Analisis análisis del ruido en válvulas de control industrial

Análisis del Ruido en Válvulas de Control Industrial
Analysis of Noise in Industrial Control Valves
Daniel A. Pernia Márquez
Universidad de los Andes - Consejo de Estudios de Postgrado.
Postgrado en Automatización e Instrumentación-
Facultad de Ingeniería.
Av. Tulio Fébres Cordero.
Mérida Edo. Mérida, 5101, Venezuela
e-mail: dpernia@ula.ve
RESUMEN
Se realiza una introducción al análisisde las distintas clases de ruido producido en las válvulas
de control industrial. El estudio comienza con una descripción de los conceptos asociados con el
ruido y sus niveles acústicos. Luego, se hace un estudio detallado de sus causas, y se describen
las tres clases de ruido más comunes: Vibración mecánica, ruido hidrodinámico y ruido
aerodinámico, así como las consecuencias que estosefectos pueden producir sobre las válvulas
de control. Se describen los métodos y las ecuaciones matemáticas que permiten predecir el
ruido, y las alternativas que se pueden aplicar, para lograr reducirlo o mitigarlo, con la finalidad
de elevar el nivel de seguridad, la continuidad del proceso y la vida útil de la válvula.
Palabras Clave: Nivel de presión del sonido, Ruido aerodinámico, Ruidohidrodinámico, Ruido
mecánico.
ABSTRACT
This work presents an introduction to the analysis of different classes of noise in industrial
control valves. The study starts with a description of the associated concepts with noise and its
acoustic levels. Then, a detailed study of noise sources, like Mechanical Vibration,
Hydrodynamic Noise, and Aerodynamic Noise, and their effects on valves, is made.The
methods and Math equations that allow prediction of noise, and the different methods that can be
applied to reduce it, are described in order to improve the security levels, the continuity of the
process and the lifetime of the valve.
Keywords: Sound Pressure Level, Aerodynamic Noise, Hydrodynamic Noise, Mechanical Noise
Análisis del Ruido en Válvulas de Control
Postgrado enAutomatización e Instrumentación 2
1. Introducción
En todos los procesos industriales intervienen diversos factores que contribuyen al
mantenimiento de altos niveles de ruido, entre los cuales uno de los más importantes, es el ruido
generado durante el funcionamiento de las válvulas de control instaladas en tuberías que
transportan líquidos, gases y vapores. Se considera que las válvulas de control, sonuna fuente
importante de ruido en cualquier ambiente industrial. El correcto diseño y dimensionamiento de
las válvulas, ayuda a reducir de manera eficaz los niveles de ruido en el sistema, para esto, es
necesario entender los conceptos asociados con el ruido y sus niveles acústicos, los fenómenos
asociados con el funcionamiento de las válvulas de control, la manera en que éstos se
manifiestan,y los métodos estandarizados para predecir cuando una válvula en un determinado
sistema puede presentar problemas de ruido. En este artículo, se realiza una descripción de cada
uno de estos aspectos relacionados con el funcionamiento de las válvulas de control industrial,
con la finalidad de describir cuales son las causas más comunes de ruido en las válvulas y la
manera de predecirlas yminimizarlas. Anexo, se incluye un programa en MATLAB que sirve
como ejemplo para el cálculo estimado de ruido en válvulas de control.
2. Introducción al Ruido
El ruido es el fenómeno fisiológico que ocurre cuando se registran las fluctuaciones en la presión
del aire sobre el oído. Nuestro cerebro interpreta y registra estas fluctuaciones como sonido. Sin
embargo, no todas las fluctuaciones depresión resultan en sonido interpretable por el cerebro [1].
El rango de frecuencia de oscilación necesario para que están fluctuaciones de presión sean
captadas por el cerebro humano es de 20 Hz a 20.000 Hz, rango en el cual se consideran ruido
audible.
2.1. Nivel de Ruido
Se conoce como nivel de ruido a la medición del ruido audible con respecto a un valor de
referencia, el cual está dado...