Recomendaciones para el tratamiento acústico
Recomendaciones para el tratamiento acústico de
instalaciones de climatización
instalaciones de climatización
Existe una
creciente necesidad en el mercado de aire acondicionado para la
reducción del nivel sonoro de las unidades de climatización. España es
uno de los países de mayor contaminación acústica de Europa, y las
autoridades, aunque impotentes para reducir los niveles causados por el
tráfico o actividades de construcción, están en cambio endureciendo
las medidas legislativas y atendiendo las demandas de los ciudadanos
que se refieren al sonido producido por actividades lúdicas o unidades
de aire acondicionado.
INTRODUCCIÓN. NIVELES NORMALES DE NORMATIVA Y CALIDAD DEL SONIDO
En este último caso, el desconocimiento de los mecanismos de producción y transmisión del nivel sonoro por parte de las autoridades para legislar y agentes, encargados de la aplicación de normas, está causando perjuicios a instaladores e usuarios al limitar el uso o actuar, llegando incluso a la clausura preventiva de instalaciones.
El marco normativo, aunque diferente en diversas localidades o comunidades autónomas, suele tener puntos en común. Las tablas que se muestran a continuación, generalmente en lo que se refiere a distinguir dos periodos de uso y diferencias entorno a los 5 dB(A) entre ellos. Las condiciones que han de cumplirse en exterior son en general:
Por otra parte se recomiendan una serie de niveles para el normal desarrollo de la actividad en el interior del local1 (ver figura 2).
Unidades de climatización instaladas en el interior de locales
Ha de procurarse que la instalación de unidades en el interior de locales no impacte sensiblemente en el nivel sonoro.
La elección de las unidades se debe hacer de acuerdo a su nivel sonoro certificado por el fabricante, proporcionando este no sólo el nivel sonoro global (Potencia sonora en dB(A)) si no también el índice de sonido de la unidad de acuerdo a la clasificación NR (Noise rating) o RC ( Room criteria)
Ambas son similares en asignar un único ratio que corresponde al valor ponderado de potencia, pero difieren en el tratamiento dado a sonidos con tonos puros.
La clasificación RC considera también todas las frecuencias incluyendo las bandas de octava de 16 Hz y 31.5 Hz causantes de muchos problemas de ruido y vibraciones en instalaciones de climatización. Además proporciona un valor cualitativo de las características de la fuente: H para silbido, R para rumor de baja frecuencia, etc.
De nuevo se impone el sentido común para tratar los problemas de nivel sonoro en el interior, analizando las vías de transmisión del sonido:
•Use datos de nivel sonoro certificado por el fabricante, mejor si está acogido a Eurovent. Esto es aplicable tanto a las unidades interiores como a máquinas enfriadoras, a unidades condensadoras o cualquier otro tipo de maquinaria que se deban ubicar en el interior de un local.
El nivel sonoro en el interior no deben sobre pasar los límites determinados por la normativa de seguridad e higiene en el trabajo, entorno de valores diarios2 de LAeq,d = 80 dB(A). Dada la concentración de equipos en las sufridas salas de instalaciones de los edificios, es bastante común superar estos valores, obligando al personal a usar protección auditiva3.
Es por tanto preciso realizar en cada local destinado a sala de máquinas un estudio del futuro impacto en el personal que ha de trabajar en él, procurando que no se excedan los niveles anteriores y evite la transmisión a locales adyacentes.
La normativa obliga a que los elementos constructivos y de insonorización de que se dote a los recintos en que se alojen estas instalaciones deben poseer el aislamiento necesario para evitar la transmisión al exterior o al interior de otros locales, y dispondrán de sistema de aireación del local.
La necesidad de dotar de paso de aire para refrigeración de los componentes obliga además a proveer un tratamiento de reducción de nivel sonoro también al exterior, tanto para admisión de aire como su descarga. La atenuación debe ser del orden de los 12 a 15 dB(A) y realizarse de acuerdo a la normativa vigente, tanto en situación de rejillas como en la atenuación que ha de conseguirse con su aplicación.
Como ejemplo las ordenanzas municipales de grandes ciudades están limitando el caudal y la distribución de las superficies destinadas a la descarga.
Muchos municipios están introduciendo, además de prohibición expresa de instalar unidades en fachadas, balcones o cornisas, estrictas limitaciones en la extensión y situación de las rejillas de descarga de las unidades de climatización. La limitación de altura de descarga, realmente evita molestas corrientes de aire a los sufridos transeúntes.
Los caudales están limitados a 1m3/seg por rejilla, con una velocidad inferior a 5m/seg por cada rejilla, la altura mínima desde el suelo debe ser superior a 2 m, y el caudal máximo permitido por fachada no debe superar los 5 m3/seg.
Se ha mencionado el aislamiento acústico de la sala de máquinas. Pueden hacerse varias actuaciones: A) Aislamiento de la fuente. El panelado acústico del equipo es la solución más utilizada; ataca a la fuente y reduce el uso de material. Aparte de aislamiento debe proveerse acceso por lo cual todos los paneles han de ser desmontables.
CONCLUSIÓN
Esperamos que este artículo haya servido para recordar al lector algunas de las técnicas más usadas para la reducción de nivel sonoro. Aparte de la labor de formación y difusión de los conocimientos sobre legislación y sonido que las administraciones habrían de dar a los usuarios, instaladores y agentes, queda a los fabricantes la tarea de certificar con rigor los niveles sonoros de sus unidades y materiales e investigar sobre la reducción del nivel sonoro de sus productos.
En todos los casos les recomendamos, usen productos que posean una suficiente garantía de haber sido certificados según Normativa Europea, muchos fabricantes de equipos y materiales para instalaciones de climatización hacen un esfuerzo económico importante para certificar sus productos. Los esfuerzos de la asociación de fabricantes Eurovent se han centrado en la aplicación de estándares de medida comunes a todos los fabricantes europeos (siguiendo la normativa ISO en sus diferentes variantes para distintos tipos de unidades) y la certificación de los resultados de los ensayos de los fabricantes en sus directorios. Los datos de potencia sonora5 de los diferentes equipos se publican en el directorio Eurovent, vigilando este organismo que los datos que los fabricantes adscritos hacen llegar al mercado son congruentes con lo observado en los ensayos.
