La selección de equipos más silenciosos puede eliminar muchos problemas de ruido incluso antes de que comiencen. Las opciones de tratamiento a lo largo del camino son la siguiente mejor opción y pueden incluir silenciadores, barreras, absorción, revestimiento u otras opciones. El último recurso suele ser el tratamiento en el receptor, con protección auditiva en caso de exposición ocupacional ruidosa.
Enfoques para el control del ruido
Fuentes de sonido
Siempre que sea posible, es importante obtener los niveles de potencia sonora de la fuente del proveedor. Los niveles de potencia sonora deberían derivarse del rendimiento probado de acuerdo con una norma reconocida aplicable a ese equipo. Los ventiladores se prueban comúnmente según AMCA 300 o 320, las unidades de tratamiento de aire según AHRI 260 y las unidades terminales según ASHRAE 130. Las pruebas según un estándar reconocido garantizan que los resultados se puedan comparar y evaluar entre fabricantes. Las estimaciones de los niveles de potencia sólo deben utilizarse como último recurso cuando los datos proporcionados por el fabricante no estén disponibles. Las fuentes de sonido comunes en un sistema HVAC son los ventiladores, el ruido de flujo generado por los elementos, los componentes VAV y los equipos mecánicos.
Camino
Una vez conocidas las fuentes, se puede determinar la posición en relación con el receptor. Esto permitirá identificar la ruta por la que se transmite el ruido. Es importante señalar que el ruido normalmente viaja a través de múltiples rutas, tanto aéreas como estructurales, por lo que las posibles rutas deben reconocerse y evaluarse adecuadamente. Además, una vez que se trata una vía, otra vía puede volverse dominante y cualquier tratamiento adicional de la primera vía no será efectivo.
El diagrama de rutas de sonido (a continuación) ilustra las posibles rutas de transmisión del sonido y la vibración desde la fuente al receptor. En este ejemplo, la fuente de sonido es un controlador de aire que contiene tanto un ventilador como un compresor; el receptor es el ocupante humano de la habitación contigua. Los silenciadores son un medio eficaz y económico de incorporar control de ruido en un sistema para reducir el ruido procedente de rutas transportadas por conductos. En las siguientes secciones se analizan los principales tipos de silenciadores, incluidos los absorbentes o disipativos, los revestidos con película y los reactivos o sin paquete.
Ruta A – Camino transmitido por la estructura, donde la vibración del controlador de aire pasa a través del piso.
Ruta B – Ruta aérea, donde el ruido del equipo se irradia directamente al receptor.
Ruta C – Camino a través de conductos, donde el ruido del equipo se irradia a través de las paredes de los conductos o pasa a través de los conductos de suministro/retorno hacia el espacio ocupado.
Receptor
Una vez identificados la fuente y la ruta, es cuestión de evaluar el receptor y determinar qué niveles de sonido se consideran aceptables para poder seleccionar la solución más eficaz y económica al problema del ruido. El cálculo del nivel de presión sonora en el receptor es el componente final del concepto ruta fuente-receptor y combina contribuciones de todos los tipos de ruta. La consideración principal para especificar un objetivo o un criterio de diseño sólido es el uso previsto del espacio. La fuente de referencia más común para criterios de diseño típicos para un espacio interior ocupado es el Manual de aplicaciones de ASHRAE. Los criterios de sonido exterior suelen estar especificados por ordenanzas locales en términos de valor ponderado A general especificado en el límite de una propiedad.
Tipos y aplicaciones de silenciadores
Absorbente
Los silenciadores acústicos, también conocidos como silenciadores disipativos, utilizan medios absorbentes de sonido para atenuar los niveles de sonido. A medida que el ruido dentro del conducto pasa a través del silenciador, la energía acústica ingresa a los deflectores a través de los orificios del revestimiento metálico perforado interno. Este revestimiento metálico perforado protege el medio acústico de la erosión del aire a altas velocidades, pero tiene un área libre lo suficientemente grande como para ser acústicamente transparente. Una vez dentro del deflector, la energía acústica interactúa con el medio absorbente, que normalmente consiste en hebras de fibra de vidrio.
