Diseño de sistemas de control pasivo de ruido en recintos industriales

El control de ruido es un factor esencial en plantas industriales de procesos continuos, donde los niveles sonoros están generalmente restringidos en función de normativas cada vez más rigurosas. Los enfoques de control pasivo se basan en el uso de materiales para bloquear y/o absorber el ruido directo y/o reverberante generado por las fuentes sonoras. Generalmente, la mitigación del ruido directo se logra a partir de la utilización de encapsulamientos sobre las fuentes o barreras acústicas, mientras que el ruido reverberante es amortiguado utilizando paneles absorbentes. Una opción interesante en este sentido es la utilización de paneles multicapa. Estos dispositivos presentan configuraciones variadas que incluyen usualmente combinaciones de paneles perforados, materiales absorbentes y/o aislantes, cámaras de aire, etc., permitiendo mejorar notablemente las condiciones acústicas. Las variables de diseño de tales dispositivos vienen dadas, entre otras, por los espesores de cada capa. En este artículo, se presenta una metodología para el diseño óptimo de los dispositivos mencionados, buscando minimizar el nivel sonoro global reverberante dentro de un recinto industrial multi-fuente y respetando ciertas restricciones geométricas previamente impuestas, como el espesor total de cada panel multicapa. El enfoque propuesto se basa en la combinación de un modelo de matriz de transferencia para estimar la absorción del sistema pasivo, un modelo de difusión acústica bidimensional para predecir la distribución sonora y en la técnica de optimización “Recocido Simulado”.Fil: Sequeira, Martin Eduardo. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Bahía Blanca. Grupo de Análisis de Sistemas Mecánicos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Cortinez, Victor Hugo. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Bahía Blanca. Grupo de Análisis de Sistemas Mecánicos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería; Argentin

A simplified two-dimensional acoustic diffusion model for predicting sound levels in enclosures

A new concept for the enclosure-acoustic prediction derived from the mathematical theory of diffusion was proposed some years ago [J. Picaut et al., Acustica 1997]. This model has been applied to predict the sound level distribution in rooms of simple geometries with good accuracy and a relatively low calculation time. However, in situations related with (optimal) acoustic design, the need to evaluate multiple simulations may increase the computational cost. The aim of this work is to provide an approximately equivalent two-dimensional diffusion model achieving similar results with a significant reduction of the execution time. The proposed simplified model is obtained by means of the Kantorovich method. Comparisons of numerical simulations performed with the full diffusion model and the software CATT-Acoustic® are presented to show the efficiency of the simplified diffusion model.Fil: Sequeira, Martin Eduardo. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Bahía Blanca. Grupo de Análisis de Sistemas Mecánicos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca; ArgentinaFil: Cortínez, Víctor Hugo. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Bahía Blanca. Grupo de Análisis de Sistemas Mecánicos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca; Argentin

Medidas de mitigación del impacto acústico producido por una planta industrial en la zona urbana aledaña: estudio de caso

En este trabajo se presenta un estudio acústico realizado para comprender y luego mitigar la emisión de ruido de una planta industrial que había sufrido modificaciones para su repotenciación. Tal investigación incluye un programa de medición de niveles sonoros en el interior del complejo, como así también en la zona urbana aledaña. A partir de tales mediciones y con la ayuda de un modelo computacional se realizó la identificación de las potencias de las fuentes de ruido industrial, y posteriormente se analizó el impacto acústico urbano para varias condiciones de operación. De esta manera se pudieron determinar las características necesarias de la solución acústica buscada. Luego, se realizó el análisis de dispositivos de mitigación. El diseño resultante consiste en una combinación de resonadores tipo Helmholtz. Finalmente, se realizó una estimación de la minimización del impacto acústico en la zona urbana a partir de la implementación de los dispositivos recomendados.Fil: Cortinez, Victor Hugo. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Bahía Blanca; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Sequeira, Martin Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Bahía Blanca; ArgentinaFil: Dotti, Franco Ezequiel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Bahía Blanca; Argentin

Estudio Acústico de la Ciudad de Bahía Blanca mediante un Modelo Computacional

El objetivo de este trabajo es presentar un enfoque computacional práctico de predicción del impacto sonoro en la ciudad de Bahía Blanca. En particular, se exhibe la caracterización sonora en dos zonas bien diferenciadas de la ciudad: el sector céntrico y el sector residencial-industrial. Para modelar el sector céntrico se contempla como única fuente sonora al tráfico rodado y se establece el flujo de tráfico considerando una jerarquía preliminar de las calles y una clasificación de la tipología de vehículos existentes. Por su parte, los niveles de las fuentes industriales son estimados a partir de mediciones “in situ” de niveles de presión sonora y la posterior aplicación de un método de cálculo similar al desarrollado en la norma ISO 8297. Finalmente, se muestra que el enfoque propuesto permite contemplar distintos tipos de fuentes sonoras y se puede utilizar para estudiar la posible implementación de diferentes tratamientos a fin de lograr un ambiente acústico acorde a la legislación local.Fil: Sequeira, Martin Eduardo. Universidad Tecnológica Nacional; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca; ArgentinaFil: Cortínez, Víctor Hugo. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Bahía Blanca. Grupo de Análisis de Sistemas Mecánicos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca; Argentin

Optimal acoustic design of multi-source industrial buildings by means of a simplified acoustic diffusion model

