Modos de propagación de las ondas elásticas en los cables eléctricos

Abstract

En esta tesis se analizan los modos de propagación de las ondas elásticas en los cables eléctricos, para su uso en telecomunicaciones. Se propone un modelo teórico para los mismos y se llevan a cabo simulaciones con el modelo. Los cables eléctricos se modelan como estructuras viscoelásticas cilíndricas, con núcleo de cobre y cubierta de plástico. Para resolver numéricamente el modelo teórico se propone un algoritmo híbrido, con el objetivo de incrementar la robustez. Tanto el modelo teórico como los algoritmos numéricos se validan en la tesis, en dos grandes bloques: validación de las herramientas de simulación y validación experimental. Experimentalmente se ha validado con dos técnicas complementarias, con medidas electromagnéticas procedentes de los piezoeléctricos, y con ensayos de interferometría. Se observa gran similitud entre los resultados de las simulaciones y los ensayos experimentales. Además, se ha encontrado un hecho curioso. En los cables eléctricos sin plástico aislante la atenuación aumenta como es habitual con la frecuencia. Sin embargo, en los cables eléctricos con plástico aislante se observa que los modos de propagación superiores son los que tienen menor atenuación. Para intentar explicar este fenómeno se ha planteado una hipótesis: los modos de propagación de mayor frecuencia tienden a propagarse principalmente por el cobre, por lo que su atenuación disminuye. Dicha hipótesis parece confirmarse a la vista del perfil de los modos de propagación.