bajo nivel de ruido: técnicas de control
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1 Impulsando soluciones confiables
Junio, 14
Eduardo Herrera
Bajonivelderuido:Técnicasdecontrol
2 Impulsando soluciones confiables
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 6) Experiencias Rodrigo y Eduardo
3 Impulsando soluciones confiables Powering reliable solutions for you
Fundamentos del ruido
4 Impulsando soluciones confiables
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.
5 Impulsando soluciones confiables
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
*E. Tippens, Paul (2001). Física: Conceptos y aplicaciones.
6 Impulsando soluciones confiables
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
Ej. Disparo
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Nivel de presión sonora, dB Determina la intensidad que genera una presión sonora (el sonido que escucha una persona)
Lp 140dB
Prms 200Pa
Po 2.00E‐05Pa
8 Impulsando soluciones confiables
9 Impulsando soluciones confiables
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
dB
10 Impulsando soluciones confiables
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
Determinación de la potencia acústica de un transformador
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Curvas de ponderación
• Curva A (dBA) – Mide la respuesta del oído, ante un sonido de intensidad baja. Es la más semejante a la percepción del oído.
• Curva B (dBB) – Mide la respuesta del oído ante intensidades medias.
• Curva C (dBC) – Para medir sonidos de gran intensidad.
• Curva D (dBD) – Se utiliza, casi exclusivamente, para medir el ruido que generan los aviones
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Técnicas de control
13 Impulsando soluciones confiables
NEMA National Electric Manufacturers Association
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Existen maneras de atenuar el ruido que genera el transformador
GENERACIÓN
Aire Fluido
TRANSMISIÓN RECEPCIÓN
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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
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NÚCLEO
A-A
Magnetostricción
Corte de un núcleo trifásico
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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
TODO ESTO para lograr un nivel NEMA-15
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Ventiladores Bombas
SISTEMA DE ENFRIAMIENTO
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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
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Diseño de núcleo y bobinas no resonantes… fuera de la frecuencia de exitación (120 Hz).
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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 • Barrera acústica
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Sistema acoplado complejo
CAMPO ELECTROMAGNÉTICO
CAMPO DEZPLAZAMIENTOS
CAMPO PRESIÓN
Eléctrica Mecánica Acústica Térmica
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CALLE
Trafo
Muro
CALLE
24 Impulsando soluciones confiables
Ruido y Vibraciones
25 Impulsando soluciones confiables
Vibraciones
Núcleo tipo columna a escala
26 Impulsando soluciones confiables
Prueba de intensidad
27 Impulsando soluciones confiables
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• 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.
• Prolec GE estamos satisfaciendo las necesidades de la industria
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GRACIAS
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