protocolos de conexión a tierra, y el empalme de fibra en el campo debe tener en cuenta los componentes metálicos del cable. Los cierres de empalme y los herrajes deben estar clasificados para el entorno eléctrico de la torre de transmisión.

Cómo elegir entre ADSS y OPGW

La elección correcta depende principalmente de tres factores: el nivel de voltaje de la línea, si el proyecto es una construcción nueva o una modernización, y si el cable debe cumplir una función de conexión a tierra. La siguiente tabla resume los puntos de decisión clave.

Como regla general: Elija OPGW al construir una nueva infraestructura de transmisión de alto voltaje donde de todos modos se requiere un cable a tierra, y el cable de doble propósito brindará el mejor valor total. Elija ADSS al actualizar o agregar capacidad de comunicación a una línea energizada existente , particularmente en voltajes de distribución, donde un corte de energía no es práctico y no se desean cambios estructurales en las torres.

Para proyectos que abarcan ambos escenarios, como una empresa de servicios públicos que expande su red troncal de fibra a través de una infraestructura mixta nueva y heredada, un enfoque combinado que utiliza OPGW en nuevos segmentos de alto voltaje y ADSS en secciones de distribución existentes es una práctica bien establecida. Para explorar configuraciones de productos específicas para cualquier tipo de cable, visite nuestro Página del producto OPGW o comuníquese con nuestro equipo de ingeniería para obtener una recomendación específica del proyecto.