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Per realizzare una banda ultra-larga che consenta a tutti di avere accesso a un Internet veloce è necessario sviluppare una rete in fibra ottica diffusa, robusta e capillare. Ma tutto ciò costa, perché la tecnologia con cui si produce la fibra ottica non è per nulla economica.
Trovare un modo per produrre la fibra ottica con un metodo veloce ed economico può quindi rivelarsi fondamentale per facilitare la creazione di una banda ultra larga efficace. Uno studio pubblicato sulla rivista Scientific Reports condotto da Cristiano Cordeiro dell'università di Campinas in Brasile, descrive un nuovo metodo che sarebbe fino a 100 volte più economico, per la realizzazione della fibra ottica, rispetto all'attuale processo standard.
Il procedimento non richiede l'impiego di costosi e ingombranti macchinari per la produzione delle fibre, come quelli necessari con l'attuale tecnologia, e promette la costruzione di cavi in meno di un'ora partendo dalla materia prima. Una tecnica resa possibile dalla diffusione delle stampanti 3D, che giocano un ruolo fondamentale nella produzione di fibre ottiche sottili. Una implementazione su larga scala della produzione di fibra con questo metodo apporterebbe quindi benefici a tutte le aree in cui essa viene utilizzata, dalle telecomunicazioni fino anche all'ambito medico e all'illuminotecnica.
Fibra ottica, come viene prodotta oggi
La fibra ottica è una tecnologia che permette la trasmissione di informazioni attraverso impulsi di luce che corrono lungo un filo, che può essere realizzato con un polimero plastico o in vetro sottilissimo. I cavi utilizzati hanno un diametro generalmente di appena 125 nanometri, molto più sottile di un capello umano. Questa tecnologia permette di trasportare una quantità di informazioni di molto superiore a quella di un normale cavo in rame, oltre a risentire meno degli effetti negativi legati ai disturbi elettromagnetici o alle condizioni meteo avverse.
I metodi di produzione ad oggi sono diversi, ma la tecnica standard utilizzata prevede la realizzazione della fibra a partire da una versione corta, grossa e cilindrica che prende il nome di "preforma". La fibra viene quindi appesa a una "torre di stiro delle fibre", l'estremità inferiore viene riscaldata e sciolta e la gravità fa il resto: la preforma posta alla sommità dell'alta torre inizia a colare, con il materiale fuso che si allunga per tutta la lunghezza della torre. Poi la fibra così ottenuta viene raffreddata e il processo di polimerizzazione permette di ottenere una fibra ottica finita e utilizzabile per i vari scopi a cui può essere destinata.
Fibra ottica, il nuovo metodo dalla stampa 3D
Nello studio su Scientific Reports, i ricercatori spiegano che il metodo somiglia a quello di produzione della pasta. Una similitudine fin troppo semplicistica, ma che descrive comunque le caratteristiche base del metodo, in cui il materiale, che può essere più o meno duttile, viene sottoposto a una forte pressione in modo da passare attraverso uno stampo che gli dia la forma desiderata.
Cordeiro e colleghi ipotizzano l'uso di un estrusore di filamenti standardizzato, cioè un dispositivo grande quanto un forno a microonde destinato solitamente alla produzione dei sottili filamenti di plastica che diventano la materia prima per costruire un po' di tutto con le stampanti 3D.
Utilizzando un pellet di polimero termoplastico trasparente, l'estrusore scioglie il materiale e lo fa passare attraverso un ugello in titanio progettato per produrre una fibra sottile, che potrà essere solida oppure caratterizzata dalla presenza al suo interno di più canali d'aria disposti longitudinalmente, che viene chiamata "fibra ottica microstrutturata" o MOF.
Una volta estrusa, la fibra viene fatta scorrere attraverso una serie di rulli, che la mantengono tesa durante il processo di raffreddamento, così che i microscopici canali d'aria non collassino su sé stessi. Uno dei principali vantaggi di questo metodo è che la lunghezza della fibra è limitata solo dalla quantità di pellet disponibile per alimentare l'estrusore, al contrario del metodo che impiega la "torre di stiro" delle fibre, dove la lunghezza finale dipende dalla dimensione della preforma di partenza.
Fibra ottica: metodo economico e veloce
Il processo così sviluppato richiede un numero di macchinari inferiore rispetto a quelli impiegati nel metodo standard, permettendo costi di produzione anche di 100 volte inferiori a quelli attuali. Inoltre, strutturando il processo con un estrattore, anche gli spazi necessari a ospitare i macchinari diminuiscono, dato che le dimensioni dell'estrusore consentono l'impiego di un normale banco di lavoro, piuttosto che di un ambiente che possa ospitare un'alta "torre di stiro". Altro aspetto vantaggioso, è la velocità del processo, che per produrre una fibra impiega meno di un'ora, un tempo di molto inferiore a quello del procedimento standard.
Sarà più semplice produrre la fibra ottica? Questa la domanda che ci si pone, leggendo il metodo messo a punto da Cordeiro e colleghi, che sfrutta tecnologie che sono già esistenti ed efficienti. I vantaggi del procedimento, rispetto a quello standard, appaiono evidenti e bisognerà attendere per vedere potenzialità e limiti di questo metodo, una volta che sarà implementato su larga scala.
