Atenuación en sistemas ii

ATENUACIÓN EN SISTEMASDE EXTRACCIÓN

Gabriel CurbeloKarina Bique

Higiene Industrial Gessi Vigo

INTRODUCCIÓN

El ambiente de trabajo está determinado por aspectos físicos, químicos, biológicos, sociales y psicológicos que

determinan las condiciones de trabajo.Lo que modifica el ambiente de trabajo es llamado

contaminante; los mismos pueden ser físicos, químicos y biológicos.

CONCEPTOS GENERALES RUIDORUIDO: Se entiende por ruido todo sonido que por

su intensidad, duración o frecuencia, impliquen riesgo, molestia, perjuicio o daño para las personas, para otros seres vivos o para el ambiente o lo que superen niveles fijados por las normas.

CONTAMINACIÓN ACÚSTICACONTAMINACIÓN ACÚSTICA: Se entiende por Contaminación Acústica, la presencia en el ambiente de ruidos, cualquiera sea la fuente que los origine, cuyos niveles superen los límites que establezca la reglamentación.

Desde el punto de la Higiene Industrial, dependiendo de las características, ese ruido puede provocar daños en la salud si supera los límites recomendados en el Decreto 143 / 2012 Art. 1: “Nivel de intensidad sonora del puesto de trabajo... 80dBA...“.

Según el Decreto 406 / 88, Título II, Capítulo XV: “Condiciones generales de ventilación(...), Art. 50 al 55; (...) en los locales de trabajo se mantendrán por medios naturales o artificiales, condiciones atmosféricas adecuadas”

MEDIDAS DE CONTROL DEL RUIDO:1. Sobre la Fuente, por ejemplo, mediante aislamiento

de equipo ruidoso.2. Sobre el Ambiente, por ejemplo, aplicando rutinas

de mantenimiento.3. Controles Administrativos, por ejemplo, rotación de

trabajadores.4. Sobre el Trabajador, por ejemplo, protección

auditiva.

VENTILACIÓN: Consiste en la eliminación del aire contaminado del ambiente

de trabajo, mediante la sustitución por aire fresco. Este proceso se realiza mediante sistemas de ventilación. Estos son muy utilizados en fábricas, edificios, hoteles y en todo lugar donde se requiera un ambiente agradable para las personas que se encuentren en él.

Los problemas de ruido asociados a los sistemas de extracción son generados por los ventiladores, bombas y comprensores que componen estos sistemas.

Puede ser generado y transmitido en forma aérea o estructural.

EL SONIDO Se produce por las variaciones de presión, que se

producen como consecuencia de una vibración mecánica, y se propagan, en forma de onda acústica, en un medio elástico, pudiendo ser detectadas por un receptor.

El Nivel Sonoro es el ruido que produce la circulación del aire en conductos, se mide en dBA. Mediante el sonómetro. Es importante, saber el Nivel Sonoro, ya que en función del nivel máximo admitido en el local, se debe elegir la velocidad máxima.

PRESIÓN ACÚSTICA

Es la variación de presión atmosférica, que se produce como consecuencia de una perturbación acústicas.

Las presiones acústicas audibles son aquellas que el oído humano son capaces de percibir.

VENTILACIÓN El principio básico de un sistema de ventilación consiste en

alimentar de aire exterior a un local, evacuando hacia el exterior el aire viciado del mismo y haciendo pasar el mismo a través de tuberías hasta los dispositivos de extracción.

La ventilación puede ser: - Natural - Forzada La ventilación de máquinas o de procesos industriales

permite controlar el calor, la toxicidad de los ambientes o la explosividad potencial de los mismos, lo cual favorece a la salud de los trabajadores en esos ambientes.

Para efectuar una ventilación adecuada hay que tener presente: el calor a disipar, los tóxicos a diluir, los sólidos a transportar, calcular la cantidad de aire necesario, etc.

PARÁMETROS DE UN CONDUCTO En el movimiento del aire a través de un conducto se debe tener en

cuenta:1. CAUDAL: - la cantidad o Caudal q (m3/h) de aire que circula - la sección S (m2) del conducto. - La velocidad v (m/s) del aire. Q= 3600 v S2. PRESIÓN: El aire para circular, necesita de una determinada fuerza

que le empuje. Ésta fuerza por unidad de superficie, es lo que se llama Presión.

