En un cerramiento, los decibelios rara vez se pierden en las paredes
El cerramiento es, según el INRS, el medio más utilizado para reducir el ruido radiado por una máquina. También es uno de los más sensibles a los detalles. En ensayos de laboratorio publicados en 2001, el INRS midió un mismo cerramiento de prueba de doble pared antes y después de la colocación de una junta de estanqueidad al suelo: su pérdida por inserción pasó de 19 a 45 dB(A) (Cahiers de notes documentaires n.º 182, ND 2144). Mismas paredes, misma fuente, 26 dB(A) de diferencia.
Un cerramiento no es una caja colocada alrededor de una máquina. Es una envolvente que debe, al mismo tiempo, aislar, dejar respirar a la máquina, ser accesible y no tocar nada que vibre. En cuanto una de estas funciones se dimensiona por separado, es ella la que determina el rendimiento del conjunto.
Este mes, repasamos los errores de dimensionamiento que encontramos con más frecuencia en el terreno y el mecanismo físico que hay detrás de cada uno.
Cuatro errores que cuestan decibelios
1. La ventilación: una abertura dimensionada al final
Una máquina cerrada continúa disipando su calor: evacuar 10 kW de pérdidas con un calentamiento del aire limitado a 10 °C requiere ya unos 3.000 m³/h, y cada entrada o salida de este aire es una abertura en la envolvente. En los mismos ensayos, una sola abertura de 40 × 20 cm hacía caer la pérdida por inserción de un cerramiento metálico de 38 a 23 dB(A), y la pérdida se agravaba hacia las altas frecuencias, que la abertura deja pasar casi libremente. Equipada con un silenciador completado con lamas flexibles en la entrada y la salida, la misma abertura devolvía el conjunto a 38 dB(A), el nivel del cerramiento cerrado.
El tratamiento existe, pero hay que dimensionarlo con el resto. El silenciador añade una pérdida de carga que el ventilador debe vencer, y la velocidad del aire entre sus celdas genera su propio ruido. Un cerramiento subventilado hace que la máquina se caliente, y la tentación de utilizarlo con las puertas abiertas se vuelve fuerte: su rendimiento acústico desaparece con ellas.
2. Las puertas y los pasos: fugas que limitan el rendimiento
El aislamiento de una envolvente se calcula ponderando la transparencia acústica de cada elemento por su superficie: un elemento minúsculo pero muy transparente puede ser suficiente para dominar el resultado. En teoría, una rendija que represente el 0,1 % de la superficie limita el conjunto en torno a los 30 dB, independientemente de la calidad de las paredes. En otro cerramiento de prueba, el INRS volvió a ganar 6 dB(A) tratando las fugas alrededor y, posteriormente, debajo de una puerta.
Por tanto, una puerta debe ofrecer las mismas cualidades acústicas que los paneles fijos, juntas incluidas. Estas juntas se aplastan y se reemplazan: la especificación de las piezas de repuesto forma parte del dimensionamiento, y el código de trabajo incluye los programas de mantenimiento entre las palancas de reducción de la exposición al ruido (artículo R4434-1). La misma lógica se aplica a cada paso de cable, tubería o eje: un manguito acústico previsto en el pliego de condiciones, no añadido como corrección tras la recepción.
3. Las uniones rígidas: cuando la pared se convierte en la fuente
Un cerramiento trata el ruido aéreo, no el ruido transmitido por la estructura. Si la máquina, su chasis o una tubería tocan la envolvente, las vibraciones excitan directamente las paredes, que a su vez radian como la membrana de un altavoz. El aislamiento de los paneles ya no desempeña ningún papel: el ruido no atraviesa la pared, es producido por ella. Estas vibraciones se concentran en líneas vinculadas a la rotación de la máquina, generalmente en las frecuencias bajas y medias, y se amplifican cuando coinciden con las frecuencias propias de los paneles.
La solución: ningún puente rígido entre lo que vibra y la envolvente. Máquina sobre soportes elásticos, acoplamientos flexibles en tuberías y conductos, cerramiento desolidarizado de la máquina y de su chasis, paneles amortiguados si es necesario. El mismo artículo del código de trabajo cita, de hecho, la reducción del ruido de estructura, por amortiguación o por aislamiento, justo después de los cerramientos.
4. El espectro: un rendimiento que se lee en curva, no en cifras
El aislamiento de una pared aumenta con su masa y con la frecuencia, y luego cae en torno a su frecuencia crítica, que debe mantenerse alejada de las líneas emergentes de la máquina. En bajas frecuencias, la eficacia depende también de la distancia entre la máquina y las paredes, que debe aumentar a medida que desciende la frecuencia más baja a tratar: un cerramiento demasiado ajustado pierde primero su eficacia en bajas frecuencias.
Un cerramiento especificado como “25 dB(A)” sin espectro de fuente no está, por tanto, especificado. Este espectro debe cubrir todos los regímenes, como señalábamos el mes pasado: en una máquina de velocidad variable, las líneas descienden con el régimen hacia la zona donde el cerramiento atenúa menos. La recepción, finalmente, se prepara desde la especificación: la norma NF EN ISO 11546-2 regula la medición in situ de la pérdida por inserción de un cerramiento completo, a efectos de aceptación, y fijar en el pliego de condiciones este método, los puntos de medición y los regímenes evita descubrir demasiado tarde que no se está midiendo lo que se calculó.
Un cerramiento se dimensiona como un todo: paredes, ventilación, accesos, pasos y apoyos, sobre el espectro real de la máquina y sobre el conjunto de sus regímenes. Esta es, a nuestro juicio, la condición para que el rendimiento medido en la recepción sea el calculado en el diseño. – Equipo de I+D, Groupe BOËT
PREGUNTA DEL MES
En sus instalaciones con cerramiento, ¿cuál de estos cuatro puntos le ha costado ya decibelios en la recepción?
La pregunta sigue abierta y los comentarios del terreno son valiosos. Comparta su experiencia en los comentarios o contacte directamente con nuestro equipo de ingeniería. contacte con el Groupe BOËT.