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Cálculos del nivel de presión sonora del generador
Roger Rosborough
Asesor de desarrollo del mercado
Caterpillar Northern Ireland
Noviembre de 2016
INTRODUCCIÓN
Los niveles de ruido de un grupo electrógeno pueden ser un factor influyente en las decisiones de compra en función del cliente, la aplicación y los requisitos del código. Para presentar con precisión el nivel de presión sonora de un grupo electrógeno, la empresa fabricante registra los niveles de presión sonora a distancias fijas alrededor de la periferia del grupo electrógeno y los promedia. Sin embargo, es fundamental que los fabricantes calculen la media logarítmica de las mediciones periféricas, no la media aritmética, que sería matemáticamente incorrecta y puede hacer que el grupo electrógeno parezca más silencioso sobre el papel de lo que es en la práctica.
CÁLCULO DE LA MEDIA LOGARÍTMICA
El oído humano percibe el sonido como una vibración del tímpano, que resulta de una variación incremental de la presión del aire en el oído. La variación de la presión con respecto a la presión atmosférica se denomina presión sonora y se mide en unidades de Pascal (Pa). La frecuencia del sonido es el número de variaciones de presión por segundo, medido en Hertz (Hz), donde el intervalo de frecuencia audible normal es de 20 Hz a 20.000 Hz. Dado que el oído humano puede percibir una gama muy amplia de presiones sonoras, expresar el sonido en medidas típicas de presión, como el Pa, puede resultar bastante incómodo. Esto se debe a que los sonidos que puede escuchar un humano van desde los apenas perceptibles a 20 μPa hasta el despegue de un cohete a 2.000.000 μPa. Por lo tanto, los niveles de presión sonora se describen logarítmicamente en unidades denominadas decibelios (dB). Al hacerlo, comprime la amplia gama de presiones sonoras típicas en una escala más pequeña y práctica, que también es muy parecida a la capacidad del oído humano para juzgar la intensidad relativa de los sonidos. Es importante tener en cuenta que los valores en dB no son valores absolutos, sino una medida relativa o relación. El nivel de presión sonora (Lp) se puede calcular con la siguiente ecuación:
donde pref = 2 x 10-5 Pa.
El oído humano es más sensible a las frecuencias de 500 Hz a 6.000 Hz y menos sensible hacia los extremos de la gama audible, por lo que es más significativo "ponderar" adecuadamente la medición del sonido con fines comparativos. La ponderación estándar "A" se utiliza ampliamente para esto, y los valores de sonido que han sido ponderados "A" se expresan como dBA.
Los fabricantes de grupos electrógenos miden e informan de los niveles de presión sonora a distancias fijas del grupo electrógeno. Con frecuencia, los niveles de presión sonora se registran a una distancia de siete metros del grupo electrógeno. Como mínimo, se utilizan cuatro posiciones (delante, detrás, izquierda y derecha) para medir la presión sonora y permitir el cálculo de un valor medio global representativo.
Tomar una media aritmética de los niveles de presión sonora alrededor del grupo electrógeno puede parecer razonable, pero es matemáticamente incorrecto hacerlo porque, como se ha mencionado, los niveles de presión sonora se describen normalmente como valores logarítmicos. Las ecuaciones para calcular el nivel medio de presión sonora, Lp, a partir de un conjunto de niveles de presión sonora n son:
Además de ser matemáticamente incorrecto, tomar una media aritmética de los niveles de presión sonora normalmente devolverá un nivel de presión sonora global más bajo que si la media logarítmica se hubiera calculado de manera correcta con las ecuaciones anteriores. Esto se nota especialmente en los casos en los que hay una variación relativamente grande en las mediciones, que, a menudo, se puede observar al comparar las mediciones de la parte delantera y la trasera. Utilizar una media aritmética errónea en lugar de la media logarítmica al diseñar una instalación de grupo electrógeno podría dar lugar a problemas de permisos y sanciones para el operador del grupo electrógeno.
EJEMPLO DE GENERADOR DE GAS DE 230 ekW, 60 Hz
Este es un ejemplo real de las mediciones del nivel de presión sonora del grupo electrógeno a siete metros
Notas:
1. Todas las posiciones 23 ft (7 m) desde las superficies laterales del grupo electrógeno.
2. Generador funcionando a carga completa.
3. Prueba realizada en una superficie de asfalto de 100 ft de diámetro.
Como se muestra, las mediciones se tomaron desde cuatro posiciones (frente, posterior, izquierda y derecha), y la media logarítmica se calcula a 93,0 dBA a siete metros.
Si los mismos valores se calculan con la media aritmética, el resultado sería un nivel de presión sonora de 90,5 dBa a siete metros. Esto es claramente inferior a la media logarítmica, y no sería el nivel de presión sonora real producido en el lugar.
CONCLUSIÓN
Para comprender realmente el nivel de presión sonora global en dBA de un grupo electrógeno, deben medirse los puntos de todos los lados en lugar de un único punto de datos. Además, los niveles de presión sonora general se deben calcular correctamente con la media logarítmica en lugar de la media aritmética, ya que el último puede generar un nivel de ruido falsamente bajo. Por lo tanto, es fundamental que los clientes conozcan la presión sonora logarítmica cuando especifiquen un nuevo grupo electrógeno para evitar posibles problemas de permisos y sanciones asociadas a niveles de ruido elevados.
Acerca de los autores
Roger Rosborough es asesor de desarrollo del mercado en Caterpillar Northern Ireland.