En este sentido, las principales marcas fabricantes de equipos de aire acondicionado están certificando sus productos, publicando en el directorio los niveles de potencia sonora; sin embargo queda todavía mucho camino por recorrer, hasta que todos los productos estén certificados. Nuestra recomendación final en todos los casos es la inspección exhaustiva “in situ” y la evaluación de distancias y circunstancias de las edificaciones “sensibles” al impacto sonoro en la etapa de proyecto, y , como no, el asesoramiento por expertos, empresas especialistas en sonido.
El estudio del impacto de nivel sonoro del proyecto, aun con un coste en tiempo y dinero ahorra varias veces su valor si hay que corregir en campo una situación de molestias o de trasgresión de la normativa. De esta forma se evitará una intervención de las autoridades, que en defensa del ciudadano, no tienen más remedio que aplicar, a veces a rajatabla, los reglamentos sobre nivel sonorode su cuidad o comunidad.
INTRODUCCIÓN. NIVELES NORMALES DE NORMATIVA Y CALIDAD DEL SONIDO
En este último caso, el desconocimiento de los mecanismos de producción y transmisión del nivel sonoro por parte de las autoridades para legislar y agentes, encargados de la aplicación de normas, está causando perjuicios a instaladores e usuarios al limitar el uso o actuar, llegando incluso a la clausura preventiva de instalaciones.
El marco normativo, aunque diferente en diversas localidades o comunidades autónomas, suele tener puntos en común. Las tablas que se muestran a continuación, generalmente en lo que se refiere a distinguir dos periodos de uso y diferencias entorno a los 5 dB(A) entre ellos. Las condiciones que han de cumplirse en exterior son en general:
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En el caso de la
climatización, el sonido es una variable más del confort humano, no sólo
hay que procurar unas correctas condiciones de temperatura, humedad y
velocidad del aire, también hay que evitar la contaminación con olores y
partículas y además limitar la contaminación acústica. No
se trata sólo de rebajar el nivel sonoro hasta el mínimo, sino cuidar,
de acuerdo con cada local la calidad adecuada. La calidad del sonido
interior ha de procurar que el ambiente de ocio y trabajo sea:
•No demasiado ruidoso: Por supuesto el nivel sonoro no debe causar daños ni a corto ni a largo plazo a los ocupantes de un local. Los umbrales de daño y dolor y los tiempos de exposición con y sin protección están identificados en la normativa de seguridad e higiene en el trabajo. El ruido ambiental ha de ser el adecuado para no interferir en la conversación.
•No demasiado “silencioso”: Un ambiente en silencio puede ser molesto por provocar una sensación de aislamiento excesivo y destruir la privacidad de las conversaciones.
•No debe ser molesto: No pueden existir ruidos identificables de maquinaria, silbidos, humorosidad que produzcan fatiga y falta de concentración de los trabajadores.
•No se debe “sentir”: Muchas veces se confunde la molesta percepción de vibraciones con sonido. La maquinaria en general disipa energía de esta forma, su transmisión a espacios ocupados es frecuente causa de malestar.
•No demasiado ruidoso: Por supuesto el nivel sonoro no debe causar daños ni a corto ni a largo plazo a los ocupantes de un local. Los umbrales de daño y dolor y los tiempos de exposición con y sin protección están identificados en la normativa de seguridad e higiene en el trabajo. El ruido ambiental ha de ser el adecuado para no interferir en la conversación.
•No demasiado “silencioso”: Un ambiente en silencio puede ser molesto por provocar una sensación de aislamiento excesivo y destruir la privacidad de las conversaciones.
•No debe ser molesto: No pueden existir ruidos identificables de maquinaria, silbidos, humorosidad que produzcan fatiga y falta de concentración de los trabajadores.
•No se debe “sentir”: Muchas veces se confunde la molesta percepción de vibraciones con sonido. La maquinaria en general disipa energía de esta forma, su transmisión a espacios ocupados es frecuente causa de malestar.
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Por otra parte se recomiendan una serie de niveles para el normal desarrollo de la actividad en el interior del local1 (ver figura 2).
Las instalaciones de climatización deben
respetar estos principios, las medidas que se expondrán en los
siguientes epígrafes están encaminadas a evitar estos problemas.
Objetivo: Conseguir un adecuado nivel sonoro en el sistema de climatización.
Objetivo: Conseguir un adecuado nivel sonoro en el sistema de climatización.
El proyectista debe actuar siempre bajo la
premisa de que un problema de vibración o nivel sonoro es más
fácilmente atacable en las primeras etapas de proyecto, y se puede
resolver a un coste inferior, que si se realiza la implantación
posterior de barreras, atenuadores, etc.
Tiempo y dinero gastados en la selección de
equipos de menor nivel sonoro pueden no aprovecharse si no se estudia
la integración de los equipos dentro de un “sistema”, que tiene en
cuenta el ambiente interior, el exterior y las peculiaridades
constructivas del edificio.
Debe tenerse en cuenta siempre el proceso de
percepción del sonido. Sobre el ruido generado por una máquina
puede actuarse bien seleccionando una unidad de menor nivel sonoro o
analizar sus características y determinar el cerramiento acústico más
adecuado.
Sin embargo, no debe perderse de vista los
caminos de transmisión del ruido, refracción y reflexión, transmisión
directa y a través de la estructura, mostrados en la figura. Perder de
vista uno de ellos puede suponer no tratar adecuadamente el problema.
Los avances tecnol ógicos en la
reducción de nivel sonoro de las fuentes principales de sonido de los
sistemas de climatización, se han centrado en dos vertientes de
investigación principales:
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Los avances tecnológicos en la reducción de
nivel sonoro de las fuentes principales de sonido de los sistemas de
climatización, se han centrado en dos vertientes de investigación
principales: la reducción de la emisión intrínseca de las
fuentes mediante el uso de nuevas tecnologías de compresión y
movimiento de aire, y el uso de materiales de atenuación más eficaces.
