(de 0 al máximo) Ruidos y vibraciones procedentes de fluidos a ENTRADA
Succión Alta presión
SALIDA Zona de descompresión (alta CAMBIOS DE PRESION CAMBIOS DE PICOS DE PRESION EXPANSION Y CONTRACCION DE LA BOMBA ENTRADA
Succión Alta presión
SALIDA
Ruidos y vibración producidos por los picos de presión
ENTRADA
Succión Alta presión
componentes está a la frecuencia natural del sistema una resonancia se establecerá haciendo que el sistema vibre mas de lo normal.
CAMBIOS VIOLENTOS EN LA VELOCIDAD DEL FLUIDO CAUSAN RUIDO
Para poder entender como los cambios violentos en la velocidad del fluido producen ruido tenemos que examinar dos tipos de flujo.
Flujo laminar. A través de un conducto se muestra el movimiento de las partículas que se desplazan suavemente sobre trayectorias paralelas con fricción solamente con las paredes del conducto.
Flujo turbulento. A través del conducto se muestra un marcado incremento en el movimiento aleatorio de las partículas a lo largo de las paredes y en el interior del tubo. Este aumento de la interacción de las moléculas causa sonidos que se transmiten por las paredes hacia el aire. Mientras mas grande sea la velocidad del fluido, mayor será la interacción molecular y mayor el ruido. Flujos turbulentos extremos se encuentran cuando hay una restricción al flujo, esto incrementa la velocidad del flujo. Las restricciones están en general en forma de válvulas, adaptadores de tubería, y cualquier cambio de dirección en el fluido. Los cambios súbitos de la dirección del
fluido causan un fenómeno llamado cavitación el cual produce ruido en las válvulas y en las tuberías. Los sistemas hidráulicos industriales se consideran muy turbulentos por la gran cantidad de cambios de dirección en bombas, válvulas, etc., y flujos de alta velocidad.
Turbulencia puede ocurrir también en la succión y en la descarga de la bomba. Los drásticos cambios en el diámetro y en la trayectoria del flujo son factores contribuyentes, pero la violenta compresión y descompresión causa las mayores ondas de sonido. Estas son transmitidas a través de las piezas metálicas y después al aire hacia nuestros oídos. Válvulas internas en las bombas también producen turbulencia. Algunos diseños producen cambios bruscos en la velocidad y por consiguiente, ruido.
LA AIREACION Y LA CAVITACION PRODUCEN RUIDO
Dentro de la bomba pueden ocurrir dos fenómenos independientemente o simultáneamente. Los dos producen ruido, calor, fluctuaciones de presión, vibración y daño en la bomba.
La aireación es causada por el aire que se introduce en la tubería de la succión de la bomba. Cuando las burbujas de aire entran en la zona de compresión de la bomba, están sujetas a un incremento de la presión, causando que la burbuja se colapse, generando gran ruido y vibración.
Otro efecto que va en detrimento de la bomba es el calor generado por la compresión de las burbujas de aire, produciendo daños en el metal de la bomba y desprendimiento de material del mismo.
El otro fenómeno es la cavitación, la cual ocurre debido a una restricción severa en la succión de la bomba.
Turbulencia suave cerca a las paredes del tubo.
Flujo laminar, relativamente de bajo ruido
Curvas muy cerradas causan turbulencia que produce ruido
Las burbujas de cavitación son burbujas de vapor del fluido causadas por una pérdida de la presión absoluta dentro de la superficie del fluido en los conductos de la succión de la bomba. Cuando éstas burbujas entran en la zona de compresión de la bomba, ellas están sujetas a un incremento de presión. a la entrada, estas burbujas 'implotan' generando un ruido continuo con características propias y sobretodo muy intenso y que puede opacar otros ruidos en la planta. Debido a que éstas implosiones son tremendamente rápidas y desarrollan tremendas fuerzas, las paredes de la bomba y cualquier otro elemento que esté expuesto, mostrarán severos signos de erosión y ralladuras debidas a la pérdida de lubricación.
En otros elementos también se pueden encontrar los fenómenos de aireación y cavitación. RUIDO EN LAS VALVULAS DE CONTROL DE PRESION
Las válvulas de control de presión pueden generar ruido del tipo hidráulico y mecánico. Sonidos de tipo hidráulico son el resultado de la turbulencia generada por las altas velocidades del fluido, por los cambios bruscos de dirección y por los cambios en diametro de los conductos internos.
Golpeteo metálico puede ocurrir cuando dos válvulas de control de presión o una válvula y un compensador de una bomba tiene las regulaciones muy cercanas. Por ejemplo, 100 psi. Para evitar éste problema se debe dejar una diferencia de por lo menos 250 psi.
OTROS RUIDOS ASOCIADOS A LA UNIDAD DE POTENCIA
Los ruidos son producidos básicamente en la bomba y en las válvulas, pero el tanque no solamente puede ser un transmisor de ruido por vibración sino que también puede producirlo porque a él también llegan tuberías. El tanque por su configuración puede ser un amplificador de los ruidos producidos por el resto del sistema.
FUENTES DE GENERACION DE RUIDO
Como se muestra en el diagrama, el área de mayor generación de ruido está en los elementos rotantes del sistema, y por otro lado el de mayor transmisión de ruido es el tanque. En la medida que el número sea menor, mayor será la generación o transmisión
Las burbujas de la cavitación se colapsan en el punto donde comienza la compresión generando ruido
Las burbujas de aire explotan en la zona de compresión causando ruido
de ruido.
EL MOTOR ELECTRICO COMO GENERADOR DE RUIDO
Vibración mecánica y ruido son generados por las fuerzas torcionales magnetomotivas entre las barras del rotor y las ranuras del estator y por el desalineamiento entre las tapas y la armadura. Esto, m as las h o lg uras de l os rodamientos y al desbalanceo din ám ico dej a reso nanc ias estructurales que se transmiten por todo el sistema hidráulico. Un motor con 4 polos (1800 RPM) esta mas sujeto a vibraciones y ruido que uno de 6 pares (1200 RPM).
También se sabe que un motor con las ranuras del estator rellenas de plástico inerte tiene menor nivel de ruido.
Los ventiladores de los motores eléctricos son los elementos que mas contribuyen a generar ruido. Especialmente los que usan aspas metálicas, las cuales son muy delgadas y generan vibración con mucha facilidad.
ALGUNAS FORMAS SIMPLES DE ELIMINAR EL RUIDO EN OPERACION Ahora que sabemos los comos y los porqués de los ruidos en las unidades de potencia hidráulica, examinemos algo que es fácil, remedios que se pueden tomar para disminuir el nivel de ruido.
Como lo que se discute son los diferentes remedios, no hay que olvidar que la mejor forma de bajar el nivel de ruido es diseñar el sistema hidráulico pensando en bajar el ruido, pero muchas unidades ya están trabajando, ya fueron diseñadas y solo podemos tratar de bajar el ruido después. Una de las técnicas mas usadas en el control del ruido, es la de escuchar la unidad de potencia. Un incremento del nivel de ruido significa dos tipos de problemas existentes. El primero es, daño que hay en el sistema o en el motor eléctrico. El segundo, un problema potencial con OSHA (Occupational Safety and Health Administration), si las máquinas de la empresa están emitiendo mas del nivel
permitido de ruido para 8 horas de trabajo por día.