Control Activo De Ruido

Cap´ıtulo 2
Control Activo del Ruido (CAR)
Como ya se menciono anteriormente el Control Activo del Ruido (CAR) se logra produciendo una se˜
nal ’anti-ruido’ de manera que al interactuar con el ruido estas dos ondas se
cancelen (figura 1.1), esto se logra a trav´es de sistemas electr´onicos que usan un algoritmo
de procesamiento de se˜
nales muy particular para poder realizar esta cancelaci´on.Existen dos tipos de ruido ac´
ustico en el ambiente. Uno es causado por turbulencias y es
totalmente aleatorio. Este tipo de ruido distribuye su energ´ıa de manera uniforme a trav´es
de varias bandas de frecuencias. Se le conoce como ruido de banda ancha y ejemplos de este
tipo de ruidos son los sonidos de bajas frecuencias de los aviones o el sonido de una explosi´on.
Otro tipo de ruido, llamadoruido de banda angosta, concentra gran parte de su energ´ıa en
frecuencias espec´ıficas; este tipo de ruido se relaciona con maquinas repetitivas o rotatorias,
de manera que son peri´odicas o casi peri´odicas. Los motores de combusti´on interna, turbinas,
compresores y bombas son un buen ejemplo de este tipo de ruido.
En la actualidad hay dos formas de controlar el ruido ac´
ustico: de forma pasivao activa. La
forma tradicional de controlar el ruido es de forma pasiva, usando absorbentes superficiales,
silenciadores reactivos, materiales porosos y aisladores, entre otros; absorbiendo la energ´ıa
y/o modificando la impedancia del medio de manera que se aten´
uen los sonidos no deseados.
Este tipo de t´ecnica es valiosa por su alta atenuaci´on en un rango amplio de frecuencias,
especialmenteen las frecuencias altas y medias, con un costo no excesivamente elevado. Sin
embargo en ruidos de baja frecuencia su efectividad disminuye[15] debido a que el tama˜
no
del dispositivo esta relacionado con la longitud de onda del ruido a cancelar, esto provoca
que este tipo de t´ecnica sea poco rentable o inviable, ya que ocupan mucho espacio y son
costosos.
Por otro lado, las t´ecnicas activas,han llamado u
´ltimamente la atenci´on debido a que
su principio de trabajo es usar un sistema electroac´
ustico o electromec´anico que cancela el
sonido no deseado a trav´es de una fuente secundaria usando el principio de superposici´on,
generando un anti-ruido de igual amplitud y fase opuesta, de manera que al combinarse con
el ruido, ambos se cancelan. La ventaja de CAR es su mayor efectividadal eliminar el ruido

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2. CONTROL ACTIVO DEL RUIDO (CAR)

ya que si se usan m´etodos pasivos estos pueden resultar muy caros y dif´ıciles de controlar.
CAR tiene aplicaciones en una gran cantidad de problemas en operaciones industriales y
de manufactura ademas de productos para consumo general. Esto es debido a que el concepto
de CAR puede ser aplicado a la reducci´on de cualquier clase deruido, ya sea el´ectrico,
ac´
ustico, vibratorio o en cualquier otro tipo de medio.
El dise˜
no b´asico de CAR utilizando un micr´ofono y una bocina controlada electr´onicamente para generar el anti-ruido fue propuesto por primera vez en una patente de 1936 por
Paul Lueg[10]. En la figura 2.1 se muestra el diagrama original propuesto por Lueg.

Figura 2.1: Diagrama de la patente de 1936 por elf´ısico alem´an Paul Lueg.

Si bien la patente estableci´o la idea b´asica de CAR, no fue si no hasta el desarrollo de
las t´ecnicas de procesamiento digital de se˜
nales que el desarrollo de este tipo de sistemas fue
posible. Esto debido a que las caracter´ısticas de la se˜
nal y el medio en el que esta se propaga
var´ıan con el tiempo, el contenido espectral, la amplitud, fase y velocidad depropagaci´on
no son estacionarios; de manera que un sistema de Control Activo del Ruido debe de ser
adaptivo.
Un problema fundamental en CAR y que debe de ser considerado; es el requerimiento de
un control de alta precisi´on, estabilidad temporal y confiabilidad. Para que sea pueda lograr
un alto nivel de atenuaci´on del ruido, la amplitud y la fase del ruido primario y secundario
deben de coincidir con...