Existen tres clases de Presión: - Presión Estática (Pe),es la que ejerce en todas la direcciones

dentro del conducto. - Presión Dinámica (Pd), es la que acelera el aire. - Presión Total (Pt), es la que ejerce el aire sobre un cuerpo que se

opone a su movimiento.

3. PÉRDIDA DE CARGA: A la presióm del aire necesaria para vencer la fricción en un conducto, que es la que determina el gasto de energía del ventilador, se llama pérdida de carga.

Para mitigar la pérdida de carga en codos rectos, se colocan aletas directrices, unifomemente distribuidas y que se extienden por toda la curvatura del codo. La pérdida de carga depende de:

- La velocidad del aire. A más velocidad, más pérdida de carga. - La forma del conducto, Cuanto más circular menor pérdida. - El material del conducto. A mayor rugosidad, más pérdida.4. VELOCIDAD: La velocidad de circulación del aire por el interior del

conducto se mide en m/s. Un aumento de la velocidad por encima de los valores recomendados aumentará el nivel del ruido y la pérdida de carga en los conductos. La velocidad del aire se mide con un anemómetro.

5. RUGOSIDAD: La rugosidad nos indica si el interior de un conducto es más o menos liso. El aire circulará más fácilmente si el conducto es más liso.

CIRCULACIÓN DEL AIRE POR LOS DUCTOS: Para ventilar un espacio o una máquina, ya sea impulsando aire o

extrayéndolo, se conecta el ventilador/extractor por medio de ductos, tuberías, de mayor o menor longitud y de una u otras formas o sección.

El fluir del aire por el ducto absorbe energía del ventilador que los impulsa/extrae debido al roce con las paredes, los cambios de dirección o los obstáculos que se hallan a su paso. La rentabilidad de una instalación exige que se minimice esta parte de energía consumida.

El consumo de un ventilador es directamente proporcional a la Presión Total (Pt) a que trabaja, por lo cual se debe tener en cuenta el diseño de la canalización.

Las bocas de ventilación son el extremo exterior de un conductor por el que sale el aire, con protección para impedir la entrada de agua o insectos.

MEDICIÓN

Medida de velocidades en conductos • En conductos circulares, tomar cuatro medidas: centro, 1/4 del radio,

1/2 del radio, 3/4 del radio.• En conductos rectangulares tomar al menos 6 medidas, tres arriba

y tres abajo.• En rejilla medir la velocidad a unos 10 cm de la boca en 4 puntos

distintos.• En difusores circulares, tomar la lectura tocando el difusor en cada

anillo

TUBO DE PITOT

Mide directamente la Presión Total por medio de un tubo abierto que recibe la presión del aire contra su dirección y que conecta su otro extremo a un manómetro por medio de un tubo en U, lleno de agua, abierto en su otro extremo a la presión atmosférica y cuyo desnivel del líquido en las ramas, señala la Presión Total en mm c.d.a.

SONDA DE PRESIÓN ESTÁTICA Mide la presión estática, por medio de un tubo ciego dirigido contra la

corriente de aire y abierto, por unas rendijas, en el sentido de la misma.

TUBO DE PRANDTI Es una combinación de Pitot y una Sonda de Presión Estática. El Pitot

constituye el tubo central que está abierto a la corriente de aire y está envuelto por una sonda que capta la presión estática. Ambos extremos terminan en un mismo manómetro. Entonces, Pt - Pe = Pd

ATENUACIÓN DEL RUIDO La velocidad con que circula el aire por las ductos o tuberías, está relacionada

con el ruido de la instalación. Los atenuadores de ruido son secciones de tuberías prefabricadas que contiene

celdas internas rellenas con materiales de absorción acústica (lana de vidrio o mineral). Su rendimiento acústico depende del tamaño, forma y longitud de las celdas internas. Mientras más larga y gruesa sea la celda interna, mayor atenuación de ruido producirá. También se debe tener en consideración el ruido que se regenera por los atenuadores de ruido, que está en directa relación con la velocidad de paso del aire por entre las celdas.