El tratamiento de un problema de nivel sonoro varía según la ubicación: En el exterior las medidas son en general:
•Seleccionar la unidad de menor nivel sonoro: deberá contar con ventiladores y compresores de bajo nivel sonoro.
•Buenas prácticas de instalación.
•Como último recurso, implementar cerramientos acústicos.
En el interior son:
•De nuevo seleccionar la unidad de menor nivel sonoro.
•Buen aislamiento de Ventiladores y compresores (antivibradores).
•Buenas prácticas de instalación de conductos. Tratamiento en exterior: unidades diseñadas para reducción del nivel sonoro La actuación sobre el nivel sonoro de una unidad no debe tener en cuenta sólo el nivel sonoro en dB(A). Tanto o más importante son las frecuencias típicas de emisión. La figura muestra las frecuencias típicas de emisión de diversos tipos de equipos de climatización.
Dentro de las unidades, las fuentes principales de ruido, son compresores y ventiladores; ambos tienen además características acústicas muy diferentes. .
El tratamiento de un problema de nivel sonoro varía según la ubicación: En el exterior las medidas son en general:
•Seleccionar la unidad de menor nivel sonoro: deberá contar con ventiladores y compresores de bajo nivel sonoro.
•Buenas prácticas de instalación.
•Como último recurso, implementar cerramientos acústicos.
En el interior son:
•De nuevo seleccionar la unidad de menor nivel sonoro.
•Buen aislamiento de Ventiladores y compresores (antivibradores).
•Buenas prácticas de instalación de conductos. Tratamiento en exterior: unidades diseñadas para reducción del nivel sonoro La actuación sobre el nivel sonoro de una unidad no debe tener en cuenta sólo el nivel sonoro en dB(A). Tanto o más importante son las frecuencias típicas de emisión. La figura muestra las frecuencias típicas de emisión de diversos tipos de equipos de climatización.
Dentro de las unidades, las fuentes principales de ruido, son compresores y ventiladores; ambos tienen además características acústicas muy diferentes. .
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•El uso de nuevos tipos de compresores más
silenciosos es una de las actuaciones más comunes. Se está imponiendo
el uso de compresores de tipo rotativo con niveles sonoros más
reducidos. Los tipos de compresores más usados son ahora los de tipo
Scroll o de tipo tornillo. Como ejemplo, se han conseguido reducciones
de hasta 6 dB(A) entre una bomba de calor de 180 kW con compresores
scroll, frente a una unidad de diseño más antiguo, con compresores
alternativos.
•Uso de ventiladores de bajo nivel sonoro. Se ha investigado profusamente en la reducción del nivel sonoro de las unidades a través de la reducción del nivel sonoro de sus ventiladores; el diseño se ha tratado de hacer de acuerdo a las últimos diseños aerodinámicos. En el caso de Carrier, la posibilidad de usar tecnologías de diseño asistido por ordenador y simulación aerodinámica gracias a la pertenencia a UTC, grupo industrial que engloba a Sikorsky (helicópteros) y Pratt&Whitney (motores de aviación) hace que se compartan ideas para un mejor diseño aeroacústico. En efecto, los ventiladores tipo “Flying Bird” (figura 5) reducen el nivel sonoro unos 7 dB respecto a un diseño convencional.
•Uso de ventiladores de bajo nivel sonoro. Se ha investigado profusamente en la reducción del nivel sonoro de las unidades a través de la reducción del nivel sonoro de sus ventiladores; el diseño se ha tratado de hacer de acuerdo a las últimos diseños aerodinámicos. En el caso de Carrier, la posibilidad de usar tecnologías de diseño asistido por ordenador y simulación aerodinámica gracias a la pertenencia a UTC, grupo industrial que engloba a Sikorsky (helicópteros) y Pratt&Whitney (motores de aviación) hace que se compartan ideas para un mejor diseño aeroacústico. En efecto, los ventiladores tipo “Flying Bird” (figura 5) reducen el nivel sonoro unos 7 dB respecto a un diseño convencional.
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Los ventiladores de “Flying Bird” presentan tres características fundamentales.
•Diseño de álabes aerodinámicos con curvatura variable desde el cubo, y anillo envolvente exterior. Se consigue reconducir los torbellinos de los bordes de los álabes hacia la corriente principal.
•Cubo y conductos de entrada aerodinámicas para ocultar el motor y corto conducto para reconducir la descarga.
•Fijación en las unidades de pequeño tamaño en una torre sobre el suelo de las unidades, para evitar las vibraciones del techo.
•Diseño de álabes aerodinámicos con curvatura variable desde el cubo, y anillo envolvente exterior. Se consigue reconducir los torbellinos de los bordes de los álabes hacia la corriente principal.
•Cubo y conductos de entrada aerodinámicas para ocultar el motor y corto conducto para reconducir la descarga.
•Fijación en las unidades de pequeño tamaño en una torre sobre el suelo de las unidades, para evitar las vibraciones del techo.
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Asimismo, estos ventiladores cuentan con dos
velocidades, siendo controlados directamente por la presión de
condensación o mediante programación horaria, lo que hace posible
disminuir el nivel sonoro en funcionamiento nocturno hasta en 10 dB(A).
Dotados también de una presión estática que varía entre los 40 y 60 Pa, permiten el acoplamiento a redes de conductos (recomendándose un conducto por cada ventilador), en aplicaciones bajo cubierta, casetones, etc. Evitando por su bajo nivel sonoro la necesidad de costosos silenciadores externos, en las mencionadas aplicaciones de baja presión estática.
Buenas prácticas de instalación en exterior
El origen de los problemas suelen ser muy típicos:
•Enfriadoras, compactos de cubierta roof top, torres o condensadores muy cerca de otro edificio o al límite de la propiedad.
