Bajo nivel de ruido: Técnicas de control

Junio, 14

Eduardo Herrera

Sesión de 14:30 a 16:05

1)  Física del Ruido Eduardo

2)  Ruido en Transformadores Rodrigo •  Fuentes de Ruido

•  Normalización

Sesión de 16:25 a 18:00

3)  Medición de Ruido Rodrigo

•  Método de medición de presión •  Método de medición de intensidad

4)  Técnicas de diseño para control de ruido Eduardo

Objetivo de la junta

Sonido

Es un fenómeno vibratorio transmitido en forma de ondas.

Ruido

Es todo sonido molesto, indeseable que perjudique a las personas.

Presión sonora [Pa]

Es la diferencia de presión instantánea y la presión atmosférica estática. • Percibimos entre 20 µPa y 200 Pa

Intensidad de sonido [W/m²]

Es la potencia acústica transferida por una onda sonora por unidad de área normal a la dirección de propagación.

Frecuencia (f) [Hz]

Es el número de oscilaciones por segundo de un suceso periódico

• Nuestro oido puede percibir sonidos con frecuencia entre 20 Hz y 20 000 Hz.

Potencia acústica, W*

Es la cantidad de energía por unidad de tiempo emitida por una fuente en forma de ondas. _{Z = impedancia, Pa s/m}

A = 4πr² =área de influencia, m² ω = 2πf

T = transmisibilidad de sonido a = amplitud

• Es un valor intrínseco de la fuente

• Viene determinada por la propia aplitud de la onda

• Puede determinarse midiendo la presión sonora a cierta distancia de la fuente

Cualidad

Característica

Rango

Tono Frecuencia de onda Agudo, medio, grave Intensidad Amplitud de onda Fuerte, débil o suave Timbre Armónicos de onda

o forma de la onda

Fuente emisora del sonido

Duración Tiempo de vibración Largo o corto

Cualidades del sonido

Nivel de presión sonora, dB

Determina la intensidad que genera una presión sonora (el sonido que escucha una persona)

Lp
 140
dB


Prms
 200
Pa


Comparación de nivel de sonido

0 20 40 80 60 100 120 140

Interior de teatro vacío Avión de propulsión a chorro

Conversación a un metro

Interior de una oficina

Interior de un auto a alta velocidad

Umbral de audición Umbral del dolor

Podadora de césped

Trafo 560MVA, 230kV

Trafo comercial 3.6 MVA

S=Área de superficie de medición, m² h = Altura del tanque, m

lm = Longitud del contorno de medición, m LpA=Nivel de presión sonora, dB

N = Número de mediciones

LpAi = Medición en el i-ésimo punto

LWA = Nivel de potencia sonora, dB So = Área de referencia = 1 m²

Curvas de ponderación

• Curva A (dB

A

) –

Mide la respuesta del oído, ante un sonido de

intensidad baja. Es la más semejante a la percepción del oído.

• Curva B (dB

B

) –

Mide la respuesta del oído ante intensidades

medias.

• Curva C (dB

C

) –

Para medir sonidos de gran intensidad.

• Curva D (dB

D

) –

Se utiliza, casi exclusivamente, para medir el ruido

Existen maneras de atenuar el ruido que genera el transformador

GENERACIÓN

Aire Fluido

TRANSMISIÓN

RECEPCIÓN

NÚCLEO

Generación

Transmisión

• Baja densidad de flujo

• Material de mejor calidad y alta permeabilidad

• Menor peso de núcleo

• Menor distancia entre centros de piernas

• Núcleo no resonante

• Diseño de núcleo escalonado • Apilado automático

• Aplicar adhesivos a las laminaciones del núcleo

• Colocar elementos antivibración entre núcleo y tanque

NÚCLEO

A-A

SISTEMA DE

ENFRIAMIENTO

Generación

Transmisión

• Velocidad baja de suministro de aire • Radiadores no resonantes

• Disminuir cantidad de radiadores

• Colocar elementos antivibración entre la conexión con el tanque

• Amortiguar sujeción de ventiladores y bombas

• Cubrir con una coraza al ventilador

Ventiladores

Bombas

SISTEMA DE ENFRIAMIENTO

BOBINA

Generación

Transmisión

• Aplicar un apropiado valor de pre-esfuerzo a la bobina

• Diseñar bobina con frecuencias naturales bastante alejadas de las frecuencias de excitación (120 Hz y sus múltiplos)

• Utilizar materiales aislantes, entre conductores, con un alto coeficiente de amortiguamiento… en lo posible

Diseño de núcleo y bobinas no resonantes… fuera de la frecuencia

de exitación (120 Hz).

TANQUE

Generación

Transmisión

• Tanque no resonante

• Distribución adecuada de refuerzos para disminuir la amplitud de vibración • Agregar masa a refuerzos

• Cancelación pasiva • Cancelación activa

• Elementos antivibración en la cimentación

• Full enclosure (recinto acústico) • Cortina de PVC

Sistema acoplado complejo

CAMPO

ELECTROMAGNÉTICO

CAMPO

DEZPLAZAMIENTOS

CAMPO

PRESIÓN

Eléctrica

Mecánica

Acústica

C

A

L

L

E

Trafo Muro

CALLE

Vibraciones

•  Existen cada vez más subestaciones en zonas urbanas y

residenciales.

•  La sociedad se preocupa más por su bienestar y el medio ambiente

resultando en mayores exigencias para disminuir/eliminar ruido

audible.

•  La tendencia en usuarios de transformadores es hacia:

- Menores niveles de ruido.

- Conocer el ruido total del transformador bajo condiciones

normales de operación ... se requiere probar bajo carga.

•  El método de intensidad de sonido es el más preciso para

determinar el ruido generado por un transformador.