Otra manera de producir atenuación de ruido en tuberías es revistiendo internamente el ducto con palmetas de lana de fibra de vidrio especialmente diseñada para este propósito, sin embargo, el rendimiento acústico de este revestimiento en comparación con un atenuador de ruido es muy bajo. Por ejemplo, lo que reduce un atenuador de 1,5m de largo, equivale a 25m de ducto revestido.

Para la atenuación también se utilizan silenciadores en los ductos. Son elementos con material fonoabsorbente que ayudan a mejorar el ruido en las tuberías. 

La colocación de silenciadores antes del extractor es para impedir la entrada de ruido generado por el extractor hacia el interior del edificio por el conducto. La eficiencia de los silenciadores siempre van en función de la longitud y del diámetro del silenciador.

FORMAS DE ATENUAR EL RUIDO

1 - Tuberías desnudas1.1 - Atenuación en tramos rectos.

1.2 - Atenuación en codos.2 - Tuberías tratadas con material absorbente 2.1 - Atenuación en tramos rectos. 2.2 - Atenuación en codos.3 - Elementos atenuadores insertados en tuberías 3.1 - Plenums. 3.2 - Silenciadores pasivos. 3.3 - Silenciadores activos.4 - Atenuación a la salida

TUBERÍAS DESNUDAS

Atenuación en tramos rectos. En este caso la atenuación es prácticamente nula. El ruido se propaga por la tubería sin perder intensidad.

Atenuación en codos. La atenuación en los codos es más un proceso de reflexión hacia la fuente sonora que de absorción. Un codo a 90° sin tramos curvos, es el que más atenúa.

TUBERÍAS TRATADAS CON MATERIAL ABSORBENTE

Atenuación en tramos rectos.Se recubre interiormente las tuberías mediante un material

absorbente, como puede ser fibra de vidrio, materiales plásticos porosos, entre otros; lo cual produce una atenuación del ruido.

Atenuación en codos.La atenuación de los codos queda incrementada si éstos se

recubren interiormente con materiales absorbentes. Ésta forma, con poco material, logra una importante atenuación.

ELEMENTOS ATENUADORES INSERTADOS EN TUBERÍAS

1. PlenumsSon unos receptáculos donde el aire puede expandirse para

después salir del mismo por una tubería de dimensiones iguales a las que tienen la de entrada.Los plenums producen una atenuación bastante importante del ruido, sobre todo si están recubiertos interiormente con material absorbente. Su principal inconveniente es el volumen que ocupan.

2. Silenciadores pasivos Los de forma cilíndrica constan de un tubo forrado interiormente con

material absorbente, recubierto por una lámina metálica perforada. A veces, llevan un cilindro central también de material absorbente y recubierto metálico perforado.

Los de forma rectangular, constan de varios paneles paralelos de material absorbente, que parten el flujo de aire en varias secciones para que haya más contacto entre las ondas sonoras y el material disipativo.

3. Silenciadores activos Su principio se basa en neutralizar el ruido anteponiéndole otro

contrario por medio de una instalación electroacústica. Técnicamente consiste en un micrófono que capta el ruido original emitido por el ventilador, un altavoz emite un ruido desfasado 180 grados que, al incidir sobre el inicial, lo neutraliza dejando una intensidad residual que es el resultado de la aplicación de este silenciador. Un controlador electrónico capta la señal original, la analiza y modula la salida del altavoz. El valor residual que llega al control le permite ajustar frecuencias y potencia para optimizar su efecto.

ATENUACIÓN A LA SALIDA

Cuando una onda sonora sufre una expansión brusca, se produce una onda reflejada y entonces, la energía acústica vuelve hacia la fuente, produciéndose una atenuación de la que se propaga hacia la habitación.

BARRERAS ACÚSTICAS, ATENUADORES Y SILENCIADORES

BARRERAS ACÚSTICASLa misión principal es evitar que al receptor le llegue la onda directa,

recibiendo la onda que se refracta en el borde de la barrera

Pantalla

Efecto de la atenuación debido a la absorción

Es un silenciador para los agujeros de ventilación hechos de aisladores externos en las lanas de madera del abeto, mineralizado y cemento de Portland, internamente cubierto con el material aislador en fibra de maíz. Aplicaciones: aislamiento acústico de los agujeros de ventilación de paredes perimetral.