Dotados también de una presión estática que varía entre los 40 y 60 Pa, permiten el acoplamiento a redes de conductos (recomendándose un conducto por cada ventilador), en aplicaciones bajo cubierta, casetones, etc. Evitando por su bajo nivel sonoro la necesidad de costosos silenciadores externos, en las mencionadas aplicaciones de baja presión estática.
Buenas prácticas de instalación en exterior
El origen de los problemas suelen ser muy típicos:
•Enfriadoras, compactos de cubierta roof top, torres o condensadores muy cerca de otro edificio o al límite de la propiedad.
•Forjado de la cubierta demasiado liviano y flexible.
•Falta de correctos sistemas de amortiguación bajo las unidades o en los soportes de las tuberías y conductos.
Como se verá, muchas de las prácticas que se detallan a continuación tienen una importante dosis de sentido común:
•Evitar la proximidad a grandes superficies que puedan reflejar el sonido. Una distancia aceptable puede ser de 6 m a una pared alta o a un lado de un edificio adyacente. Evitaremos así la transmisión directa de ruido a través de la pared y la reflexión en otras direcciones. En muchos casos, este sonido reflejado incide en una zona acristalada de un piso inferior.
•Orientar el lado más “ruidoso” de la unidad hacia el área menos sensible.
•Si el equipo va a estar sobre una zona delicada que precisa un nivel sonoro reducido, caso de una sala de conferencias, habitaciones de hotel, etc. debe tenerse en cuenta la transmisión de vibración a través de la estructura y también la transmisión aérea por huecos de falso techo, etc. El problema en el último caso se trata como un ruido interior. En el primero, ha de dotarse a la bancada de una masa que agregue inercia para amortiguar las vibraciones y una adecuada soportación en la estructura. La mejor es la extensión de la estructura interna del edificio, de tal forma que se minimiza la transmisión de la unidad hacia la cubierta.
En el primer caso, la flexión del forjado de la cubierta amplifica la transmisión de vibraciones. En el segundo se aprecia una bancada que aumenta la inercia a la transmisión de vibraciones además de un mejor apoyo al evitar la flexión. En el tercer caso, la transmisión al forjado se ha minimizado ya que además apoya sobre la estructura principal. Los antivibradores y bancadas se calculan para evitar la transmisión a esta.
Aislamiento de fuentes exteriores de ruido. Encapsulados y Barreras
La otra estrategia es cubrir con absorbentes acústicos las fuentes. Los compresores son el caso más típico usándose diferentes opciones de aislamiento.
•Encapsulamiento de compresores de tipo semihérmetico o de tornillo mediante paneles con 50 mm de aislamiento acústico especialmente elegido para atenuar las frecuencias dominantes producidas por los compresores.
Envuelven, como se ve, completamente los compresores, aunque permiten el acceso para servicio dejando una estética muy limpia de las unidades. Se consiguen reducciones adicionales de hasta 6 dB(A) sobre las máquinas estándar.
•Otra posibilidad muy usada es el “encamisado” de los compresores. Consiste en el revestimiento de alta densidad del compresor. El aislamiento (figura 9) permite que reducir de forma importante la emisión en altas frecuencias.
•Para complementar el tratamiento, puede implementarse una barrera que permita a la vez el paso de aire a la unidad. Consiste en un cerramiento acústico compuesto de suelo absorbente, y baffles de atenuación, con material absorbente. El diseño de estos cerramientos ha de tener en cuenta las necesidades de servicio de las unidades, de forma que permitan el fácil montaje y desmontaje para el acceso a los componentes, con un peso limitado para un manejo por un solo operario.
•Falta de correctos sistemas de amortiguación bajo las unidades o en los soportes de las tuberías y conductos.
Como se verá, muchas de las prácticas que se detallan a continuación tienen una importante dosis de sentido común:
•Evitar la proximidad a grandes superficies que puedan reflejar el sonido. Una distancia aceptable puede ser de 6 m a una pared alta o a un lado de un edificio adyacente. Evitaremos así la transmisión directa de ruido a través de la pared y la reflexión en otras direcciones. En muchos casos, este sonido reflejado incide en una zona acristalada de un piso inferior.
•Orientar el lado más “ruidoso” de la unidad hacia el área menos sensible.
•Si el equipo va a estar sobre una zona delicada que precisa un nivel sonoro reducido, caso de una sala de conferencias, habitaciones de hotel, etc. debe tenerse en cuenta la transmisión de vibración a través de la estructura y también la transmisión aérea por huecos de falso techo, etc. El problema en el último caso se trata como un ruido interior. En el primero, ha de dotarse a la bancada de una masa que agregue inercia para amortiguar las vibraciones y una adecuada soportación en la estructura. La mejor es la extensión de la estructura interna del edificio, de tal forma que se minimiza la transmisión de la unidad hacia la cubierta.
En el primer caso, la flexión del forjado de la cubierta amplifica la transmisión de vibraciones. En el segundo se aprecia una bancada que aumenta la inercia a la transmisión de vibraciones además de un mejor apoyo al evitar la flexión. En el tercer caso, la transmisión al forjado se ha minimizado ya que además apoya sobre la estructura principal. Los antivibradores y bancadas se calculan para evitar la transmisión a esta.
Aislamiento de fuentes exteriores de ruido. Encapsulados y Barreras
La otra estrategia es cubrir con absorbentes acústicos las fuentes. Los compresores son el caso más típico usándose diferentes opciones de aislamiento.
•Encapsulamiento de compresores de tipo semihérmetico o de tornillo mediante paneles con 50 mm de aislamiento acústico especialmente elegido para atenuar las frecuencias dominantes producidas por los compresores.
Envuelven, como se ve, completamente los compresores, aunque permiten el acceso para servicio dejando una estética muy limpia de las unidades. Se consiguen reducciones adicionales de hasta 6 dB(A) sobre las máquinas estándar.
•Otra posibilidad muy usada es el “encamisado” de los compresores. Consiste en el revestimiento de alta densidad del compresor. El aislamiento (figura 9) permite que reducir de forma importante la emisión en altas frecuencias.
