Ruido y Vibraciones en los Sistemas de Refrigeración y Aire Acondicionado

Editorial
Escrito por: Editorial Sección: Automatización, Sectores de la industria

Ruido y Vibraciones en los Sistemas de Refrigeración y Aire Acondicionado

Los problemas de ruido y las vibraciones excesivas interfieren con el buen funcionamiento de los equipos ya sean condensadores y/o evaporadores siendo principalmente en los compresores. Incluso en la condición más ideal de funcionamiento surgen molestias.

L.R.C. Víctor Hugo Hernández García

Existen diversos factores los cuales generan ruidos muy molestos en los compresores de refrigeración y aire acondicionado, hay que recalcar que los compresores emiten diferentes intensidades y que hasta cierto punto son normales, en ciertas ocasiones estos ruidos se vuelven mucho más intensos y por consecuencia mucho más molestos y podemos pensar que algo en ello no está del todo bien. Es importante saber a qué nos referimos con ruido.

Ruido es cualquier sonido no deseado que puede interferir la recepción de un sonido. Entonces el ruido acústico es aquel ruido (entendido como sonido molesto) producido por la mezcla de ondas sonoras de distintas frecuencias y distintas amplitudes. Esta mezcla se produce a diferentes niveles ya que se conjugan tanto las frecuencias fundamentales como los armónicos que las acompañan.

Siguiendo un criterio objetivo o “técnico”, podríamos definir el ruido como toda sensación sonora, desagradable o no, que puede lesionar el órgano del oído, producir trastornos fisiológicos y/o psicológicos o perturbar gravemente una actividad. Según este criterio, no hay subjetividad que valga; si un sonido puede ocasionar una pérdida de la capacidad auditiva o producir los trastornos, debe ser considerado inequívocamente como ruido, por agradable que pueda resultar.

Este es el caso del área de compresores industriales, que a veces alcanza tal nivel, que resulta ser un verdadero ruido nocivo que impide la comunicación y que puede llegar a lesionar el órgano del oído si la exposición es frecuente. La representación gráfica de este ruido es la de una onda sin forma. (Figura 1)

El oído humano no tiene ningún mecanismo de defensa que lo bloquee para protegerlo del ruido. No se pueden cerrar los oídos igual que se cierran los ojos. Es muy conocido el hecho de que los individuos sometidos a constantes y excesivos ruidos, aparte de sufrir pérdidas de su capacidad auditiva que pueden llegar a la sordera, acusan una considerable fatiga nerviosa que es origen de una disminución de la eficiencia humana tanto en el trabajo intelectual como en el manual.

Durante las últimas décadas la creación y diseño de equipos han cobrado mayor conciencia de los problemas de ruido y vibraciones en los sistemas HVAC&R

NIVEL DE RUIDO
El nivel de ruido o cantidad de ruido se mide en decibelios (dBA) que es un submúltiplo de otra unidad, el Belio, denominada así en honor a Alexander Graham Bell y varía desde los 0 dBA hasta los 140 dBA. Para mantener una conversación a una distancia normal (un metro), el nivel de ruido debe estar comprendido entre 60 y 70 dBA. Si no se consigue entender lo que dice un interlocutor, hablando normalmente a un metro de distancia, se puede sospechar que el ruido es excesivo. En la figura 2 se aprecian los niveles de sonido de algunas de nuestras actividades cotidianas.

CONTROL DEL RUIDO
Prevenir los efectos nocivos del ruido sólo puede lograrse reduciendo el nivel que llega al oído. Aunque siempre cabe el recurso de utilizar protección personal, ésta sólo debe emplearse como última solución, después de haber adoptado todas las medidas técnicas de reducción razonablemente posibles. El término control del ruido se utiliza para designar el conjunto de técnicas y métodos tendentes a reducirlo hasta niveles inocuos para el hombre. Una gran parte del ruido puede ser atenuado o eliminado y, en muchos casos, pueden ser eficaces ciertas medidas preventivas muy sencillas.