La fricción entre la energía acústica y las fibras de vidrio convierte la energía acústica en calor, reduciendo así la cantidad de energía acústica y disminuyendo los niveles de sonido en la descarga del silenciador. Para silenciadores que experimentarán altas velocidades de separación cuando se instalen, se puede colocar una lámina de tela de fibra de vidrio entre el metal perforado y el medio de fibra de vidrio para protegerlo contra la erosión sin afectar el rendimiento acústico del silenciador. Las aplicaciones de absorción típicas incluyen conductos rectangulares, acodados y circulares, unidades de tratamiento de aire, silenciadores de generadores, ventilación, cámaras de ventiladores y suministro, retorno y escape de HVAC en general.
Absorbente revestido de película
Los silenciadores absorbentes revestidos con película funcionan según el mismo principio que los silenciadores absorbentes estándar. Sin embargo, estos silenciadores tienen un revestimiento delgado de película de polímero que envuelve el medio acústico para protegerlo de los contaminantes transportados por el aire y la humedad que puede estar presente en la corriente de aire de algunos sistemas. Es importante tener en cuenta que la adición del revestimiento de película afectará negativamente la capacidad de absorción del sonido de los medios acústicos.
Para minimizar estos efectos, se coloca un fino revestimiento acústico entre la película y el metal perforado. Las aplicaciones típicas de silenciadores revestidos con película incluyen laboratorios, salas blancas y hospitales donde los contaminantes y la humedad en la corriente de aire pueden ser motivo de preocupación.
sin paquete
Los silenciadores sin paquete, a veces denominados silenciadores reactivos, no contienen material absorbente y están construidos únicamente de chapa metálica sólida y perforada. La atenuación del sonido se logra mediante el uso de múltiples cámaras resonantes de diferentes tamaños ubicadas detrás del revestimiento metálico perforado. A medida que el sonido pasa a través del silenciador, la energía acústica se disipa de una manera similar al concepto de resonador de Helmholtz, lo que resulta en una disminución de los niveles de sonido en la descarga del silenciador. Dado que estos silenciadores están sintonizados en una banda estrecha de frecuencias, es más difícil lograr una atenuación significativa en frecuencias de banda ancha.
Los silenciadores sin paquete generalmente se especifican cuando los medios de fibra de vidrio no son aceptables o cuando es necesario esterilizar todo el sistema de conductos. Esto puede incluir laboratorios, salas blancas, hospitales o fabricación de productos electrónicos.
Efecto de los medios acústicos
El siguiente gráfico es una comparación de los diferentes tipos de silenciadores. El gráfico muestra que el silenciador absorbente estándar tiene el mejor rendimiento general en toda la gama de frecuencias. La adición de una película protectora como Mylar disminuye significativamente la eficacia del silenciador absorbente, pero se puede mejorar mucho en las frecuencias más altas colocando un separador acústico entre el metal perforado y la película protectora.
El gráfico también muestra las características de rendimiento únicas del silenciador sin paquete, que utiliza cámaras de resonancia sintonizadas en lugar de medios acústicos. El silenciador de absorción estándar proporciona una curva de pérdida de inserción amplia y bastante predecible en todos los rangos de frecuencia, mientras que el silenciador sin paquete alcanza su punto máximo en los rangos de frecuencia media. Este pico se debe al tamaño y la forma de las cámaras internas que están sintonizadas para eliminar esa frecuencia.
Rectangular
Los silenciadores rectangulares son el estándar para silenciar el ruido transmitido a través de conductos. Su diseño sencillo y su coste relativamente bajo los convierten en la primera opción para obtener la mayor atenuación del sonido y la menor caída de presión en el sistema de distribución de aire. Están disponibles con una serie de opciones que les permiten integrarse en cualquier sistema HVAC con facilidad.
Se puede aplicar una amplia gama de diseños con caída de presión de baja a alta y una gran selección de tipos de medios a sistemas que van desde 0 a 2500 fpm.
