Silenciadores acústicos

 In Blog de acústica

¿Cuáles son los criterios para diseñar un silenciador acústico?

  • Acústico: El silenciador acústico debe ser capaz de atenuar el ruido entrante en la cantidad deseada, acorde a esto, debe expresarse como la reducción de ruido respecto a la frecuencia. Se debe de conocer el entorno donde se va a instalar el silenciador ya que el rendimiento acústico puede verse afectado por la composición del gas, la temperatura, la velocidad de flujo constante, etc…
  • Aerodinámico: El silenciador acústico no debe crear caídas de presión muy grandes mientras el “conducto” esté en funcionamiento.
  • Geométrico: El silenciador acústico debe de ajustarse al espacio que haya disponible.
  • Mecánico: La durabilidad del silenciador acústico no debe de verse demasiado comprometida cuando trabaje con altas temperaturas, así como gases tóxicos que puedan erosionar los materiales más frágiles del sistema. Además, el silenciador no debe de requerir un mantenimiento elevado, pudiendo así no realizar mantenimientos durante largos periodos de tiempo.
  • Económico: Si un silenciador acústico se diseña bien, no será más grande ni con más materiales de lo que el sistema requiera. El silenciador no debe absorber más de lo que el sistema requiera para no incrementar los costes.

Normalmente estos criterios entran en conflicto unos con otros, por lo que es importante encontrar un método en el que todos puedan cumplirse y apoyarse de forma satisfactoria. Si quisiéramos ordenador los criterios por prioridad, los criterios geométricos y mecánicos son a menudo los más importantes por encima de cualquier otro. Las condiciones de funcionamiento y la geometría de los conductos deben de tenerse en cuenta ante todo, antes de poder predecir el tamaño o el grosor de los bafles, generalmente estos dos criterios los especifica el cliente y no hay muchos cálculos que deban realizarse, a excepción de que se ajuste todo al conducto y que el material escogido pueda cumplir las condiciones operacionales. Los criterios aerodinámicos y económicos están relacionados, si el criterio aerodinámico no se cumple, el criterio económico tampoco se cumplirá.

¿Qué tipos de silenciador hay?

Silenciador Reactivo

Este tipo de silenciadores acústicos suelen ser utilizados para controlar los sonidos con un espectro de baja frecuencia (Sonidos Graves).

Su funcionamiento está basado en la reflexión de las ondas acústicas, se diseñan para variar la impedancia acústica de los conductos, haciendo que la conducción por la que fluyen las ondas acústicas varíe el tamaño haciendo que la impedancia acústica del conducto sea mayor o menor. Con cambios en la continuidad del conducto conseguimos que parte de la energía que fluye se convierta en ondas reflejadas y se queden en las cámaras o vuelvan en dirección a la fuente. Este tipo de silenciador acústico no solo funciona para reducir frecuencias graves sino que funciona también cuando el ruido que queremos atenuar está caracterizado por tonos puros (en frecuencias fijas). También aconsejamos su uso cuando el flujo con el que vamos a trabajar opera a a elevadas temperaturas, es sucio o cuando la velocidad es elevada.

El mantenimiento de los silenciadores reactivos es muy bajo aunque por otra parte el diseño de estos, es bastante complejo en comparación con otro tipo de silenciador.

Silenciador Disipativo

Este tipo de silenciadores acústicos son utilizados en el control de ruido para media y alta frecuencia. Su operacionalidad está basada en la absorción de la energía que incide en el interior de los conductos transformando la energía acústica, en energía calorífica.

El silenciador disipativo está compuesto por cámaras de expansión y conductos revestidos de materiales absorbentes. Dependiendo del coeficiente de absorción del material utilizado en los conductos conseguiremos una mayor o menor absorción. La atenuación acústica de los silenciadores disipativos está limitada por el propio ruido generado por el silenciador acústico (“Self-noise”), el fluido al atravesar el dispositivo, produce un rozamiento en los propios conductos y revestimientos.

Silenciador reactivo-disipativo

Este tipo de silenciador acústico funciona combinando los dos tipos que acabamos de explicar. Suelen ser utilizados para controlar el ruido en tuberías por donde circulan fluidos pulsátiles o en escapes de fluidos a la atmósfera.

Estos silenciadores requieren de un estudio acústico previo ya que se diseñan en base a la ubicación de la instalación.

Silenciador de materiales porosos

Este tipo de silenciador funciona de manera muy eficaz en escapes de aire de equipos neumáticos.

Los silenciadores de esta clase poseen una superficie porosa generalmente de material bronce o cerámica. Cuando los fluidos, que son transportados por el conducto, atraviesan el silenciador disminuyen su velocidad de salida debido a la pantalla de material constituido de densidad porosa.  Su efecto acústico es fundamental  para ser utilizado en la atenuación de medias y altas frecuencias.

¿Cómo elegir el silenciador acústico correcto?

Una vez sabemos la necesidad de un silenciador, el primer paso sería escoger el silenciador acústico adecuado para solucionar el problema de ruido. Como hemos dicho antes existen tres tipos de silenciadores acústicos; silenciador disipativo, silenciador reactivo, o silenciador de material poroso.

Cuando ya hemos elegido el tipo de silenciador necesario para la instalación, se tiene que decidir dónde irá ubicado, un previo conocimiento de la ubicación podrá conseguir un mejor rendimiento una vez sea instalado.

1º Conocer la atenuación requerida. Este paso es fundamental y el más importante. Realizar un buen estudio acústico previo a la toma de decisiones para cumplir con existo la reducción del ruido ambiental o la protección de los trabajadores. Debemos de conocer el espectro de ruido del escape o maquinaria y compararlo con el ruido de fondo que queremos obtener.

2º El segundo paso es saber la perdida de carga de la que podemos disponer en la instalación, ya que elegiremos el silenciador en base a la perdida de carga.

3º Conocer el área de paso libre para poder cumplir con los dos pasos anteriores.

4º Conociendo los datos del fabricante de la maquinaria, elegimos un silenciador con una pérdida de transmisión que encaje con los puntos anteriormente descritos.

5º Todos los silenciadores producen ruido propio cuando se ven alterados por un fluido, es bueno conocer el nivel de “self-noise” y tenerlo en cuenta a la hora del diseño.

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