Los problemas de ruido asociados a los sistemas de climatización, son generados por los ventiladores, bombas y compresores que componen estos sistemas. El ruido puede ser generado y transmitido en forma aérea o estructural. En esta serie de artículos veremos los fenómenos de generación de ruido, problemas de regeneración de ruido que se puedan producir por una mala selección o instalación de los sistemas de reducción de ruido y sus soluciones.
PARÁMETROS DE EVALUACIÓN
Los parámetros de evaluación para el ruido ambiente presentes en una sala, deben considerar el comportamiento espectral (por frecuencia) del ruido percibido. Para esto existen varias curvas de evaluación, dentro de las cuales las más utilizadas y que permiten evaluar de mejor forma la molestia causada por un ruido en un ambiente cerrado, son las curvas NC y la curvas RC Mark II. Las curvas NC (Noise Criteria) corresponde a una clasificación de número único que pondera el contenido espectral del ruido evaluado su sonoridad e interferencia con la palabra. El método consiste en una familia de curvas que comprenden un rango de frecuencias entre las bandas de 1/1 oct. De 63 Hz a 8000 Hz. El ruido evaluado se asocia a la mayor curva NC donde éste intersecta.
Esta curva se usa generalmente para lugares donde la calidad del sonido no es especialmente importante. Las curvas RC Mark II corresponde a una revisión del año 1997 de las curvas RC (Room Criteria), creadas en el año 1981. El procedimiento de evaluación para éste método, parte por el cálculo del promedio aritmético redondeado al entero más próximo de los niveles de presión sonora en las bandas de octava de 500, 1000 y 2000 Hz (la región de frecuencia principal de la voz), el número resultante corresponde al criterio RC. Posteriormente se realiza un análisis de las diferencias entre la curva RC y el ruido evaluado en las regiones de baja frecuencia (LF), frecuencias medias (MF) y altas frecuencias (HF), con el objetivo de determinar las molestias del ruido en estas regiones.Cuando el ruido evaluado tiene pocas diferencias con la curva RC asociada se dice que el ruido es neutral (N). Para evaluar si el ruido es del tipo LF, MF HF o N, se debe calcular el QAI (Quality Assessment Index), para cada región de frecuencia, si éste es mayor a 5 dB, se describe el ruido evaluado con el criterio RC asociado seguido por las siglas (LF), (MF) o (HF), según sea el caso. Si al QAI es menor o igual a 5 dB se utiliza la sigla (N).
VENTILADORES
El ruido emitido por un ventilador básicamente se debe al corte del aire por las aspas del ventilador. El nivel de ruido, entonces depende del caudal que maneje el ventilador, la presión estática con que esté trabajando y el tipo de ventilador. Dado que la generación de ruido de un ventilador se produce por el golpe del aire por las aspas, la mayor emisión de ruido es a través de las descargas y admisión de aire del ventilador, y en forma secundaria, la carcaza del ventilador -si es del tipo centrífugo o tuboaxial - y el motor. Si bien es cierto los ventiladores son las mayores fuentes de ruido, no son las únicas fuentes, produciéndose ruido regenerado en los codos de los ductos, dampers, bifurcaciones y otros elementos incluso en atenuadores de ruido. Los ruidos relacionados a problemas aerodinámicos en los ductos pueden ser evitados con:
Notas:
1.- Las velocidades en los ramales deberán tener velocidades no superiores al 80% del valor mostrado.
2.- Las velocidades en los recorridos finales hacia las descargas deberán tener velocidades no superiores al 50% del valor mostrado.
3.- Los codos y otros elementos pueden aumentar sustancialmente el nivel de ruido de flujo, dependiendo del tipo.
Las velocidades deberán ser reducidas hasta en un 50% dependiendo del tipo de elemento.
- Proporcionando transiciones suaves.
- Permitiendo un flujo uniforme en la descarga de los ventiladores antes de cualquier codo, atenuador o damper
ATENUADORES DE RUIDO
Los atenuadores de ruido son secciones de ductos prefabricadas que contienen celdas internas rellenas con materiales de absorción acústica (generalmente lana de vidrio o lana mineral). Su rendimiento acústico y aerodinámico depende del tamaño, forma y longitud de las celdas internas. Mientras más larga y gruesa sea la celda interna, mayor atenuación de ruido producirá, pero por lo general a expensas de una mayor pérdida de carga. También se debe tener en consideración el ruido que se regenera por los atenuadores de ruido, que está en directa relación con la velocidad de paso del aire por entre las celdas.