VIBRACIONES
Se denominan vibraciones a los movimientos oscilatorios que tienen las partículas de un cuerpo elástico alrededor de su posición natural de equilibrio. Cada partícula que vibra transmite su energía cinética a las partículas próximas, produciendo fuerzas elásticas que originan el movimiento oscilatorio. El cuerpo humano puede detectar vibraciones con velocidades eficaces de 10~ mis. (umbral de percepción) hasta 1 m/s (umbral de dolor). En la industria, los problemas más comunes por vibraciones son:

• Motores alternativos.
Siempre que sea posible se aconseja sustituirlos por motores rotativos, de no poder cambiarlos se deberá verificar la suspensión amortiguadora del equipo y la correcta presión de todos los tornillos.

• Motores rotativos.
Verificar el equilibrio dinámico del órgano en rotación y la suspensión amortiguadora del conjunto.

Herramientas portátiles manuales.

Los estudios sobre vibraciones adquieren especial importancia en la industria, la legislación vigente fija parámetros de exposición al riesgo, basados en la aceleración longitudinal en función de la frecuencia y del tiempo de exposición.

El ruido generado por instalaciones de climatización, refrigeración, ventilación y calefacción (HVAC&R), eléctricas, hidráulicas, etc, deberá ser evaluado para garantizar unos niveles adecuados de ruido de fondo. El ruido producido por estas instalaciones es susceptible de contener componentes tonales, las cuales deben ser evaluadas. Durante las últimas décadas la creación y diseño de equipos han cobrado mayor conciencia de los problemas de ruido y vibraciones en los sistemas HVAC&R. Ingenieros mecánicos, químicos han rediseñado diversos dispositivos. A pesar de la adición de estos, el ruido y las vibraciones siguen siendo comunes en los sistemas HVAC&R.

Los individuos sometidos a constantes y excesivos ruidos, a parte de sufrir pérdidas de su capacidad auditiva, presentan fatiga nerviosa que es origen de una disminución de la eficiencia humana tanto en el trabajo intelectual como en el manual

ORIGEN DEL RUIDO
Los orígenes del ruido son múltiples, pudiendo citarse como más importantes los siguientes:
• El producido por fuentes tales como la ignición de equipos
• El producido por fenómenos naturales.

Teniendo en cuenta que los compresores producen ruidos molestos cuando se encuentran funcionando, deberá adoptarse medidas técnicas con el fin de limitar la sonoridad de estos equipos de modo que:
• En la medida de lo posible se adquirirán equipos nuevos.
• De mostrarse insuficientes las medidas de disminución de ruido tales como aislar acústicamente el compresor se buscaron otras alternativas.

CLASIFICACIÓN DEL RUIDO
Se pueden hacer dos clasificaciones diferentes de ruido, las mismas se podrían hacer con cualquier otro tipo de ruido:
• En función de la intensidad
• En función de la frecuencia

MATERIALES
Los materiales acústicos tienen la propiedad de no permitir la difusión del sonido y se clasifican en tres categorías: absorbentes, bloqueadores y amortiguadores:

Los absorbedores son materiales que tienen una estructura interna fibrosa y abierta que permite la entrada del ruido. Las fibras internas del material vibran y el movimiento mecánico resultante disipa la energía en forma de una pequeña cantidad de calor.

Los bloqueadores son materiales que crean una barrera al ruido, lo reflejan. A mayor masa y densidad del material mejor barrera. Su aplicación está en encerrar la fuente de sonido o aislar un receptor.

Los amortiguadores son materiales que reducen la radiación del ruido de una superficie metálica, amortiguando las vibraciones del metal. La combinación de materiales absorbentes, bloqueadores y amortiguadores, ha dado como resultado la aparición en el mercado de láminas tipo sándwich.

Los problemas de ruido y las vibraciones excesivas interfieren con el buen funcionamiento de los equipos ya sean condensadores y/o evaporadores siendo principalmente en los compresores. Para solucionar dichas demandas además de los materiales anteriormente mencionados, se han creado aditivos cuya principal función es evitar ruidos molestos y disminuir las vibraciones. Es excelente para compresores viejos que hayan tenido un uso prolongado. Y actualmente está dando buenos resultados en cuanto a los ruidos generados no sólo de aire acondicionado sino también en compresores de refrigeración con determinados rangos de temperaturas en el evaporador.
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