•Para complementar el tratamiento, puede implementarse una barrera que permita a la vez el paso de aire a la unidad. Consiste en un cerramiento acústico compuesto de suelo absorbente, y baffles de atenuación, con material absorbente. El diseño de estos cerramientos ha de tener en cuenta las necesidades de servicio de las unidades, de forma que permitan el fácil montaje y desmontaje para el acceso a los componentes, con un peso limitado para un manejo por un solo operario.
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Con ello se ha conseguido atenuar las altas
frecuencias predominantes en los compresores de tornillo reduciendo el
nivel global hasta en 10 dB(A). Como último recurso, queda
la posibilidad de erigir una barrera acústica, alrededor de todo el
conjunto de instalación
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Las reglas básicas se basan en el principio
“las máquinas que no ven, no suenan”, pero en la realidad, la pantallas
meramente visuales no producen una atenuación totalmente efectiva.
•Evitar interferir con el cono de descarga de aire de los ventiladores; se evitarán así problemas de recirculación.
•Separar la unidad de la barrera, un mínimo de dos metros; de no hacerse la propia barrera puede vibrar agravando el problema.
Para ello se recomienda usar materiales de una densidad superficial superior a 20kg/m2. •Puede ser necesario usar un material absorbente de sonido en el lado próximo a la fuente. Para protección de este material, es conveniente usar una superficie irregular que contribuya a una dispersión del sonido, evitando la reflexión del mismo.
•Extender la barrera a los lados de la fuente, al menos Longitud de la barrera > 3 x L
•Chequear si el receptor está dentro de la zona de efectividad de la barrera. El sonido se refracta en los bordes de la barrera, y a una distancia mayor, puede volver a medirse un nivel sonoro inaceptable, debido al sonido refractado.
El problema se complica con la necesidad de paso de aire si el cerramiento alrededor de la unidad es completo. Se tratará éste en el apartado dedicado a instalación interior.
•Evitar interferir con el cono de descarga de aire de los ventiladores; se evitarán así problemas de recirculación.
•Separar la unidad de la barrera, un mínimo de dos metros; de no hacerse la propia barrera puede vibrar agravando el problema.
Para ello se recomienda usar materiales de una densidad superficial superior a 20kg/m2. •Puede ser necesario usar un material absorbente de sonido en el lado próximo a la fuente. Para protección de este material, es conveniente usar una superficie irregular que contribuya a una dispersión del sonido, evitando la reflexión del mismo.
•Extender la barrera a los lados de la fuente, al menos Longitud de la barrera > 3 x L
•Chequear si el receptor está dentro de la zona de efectividad de la barrera. El sonido se refracta en los bordes de la barrera, y a una distancia mayor, puede volver a medirse un nivel sonoro inaceptable, debido al sonido refractado.
El problema se complica con la necesidad de paso de aire si el cerramiento alrededor de la unidad es completo. Se tratará éste en el apartado dedicado a instalación interior.
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Unidades de climatización instaladas en el interior de locales
Ha de procurarse que la instalación de unidades en el interior de locales no impacte sensiblemente en el nivel sonoro.
La elección de las unidades se debe hacer de acuerdo a su nivel sonoro certificado por el fabricante, proporcionando este no sólo el nivel sonoro global (Potencia sonora en dB(A)) si no también el índice de sonido de la unidad de acuerdo a la clasificación NR (Noise rating) o RC ( Room criteria)
Ambas son similares en asignar un único ratio que corresponde al valor ponderado de potencia, pero difieren en el tratamiento dado a sonidos con tonos puros.
La clasificación RC considera también todas las frecuencias incluyendo las bandas de octava de 16 Hz y 31.5 Hz causantes de muchos problemas de ruido y vibraciones en instalaciones de climatización. Además proporciona un valor cualitativo de las características de la fuente: H para silbido, R para rumor de baja frecuencia, etc.
De nuevo se impone el sentido común para tratar los problemas de nivel sonoro en el interior, analizando las vías de transmisión del sonido:
•Use datos de nivel sonoro certificado por el fabricante, mejor si está acogido a Eurovent. Esto es aplicable tanto a las unidades interiores como a máquinas enfriadoras, a unidades condensadoras o cualquier otro tipo de maquinaria que se deban ubicar en el interior de un local.
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El nivel sonoro en el interior no deben sobre pasar los límites determinados por la normativa de seguridad e higiene en el trabajo, entorno de valores diarios2 de LAeq,d = 80 dB(A). Dada la concentración de equipos en las sufridas salas de instalaciones de los edificios, es bastante común superar estos valores, obligando al personal a usar protección auditiva3.
Es por tanto preciso realizar en cada local destinado a sala de máquinas un estudio del futuro impacto en el personal que ha de trabajar en él, procurando que no se excedan los niveles anteriores y evite la transmisión a locales adyacentes.
La normativa obliga a que los elementos constructivos y de insonorización de que se dote a los recintos en que se alojen estas instalaciones deben poseer el aislamiento necesario para evitar la transmisión al exterior o al interior de otros locales, y dispondrán de sistema de aireación del local.
La necesidad de dotar de paso de aire para refrigeración de los componentes obliga además a proveer un tratamiento de reducción de nivel sonoro también al exterior, tanto para admisión de aire como su descarga. La atenuación debe ser del orden de los 12 a 15 dB(A) y realizarse de acuerdo a la normativa vigente, tanto en situación de rejillas como en la atenuación que ha de conseguirse con su aplicación.
Como ejemplo las ordenanzas municipales de grandes ciudades están limitando el caudal y la distribución de las superficies destinadas a la descarga.
Muchos municipios están introduciendo, además de prohibición expresa de instalar unidades en fachadas, balcones o cornisas, estrictas limitaciones en la extensión y situación de las rejillas de descarga de las unidades de climatización. La limitación de altura de descarga, realmente evita molestas corrientes de aire a los sufridos transeúntes.