Codo
Los silenciadores de codo tienen muchas de las mismas características de rendimiento de los silenciadores rectangulares, pero son extremadamente versátiles y una excelente opción para sistemas donde no se encuentran disponibles tramos rectos de conductos. Los silenciadores de codo funcionan en o por encima de los niveles de los silenciadores rectangulares con un pequeño aumento en la caída de presión en el sistema y se pueden configurar para adaptarse a la mayoría de los tamaños de conductos sin el uso de transiciones.
Circular
Los silenciadores circulares son una excelente solución cuando se utilizan conductos redondos en el sistema. Eliminan la necesidad de transiciones cuadradas a redondas que causan caídas de presión y efectos en el sistema indeseables. Los silenciadores circulares están disponibles en una amplia gama de tamaños que permiten distintos rangos de atenuación y caída de presión.
Ventilador axial
Los silenciadores de ventilador axial están diseñados para acoplarse estrechamente a un ventilador axial. Estos silenciadores están diseñados para proporcionar atenuación del ruido en la fuente y mejorar el rendimiento aerodinámico en la entrada y descarga del ventilador. La cápsula central del silenciador del ventilador axial tiene el tamaño adecuado para ayudar a reducir la pérdida de presión sobre el cubo del ventilador.
Un silenciador de ventilador axial de descarga desacelera el aire para maximizar la recuperación de presión estática.
Disfraz
Una configuración de silenciador estándar no siempre se puede adaptar para funcionar en todas las situaciones. En estos casos es necesario desarrollar un silenciador único que cumpla con los requisitos de la aplicación. Cuando se deben aplicar productos de control de ruido a un sistema con espacio limitado o cuando el silenciador está acoplado directamente a un ventilador, se puede diseñar un silenciador personalizado para proporcionar el rendimiento requerido.
Los diseños personalizados típicos incluyen silenciadores de transición, silenciadores en forma de T o Z y silenciadores que requieren un tamaño que no está disponible en la línea de modelos estándar.
Productos de transferencia de aire
Los silenciadores de transferencia de aire permiten que el aire se mueva de una zona a otra sin comprometer la integridad acústica de la pared. Estos silenciadores normalmente no tienen conductos y forman parte de la construcción de la pared.
Intercambio
Los silenciadores de diafonía se utilizan para transferir aire a áreas adyacentes y al mismo tiempo proporcionan la atenuación necesaria para evitar la transferencia de ruido no deseado. Se utilizan habitualmente para evitar la intrusión del habla en habitaciones adyacentes.
Los silenciadores de diafonía se fabrican en una variedad de configuraciones que pueden usarse para resolver muchos problemas diferentes de transferencia acústica de aire.
Disipador de retorno de línea delgada
Los disipadores de retorno de línea delgada utilizan múltiples deflectores llenos de medios acústicos que están escalonados en un marco de solo 4 pulgadas de espesor. Son excelentes para aplicaciones en lugar de rejillas de transferencia estándar para reducir la transmisión de sonido entre espacios adyacentes o atenuar el ruido del aire de retorno.
Rejillas Acústicas
Las rejillas acústicas se pueden utilizar para permitir que el aire fluya a través de una abertura y al mismo tiempo proporcionar la atenuación del sonido necesaria. Las rejillas acústicas utilizan medios acústicos para absorber la energía del sonido y un metal perforado para proteger los medios de la erosión por el flujo de aire.
Las rejillas acústicas están diseñadas para ser aerodinámicas para ayudar a minimizar la caída de presión.
Paneles Acústicos y Cerramientos
Utilizados para controlar el ruido excesivo de los equipos, los paneles y gabinetes acústicos Price están disponibles en muchas formas y tamaños para cumplir con los requisitos específicos de reducción de ruido.
Las aplicaciones típicas incluyen sistemas de barrera, recintos personalizados y cámaras de entrada y salida; con aplicaciones que van desde grandes unidades para turbinas de gas hasta unidades más pequeñas para bombas, motores, compresores o cualquier otra fuente de ruido industrial o HVAC no deseada.
Guía de ingeniería Control de ruido: manual de HVAC para ingenieros de precios