Noise in industrial workplaces has become an important occupational problem. Accordingly, there is a need to implement cost-effective strategies for reducing noise levels.In this paper, an optimal design methodology of passive acoustic treatments is proposed with the objective of minimizing the corresponding economic cost while keeping noise levels below tolerant limits. The methodology is based on a combination of a recently developed simplified acoustic diffusion model with a stochastic optimization technique known as "Simulated Annealing". The simplified diffusion model allows one to accurately evaluate multiple acoustic situations with a low computational cost, and the Simulated Annealing method is used to direct the search of the optimum set of design variables.Some numerical examples are presented in order to show the effectiveness of the proposed approach.Fil: Sequeira, Martin Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Bahía Blanca. Grupo de Análisis de Sistemas Mecánicos; ArgentinaFil: Cortínez, Víctor Hugo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Bahía Blanca. Grupo de Análisis de Sistemas Mecánicos; Argentin

Diseño acústico óptimo de la geometria de salas de concierto

El diseño de salas destinadas a la interpretación musical es muy complejo desde el punto de vista acústico, ya que cada tipo de música requiere un recinto con características acústicas específicas y diferenciadas. En los últimos años, se ha realizado un importante progreso en relacionar las valoraciones subjetivas sobre la calidad acústica de una sala con una serie de parámetros objetivos (físicamente medibles). En este trabajo se propone la utilización de un modelo acústico de difusión combinado con la técnica de optimización simulated annealing (SA) para realizar el diseño preliminar de salas de concierto. Para ello, se pretende optimizar la forma geométrica y la distribución de material absorbente en las superficies del recinto, a partir de considerar valores adecuados de índices de calidad acústica tales como el tiempo de reverberación y la sonoridad.Fil: Sequeira, Martin Eduardo. Universidad Tecnológica Nacional; ArgentinaFil: Cortínez, Víctor Hugo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional; Argentin

Un modelo de difusion acustica para recintos: comparacion con el metodo de rayos

Los niveles sonoros existentes en recintos de diversa índole y especialmente industriales, en muchos casos alcanzan valores que atentan contra la salud de los ocupantes. Por tal motivo, el control acústico es una disciplina de interés creciente en el ambiente laboral industrial. A los efectos de diseñar soluciones acústicas, es necesario efectuar predicciones de los niveles sonoros que tendrán lugar una vez implementadas las mismas. El método más simple y aun efectivo para realizar esta tarea es el modelo clásico de ruido difuso de Sabine. Esta teoría brinda una fórmula analítica explícita de los niveles acústicos en función de la disposición geométrica de las fuentes, sus potencias y el coeficiente de absorción promediado. A pesar de su gran éxito en la ingeniería acústica se han detectado varias situaciones para las cuales sus resultados son muy imprecisos. Otra técnica bien establecida en este campo es el método de trazado de rayos. Corresponde a una teoría acústica geométrica, y consiste en construir el patrón de “rayos” acústicos considerando la atenuación que el sonido sufre al recorrer tales trayectorias. Tal metodología ha sido aplicada con éxito a una gran cantidad de situaciones prácticas. Sin embargo, los tiempos de cómputo empleados suelen ser importantes. Por otra parte, no son completamente generales estando en muchos casos restringidos desde el punto de vista de la geometría de la sala analizada. Un nuevo concepto para la acústica de recintos fue propuesto recientemente por Picaut (1997). Tal enfoque permite calcular la distribución del campo reverberante no uniforme en recintos, extendiendo la teoría de campo difuso. Un aspecto importante es que el problema queda gobernado por ecuaciones similares a las de transferencia de calor. Las mismas pueden ser fácil y rápidamente resultas mediante el método de los elementos finitos para geometrías arbitrarias y condiciones de borde no homogéneas. Recientemente han sido realizadas algunas comparaciones preliminares entre tal enfoque y el método de trazado de rayos. El presente trabajo tiene como objetivo desarrollar un estudio comparativo más exhaustivo entre ambos modelos, considerando diferentes condiciones geométricas de las fuentes y del recinto, diferentes condiciones de absorción y la existencia de objetos dentro del recintoFil: Cortínez, Víctor Hugo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Bahía Blanca; ArgentinaFil: Sequeira, Martin Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Bahía Blanca; Argentin

Un enfoque híbrido para el rediseño acústico óptimo de recintos industriales

La contaminación acústica debida a fuentes de ruido industrial constituye un serio problema dentro de los establecimientos. Las soluciones técnicas involucradas poseen un alto costo, motivo por el cual se hace necesario diseñar cuidadosamente los sistemas de control de ruido, caracterizando adecuadamente las fuentes que originan el ruido. Existen diversos modelos computacionales para este fin, pudiéndose utilizar desde simples formulaciones analíticas hasta métodos más complejos basados en acústica geométrica. Sin embargo, en muchos casos, los modelos mencionados en primer término, presentan ciertas restricciones ya sea por su imprecisión en la predicción del campo sonoro o por su limitación en función de la geometría del recinto analizado, mientras que los últimos tiene, en general, un alto costo computacional. Un enfoque alternativo, para modelar las distintas relaciones acústicas envueltas en este tipo de situaciones, es el uso de las redes neuronales artificiales (RNA).Esta herramienta proporciona un método robusto para resolver problemas de clasificación y predicción, permitiendo una gran flexibilidad y precisión. A través de un proceso de entrenamiento, las RNA son capaces de determinar relaciones no-lineales entre un conjunto de datos, asociando a variables de entrada la o las salidas correspondientes. En tal sentido, en el presente trabajo se propone un enfoque que combina la estructura teórica de un modelo acústico con una RNA, para estimar las variaciones del campo sonoro en una familia de recintos industriales considerando diversas características geométricas y acústicas. Finalmente, el modelo resultante, se combina con la técnica de recocido simulado para desarrollar un diseño acústico óptimo.Fil: Cortínez, Víctor Hugo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Bahía Blanca; ArgentinaFil: Sequeira, Martin Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Bahía Blanca; Argentin