Los caudales están limitados a 1m3/seg por rejilla, con una velocidad inferior a 5m/seg por cada rejilla, la altura mínima desde el suelo debe ser superior a 2 m, y el caudal máximo permitido por fachada no debe superar los 5 m3/seg.
Se ha mencionado el aislamiento acústico de la sala de máquinas. Pueden hacerse varias actuaciones: A) Aislamiento de la fuente. El panelado acústico del equipo es la solución más utilizada; ataca a la fuente y reduce el uso de material. Aparte de aislamiento debe proveerse acceso por lo cual todos los paneles han de ser desmontables.
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Se usan habitualmente paneles sandwich con relleno interno, de alta densidad.
B) Aislamiento acústico de las paredes del local. Pese a su mayor precio, representa la ventaja de tratar integralmente la instalación, no dejando fuera ninguna fuente. Además todos los componentes presentan mejor accesibilidad que en el caso anterior.
La actuación se basa en la implantación de una estructura multicapa en todas las superficies de la sala, por ejemplo:
Suelo : A partir del forjado inferior se aplican dos capas de aislamiento, una plástica de baja transmisividad de vibraciones y una de alta densidad 100 Kg/m3. Encima se puede disponer de una capa de mortero de 5 a 10 mm, sobre la que se tiende el pavimento. Sobre ellas se disponen bancadas individuales para cada equipo.
Paredes: Aparte del uso de ladrillo u hormigón de baja transmisividad, se suele disponer sobre él un primer aislamiento textil + plástico y una segunda gama de alta densidad. Una estructura de perfilería metálica es la encargada de sostener el conjunto de placas de yeso, dispuestas en una sola capa o en dos capas sin solape de juntas, entre las que se puede disponer otra capa adicional de aislamiento de requerir la aplicación.
Techo acústico: La estructura de falso techo acústico se dispone preferentemente suspendida del forjado, situándose elementos antivibradores en los anclajes de la estructura, que soporta el conjunto de losetas acústicas. Las capas que presentan estas losetas, suelen ser similares a las de las paredes, dejando en algunos puntos trampillas de acceso para inspección, mantenimiento, según necesidades.
2. Emplee un correcto aislamiento de los elementos vibrantes, mediante soportes antivibratorios. La elección de éstos depende entre otros factores de:
•La velocidad de giro del motor (r.p.m), potencia eléctrica (kW) y situación de centro de masas (descentrado o centrado en centro geométrico).
•Naturaleza de la vibración, en horizontal o en vertical.
•Localización del sistema que vibra dentro de la estructura del equipo.
•El espacio entre los soportes antivibratorios del sistema.
•La rigidez de la estructura del edificio. Pueden distinguirse diversos soportes según aplicación.
•Alfombrillas de neopreno, caucho o fibra de vidrio comprimidos. Pueden soportar hasta 3600 kg/m2 según material y suelen ser adecuados cuando no se prevea una flexión de la estructura del equipo que vibra mayor de unos 3mm.
•Tacos de los mismos materiales, permiten una flexión mayor; suelen llevar embutidos conjuntos de pernos para fijar unidad y estructura.
•Muelles para soporte o suspensión. La aplicación recomendada es cuando se prevean mayores flexiones de la estructura de base o techo de la unidad. La regla más común de selección es fijar una carga límite que exceda en un 50% la prevista. Los elementos de mayor calidad incluyen también aislamientos de neopreno en los extremos, con el fin de mejorar el aislamiento frente a altas frecuencias. Hay diversas ejecuciones en el mercado, iuncluyendo un tipo de elemento antivibrador especial con muelles que posee una estructura adicional de contención del pandeo del muelle. Puesto que la vibración puede transmitirse mediante las conexiones de tuberías y conductos, estas uniones han de tratarse con especial cuidado:
•Conexión de tuberías. Normalmente se usan uniones embridadas entre las que se dispone el elemento antivibrador, una sección de tubería de caucho con tolerancia a la presión de trabajo nominal de la tubería. El tipo de conexión Victaulic proporciona una cierta amortiguación de vibraciones de alta frecuencia al contar con juntas de caucho, no obstante debe chequearse su transmisividad. De ser necesaria una longitud flexible mayor o de tener precisar absorber una desalineación entre los extremos a conectar, se usa un flexible denominado familiarmente “anaconda”.
•Para aislar la vibración de ventiladores de grandes caudales, las unidades de tratamiento de aire incorporan conexiones de lona entre él, la estructura del ventilador y la brida de conexión de los conductos. Esta característica evita en gran medida la transmisión a la estructura del climatizador y al conducto.
B) Aislamiento acústico de las paredes del local. Pese a su mayor precio, representa la ventaja de tratar integralmente la instalación, no dejando fuera ninguna fuente. Además todos los componentes presentan mejor accesibilidad que en el caso anterior.
La actuación se basa en la implantación de una estructura multicapa en todas las superficies de la sala, por ejemplo:
Suelo : A partir del forjado inferior se aplican dos capas de aislamiento, una plástica de baja transmisividad de vibraciones y una de alta densidad 100 Kg/m3. Encima se puede disponer de una capa de mortero de 5 a 10 mm, sobre la que se tiende el pavimento. Sobre ellas se disponen bancadas individuales para cada equipo.
Paredes: Aparte del uso de ladrillo u hormigón de baja transmisividad, se suele disponer sobre él un primer aislamiento textil + plástico y una segunda gama de alta densidad. Una estructura de perfilería metálica es la encargada de sostener el conjunto de placas de yeso, dispuestas en una sola capa o en dos capas sin solape de juntas, entre las que se puede disponer otra capa adicional de aislamiento de requerir la aplicación.
Techo acústico: La estructura de falso techo acústico se dispone preferentemente suspendida del forjado, situándose elementos antivibradores en los anclajes de la estructura, que soporta el conjunto de losetas acústicas. Las capas que presentan estas losetas, suelen ser similares a las de las paredes, dejando en algunos puntos trampillas de acceso para inspección, mantenimiento, según necesidades.