Otra manera de producir atenuación de ruido en ductos es revistiendo internamente el ducto con palmetas de lana de fibra de vidrio especialmente diseñada para este propósito, sin embargo, el rendimiento acústico de este revestimiento en comparación con un atenuador de ruido es muy bajo. Por ejemplo, para producir el mismo rendimiento acústico en la frecuencia de 250 Hz de un atenuador comercial de 1,5m de largo, es necesario revestir interiormente 25 m de ducto con ara producir las atenuaciones de ruido y el desempeño aerodinámico mostrado por los catálogos de los fabricantes, los atenuadores de ruido deben ser instalados de acuerdo a los dibujos de la Fig. 8 (a-h).
Si los atenuadores se instalan muy cerca de las descarga de los ventiladores o de las singularidades de los ductos (codos, bifurcaciones), se puede producir una regeneración de ruido por turbulencia que afectará el desempeño acústico y aerodinámico final.
EVALUACIÓN DE EMISIONES DE RUIDO DE SALAS DE MÁQUINAS
Los equipos instalados en el exterior del edificio, ya sea en el último piso, a nivel de terreno o en pisos intermedios, pueden causar molestias debido al ruido o incluso infringir la normativa existente respecto a límites máximos de emisión de ruido (D.S. No 146/97 del MINSEGPRES) a viviendas, departamentos u oficinas cercanas. Cada situación debe ser estudiada en detalle considerando la ubicación del equipo con respecto a los vecinos potencialmente afectados, los niveles de emisión de ruido de los equipos y los requerimientos de ventilación y de mantención de los equipos. Actualmente existe tecnología en programas computacionales, como SoundPlan, que nos ayudan a predecir os niveles de ruido, modelando tridimensional mente la situación real.Estos programas nos permiten visualizar mapas de ruido (Fig.2) y conocer los aportes de cada una de las fuentes de ruido estudiadas al ruido percibido por el vecino, lo que permite determinar y diseñar las medidas de mitigación adecuadas para cada caso.
SOLUCIONES CELOSIAS ACÚSTICAS
El ruido desde las salas mecánicas puede transmitirse hacia el exterior por medio de las celosías o aberturas que tenga la sala para su ventilación o admisión de aire. Para solucionar este problema es posible utilizar celosías acústicas, que pueden reducir el ruido en hasta 13 dB(A) y permiten la ventilación de la sala. Dado que estas celosías están fabricadas con celdas rellenas con materiales absorbentes de sonido, el área libre puede ser de un 30 a un 50% del área total de la celosía. Se debe tomar en cuenta esto para la selección del área requerida para la sala.
RUIDO DE PISOS MECÁNICOS
A menudo las salas mecánicas están ubicadas en el último piso sobre una oficina ejecutiva o habitación. El ruido y las vibraciones emitidas por los equipos es transmitida hacia el piso inferior provocando molestias e imposibilidad de ocupar comercialmente el piso bajo la sala mecánica. Es muy importante para estos casos contar con una adecuado sistema de control de vibraciones en equipamiento y cañerías para no transmitir vibraciones y el ruido generado por ellas hacia los pisos de abajo, pero también es necesario aislar de la transmisión de ruido aéreo. Es posible reducir al mínimo la transmisión de ruido ejecutando un piso flotante, sintonizado a una frecuencia no superior a 15 Hz, El sistema más moderno que existe para ejecutar pisos flotantes para salas mecánicas es el realizado mediante aisladores tipo Jack up (fig. 5), este sistema permite construir una losa flotante sobre 100mm directamente sobre la losa estructural y luego levantarla mediante tornillos incorporados al aislador.
Otra alternativa es instalar un cielo colgante de placas de yeso-cartón aislado elásticamente mediante colgadores de neopreno o resorte. La figura 7 muestra un cielo flotante en proceso de construcción donde se puede observar el colgador y la estructura de soporte del cielo antes de instalar las placas de yeso cartón. Fig. 7. Colgador para cielo flotante
BARRERAS ACÚSTICAS
Cuando el receptor está al mismo nivel o a un nivel inferior a la fuente de ruido que se quiere tratar, y cuando las reducciones de ruido requeridas sean inferiores a 12 dB(A), es posible implementar una solución basada en barreras acústicas. Estas barreras están conformadas por paneles con la cara absorbente en el lado enfrentado a la fuente de ruido y pueden incorporarse celosías acústicas cuando se requiera ventilación. Cuando la ventilación que se requiera sea mucha o cuando no se puedan dejar los espacios para una adecuada toma o descarga de aire hacia los equipos, las barreras pueden ser completamente de celosías acústicas. Fig. 8. Barrera Acústica.Es necesario aclarar que el rendimiento de las barreras acústicas depende no tan sólo de los paneles en que esté construida, sino que también de las dimensiones relativas a la fuente de ruido y al receptor. Se debe estudiar muy bien el diseño de la barrera para obtener los resultados esperados. Los programas computacionales para estudiar la emisión de ruido también nos ayudan a determinar las dimensiones de las barreras.
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