2. Emplee un correcto aislamiento de los elementos vibrantes, mediante soportes antivibratorios. La elección de éstos depende entre otros factores de:
•La velocidad de giro del motor (r.p.m), potencia eléctrica (kW) y situación de centro de masas (descentrado o centrado en centro geométrico).
•Naturaleza de la vibración, en horizontal o en vertical.
•Localización del sistema que vibra dentro de la estructura del equipo.
•El espacio entre los soportes antivibratorios del sistema.
•La rigidez de la estructura del edificio. Pueden distinguirse diversos soportes según aplicación.
•Alfombrillas de neopreno, caucho o fibra de vidrio comprimidos. Pueden soportar hasta 3600 kg/m2 según material y suelen ser adecuados cuando no se prevea una flexión de la estructura del equipo que vibra mayor de unos 3mm.
•Tacos de los mismos materiales, permiten una flexión mayor; suelen llevar embutidos conjuntos de pernos para fijar unidad y estructura.
•Muelles para soporte o suspensión. La aplicación recomendada es cuando se prevean mayores flexiones de la estructura de base o techo de la unidad. La regla más común de selección es fijar una carga límite que exceda en un 50% la prevista. Los elementos de mayor calidad incluyen también aislamientos de neopreno en los extremos, con el fin de mejorar el aislamiento frente a altas frecuencias. Hay diversas ejecuciones en el mercado, iuncluyendo un tipo de elemento antivibrador especial con muelles que posee una estructura adicional de contención del pandeo del muelle. Puesto que la vibración puede transmitirse mediante las conexiones de tuberías y conductos, estas uniones han de tratarse con especial cuidado:
•Conexión de tuberías. Normalmente se usan uniones embridadas entre las que se dispone el elemento antivibrador, una sección de tubería de caucho con tolerancia a la presión de trabajo nominal de la tubería. El tipo de conexión Victaulic proporciona una cierta amortiguación de vibraciones de alta frecuencia al contar con juntas de caucho, no obstante debe chequearse su transmisividad. De ser necesaria una longitud flexible mayor o de tener precisar absorber una desalineación entre los extremos a conectar, se usa un flexible denominado familiarmente “anaconda”.
•Para aislar la vibración de ventiladores de grandes caudales, las unidades de tratamiento de aire incorporan conexiones de lona entre él, la estructura del ventilador y la brida de conexión de los conductos. Esta característica evita en gran medida la transmisión a la estructura del climatizador y al conducto.
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3. Ubique las unidades terminales, rejillas de descarga y admisión lo más alejado posible de áreas sensibles.
La figura 17 muestra una serie de medidas para limitar el nivel sonoro de la unidad, que por supuesto debe suspenderse usando soportes antivibratorios.
En unidades que contienen compresores, el ruido de los mismos puede filtrarse aguas arriba de la unidad, el conducto con un codo limita la transmisión directa al plenum.
Codos o bifurcaciones próximas a la descarga de la unidad, generan ruidos por turbulencia, si se limitan éstas con un tramo recto de más de 1500mm y limitando la velocidad de paso, se evitarán grandes problemas de ruido regenerado en las proximidades de los locales.
Los conductos flexibles de la figura, permiten evitar la transmisión de sonido, sobre todo las conversaciones a través del conducto, si se disponen con al menos una curva y poseen entorno a 1,5 - 2 m de longitud.
4. No sobredimensione los ventiladores para dar mayor presión estática de la necesaria. Los difusores no van a ser capaces de manejar el exceso de caudal, por lo cual superarán el nivel sonoro bajo el que fueron seleccionados. Ajuste poleas y correas para proporcionar las presiones necesarias.
5. Emplace la red de conductos de tal forma que minimice el sonido transmitido y el sonido por fugas de aire. Provea también el uso de material de aislamiento en los conductos si estos son de chapa. Evite en lo posible el uso de tramos rectos muy largos (superiores a 3 m) de conducto flexible; tienen menos atenuación que un conducto normal.
La localización de los conductos depende en gran medida de la posición de patinillos para paso de conductos, cableado o tuberías. El proyectista del sistema de climatización poco podrá hacer si en el diseño arquitectónico del edificio se han obviado o reducido tales espacios. Como consejo al arquitecto sobre esto, es que provea de un número pequeño de patinillos de generosas dimensiones, ubicados lejos de zonas sensibles, concentrando los pasos cerca de aseos, escaleras, distribuidores, etc. En caso de precisarse tratamiento acústico será más efectivo y económico sobre estas zonas.
Aquí entran en juego las reglas fundamentales para el diseño y ejecución de conductos.
•Si es posible use conductos circulares, si precisa atenuación en bajas frecuencias, su atenuación en ellas por efecto de forma es superior.
La figura 17 muestra una serie de medidas para limitar el nivel sonoro de la unidad, que por supuesto debe suspenderse usando soportes antivibratorios.
En unidades que contienen compresores, el ruido de los mismos puede filtrarse aguas arriba de la unidad, el conducto con un codo limita la transmisión directa al plenum.
Codos o bifurcaciones próximas a la descarga de la unidad, generan ruidos por turbulencia, si se limitan éstas con un tramo recto de más de 1500mm y limitando la velocidad de paso, se evitarán grandes problemas de ruido regenerado en las proximidades de los locales.
Los conductos flexibles de la figura, permiten evitar la transmisión de sonido, sobre todo las conversaciones a través del conducto, si se disponen con al menos una curva y poseen entorno a 1,5 - 2 m de longitud.
4. No sobredimensione los ventiladores para dar mayor presión estática de la necesaria. Los difusores no van a ser capaces de manejar el exceso de caudal, por lo cual superarán el nivel sonoro bajo el que fueron seleccionados. Ajuste poleas y correas para proporcionar las presiones necesarias.
5. Emplace la red de conductos de tal forma que minimice el sonido transmitido y el sonido por fugas de aire. Provea también el uso de material de aislamiento en los conductos si estos son de chapa. Evite en lo posible el uso de tramos rectos muy largos (superiores a 3 m) de conducto flexible; tienen menos atenuación que un conducto normal.
La localización de los conductos depende en gran medida de la posición de patinillos para paso de conductos, cableado o tuberías. El proyectista del sistema de climatización poco podrá hacer si en el diseño arquitectónico del edificio se han obviado o reducido tales espacios. Como consejo al arquitecto sobre esto, es que provea de un número pequeño de patinillos de generosas dimensiones, ubicados lejos de zonas sensibles, concentrando los pasos cerca de aseos, escaleras, distribuidores, etc. En caso de precisarse tratamiento acústico será más efectivo y económico sobre estas zonas.
Aquí entran en juego las reglas fundamentales para el diseño y ejecución de conductos.
•Si es posible use conductos circulares, si precisa atenuación en bajas frecuencias, su atenuación en ellas por efecto de forma es superior.
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•La ley de atenuación del sonido teniendo en
cuenta el material del conducto es: donde es la atenuación en dB por
metro lineal, es el coeficiente de atenuación tabulado para cada
material y P y S son respectivamente el perímetro y la sección del
conducto que nos indica que a menor sección se produciría mayor
atenuación.
Esto choca con la necesidad de reducir velocidad dentro del conducto tanto para reducir el sonido debido a la velocidad como para no penalizar la pérdida de carga.
Las recomendaciones de velocidad de paso de aire dependen también de la ubicación de los conductos como expresa la tabla.
Esto choca con la necesidad de reducir velocidad dentro del conducto tanto para reducir el sonido debido a la velocidad como para no penalizar la pérdida de carga.
Las recomendaciones de velocidad de paso de aire dependen también de la ubicación de los conductos como expresa la tabla.
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La influencia del material de aislamiento es
grande, conjuntamente con la necesidad de aislar térmicamente es
difícil encontrar en buenas instalaciones conductos que no presenten una
o varias capas de aislamiento. Tanto en impulsión como en retorno,
siendo uno de los más efectivos la lana de roca.
Por economía de instalación, el desarrollo del conducto autoportante de lana de roca ha supuesto una auténtica revolución. En las secciones de mayor uso en instalación sustituyen con ventaja a la solución de chapa revestida, que queda relegada a grandes secciones o diámetros. Una acertada combinación del producto junto con sencillas herramientas de corte y troquelado, permite a los instaladores ahorrar tiempo y dinero tanto en la selección como en el montaje, además de tener intrínsecamente un excelente comportamiento acústico.
Sin entrar en detalle, los materiales más modernos presentan además una mejora de las características de salubridad al evitar el desprendimiento de fibras, junto con una pérdida de carga inferior.
•Evite el uso de transiciones de diámetro/sección bruscas o subdimensionadas; ya que producen excesiva turbulencia y por consiguiente elevan el ruido. Los fabricantes de conductos también han desarrollado herramientas o troqueles para ayudar a los instaladores a conseguir uniones y transiciones con buen comportamiento acústico.
Por economía de instalación, el desarrollo del conducto autoportante de lana de roca ha supuesto una auténtica revolución. En las secciones de mayor uso en instalación sustituyen con ventaja a la solución de chapa revestida, que queda relegada a grandes secciones o diámetros. Una acertada combinación del producto junto con sencillas herramientas de corte y troquelado, permite a los instaladores ahorrar tiempo y dinero tanto en la selección como en el montaje, además de tener intrínsecamente un excelente comportamiento acústico.
Sin entrar en detalle, los materiales más modernos presentan además una mejora de las características de salubridad al evitar el desprendimiento de fibras, junto con una pérdida de carga inferior.
•Evite el uso de transiciones de diámetro/sección bruscas o subdimensionadas; ya que producen excesiva turbulencia y por consiguiente elevan el ruido. Los fabricantes de conductos también han desarrollado herramientas o troqueles para ayudar a los instaladores a conseguir uniones y transiciones con buen comportamiento acústico.
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CONCLUSIÓN
Esperamos que este artículo haya servido para recordar al lector algunas de las técnicas más usadas para la reducción de nivel sonoro. Aparte de la labor de formación y difusión de los conocimientos sobre legislación y sonido que las administraciones habrían de dar a los usuarios, instaladores y agentes, queda a los fabricantes la tarea de certificar con rigor los niveles sonoros de sus unidades y materiales e investigar sobre la reducción del nivel sonoro de sus productos.
En todos los casos les recomendamos, usen productos que posean una suficiente garantía de haber sido certificados según Normativa Europea, muchos fabricantes de equipos y materiales para instalaciones de climatización hacen un esfuerzo económico importante para certificar sus productos. Los esfuerzos de la asociación de fabricantes Eurovent se han centrado en la aplicación de estándares de medida comunes a todos los fabricantes europeos (siguiendo la normativa ISO en sus diferentes variantes para distintos tipos de unidades) y la certificación de los resultados de los ensayos de los fabricantes en sus directorios. Los datos de potencia sonora5 de los diferentes equipos se publican en el directorio Eurovent, vigilando este organismo que los datos que los fabricantes adscritos hacen llegar al mercado son congruentes con lo observado en los ensayos.
En este sentido, las principales marcas fabricantes de equipos de aire acondicionado están certificando sus productos, publicando en el directorio los niveles de potencia sonora; sin embargo queda todavía mucho camino por recorrer, hasta que todos los productos estén certificados. Nuestra recomendación final en todos los casos es la inspección exhaustiva “in situ” y la evaluación de distancias y circunstancias de las edificaciones “sensibles” al impacto sonoro en la etapa de proyecto, y , como no, el asesoramiento por expertos, empresas especialistas en sonido.
El estudio del impacto de nivel sonoro del proyecto, aun con un coste en tiempo y dinero ahorra varias veces su valor si hay que corregir en campo una situación de molestias o de trasgresión de la normativa. De esta forma se evitará una intervención de las autoridades, que en defensa del ciudadano, no tienen más remedio que aplicar, a veces a rajatabla, los reglamentos sobre nivel sonorode su cuidad o comunidad.
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