Pesos Buses - Lo-mercedes Benz

7/25/2019 Pesos Buses - Lo-mercedes Benz

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UNIVERSIDAD AUSTRAL DE CHILEFacultad de Ciencias de la Ingeniera

Escuela de Ingeniera Acstica

Pr of esor Pat r oci nant e:J os L. Bar r os R.I nst . de Acst i ca

Fac. de Cs. de l a I ngeni er aUni ver si dad Aust r al de Chi l e

Pr of esor es Co- Pat r oci nant es:J or ge E. Sommer hof f H.

I nst . de Acst i caFac. de Cs. de l a I ngeni er a

Uni ver si dad Aust r al de Chi l eAl f i o Yor i F.

I nst . de Acst i caFac. de Cs. de l a I ngeni er aUni ver si dad Aust r al de Chi l e

Evaluacin y Reduccin de Ruido en buses

Metalpar para el cumplimiento del Decreto

Supremo N129

TESI S PRESENTADA COMO PARTE DE LOS

REQUI SI TOS PARA OPTAR AL GRADO ACADMI CO

DE LI CENCI ADO EN ACSTI CA Y AL T TULO

PROFESI ONAL DE I NGENI ERO ACSTI CO

Miguel Angel Chvez Avils

Val di vi a, J ul i o de 2006.


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ii

Dedicado a mi madre,

Pancho, Tati, aa y Camila.

A Daniela y a mis panas.

Con todo mi cario, a todos Uds.

por el apoyo y la fuerza

que me entregan

desde cerca y desde lejos,donde sea que se encuentren.


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iii

AGRADECIMIENTOS

Est e est udi o se r eal i z con el apoyo de I ndust r i as Met al ur gi as

Par edes S. A. Gr aci as a G. Ar r edondo y P. Gaet e por hacer mi t r abaj o

ms agr adabl e. El aut or qui si er a agr adecer t ambi n a l os prof esores

J os L. Bar r os, J or ge Sommer hof f y Al f i o Yor i . A V. Cumi n del

I nst i t ut o de Acst i ca y a l a Escuel a de I ng. Acst i ca de l a UACH. A

l a gent e de Si l ent i um y DBAI ngeni er a. A t odas aquel l as per sonas que

hi ci er on est e t r abaj o posi bl e.


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iv

ABSTRACT......................................................1

1. RESUMEN....................................................2

2. INTRODUCCIN...............................................4

2.1 Problema de la Investigacin. .........................................4

2.2 Objetivos. ............................................................ 6

2.3 Consideraciones ....................................................... 7

3. ANTECEDENTES...............................................8

3.1 Sistema de Transporte Pblico. ........................................8

3.2 Plan de Transporte Urbano para Santiago 2000-2010. ....................8

3.3 Norma de emisin de ruido para buses de locomocin colectiva. .........9

3.4 Proceso de revisin de la Normativa. .................................10

3.5 Proyecto definitivo de la Norma de Emisin de Ruido para Buses de

Locomocin Colectiva Urbano y Rural. .....................................12

3. 5. 1 Ni vel es de Emi si n Mxi mo Per mi t i dos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123. 5. 2 Fi scal i zaci n y Contr ol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

3. 5. 3 Pr ocedi mi ent os y Condi ci ones de Medi ci n. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

3. 5. 4 Ensayo Estaci onar i o. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

3. 5. 5 Ensayo Di nmi co. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

3.6 Estado Actual de la Normativa. .......................................19

4. MARCO TERICO.............................................20

4.1 Teora Acstica. ..................................................... 20

4. 1. 1 Absor ci n Sonora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

4. 1. 2 Ref l exi n Sonora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

4. 1. 3 Tr ansmi si n Sonor a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

4. 1. 4 Ai sl ami ent o Sonor o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

4. 1. 5 At enuaci n por Bar r er as . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24


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4. 1. 6 Reducci n de Rui do por Absorci n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

4.2 Silenciadores. ....................................................... 26

4. 2. 1 Si l enci adores Resi st i vos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

4. 2. 2 Si l enci ador es Reacti vos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

4.3 Control de ruido en vehculos. .......................................29

4. 3. 1 Rui do de Mot or es Di esel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

4. 3. 1. 1 Rui do del bl ock pr i nci pal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

4. 3. 1. 2 Rui do por l a descar ga de gases. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

4. 3. 1. 3 Rui do de Admi si n. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

4. 3. 1. 4 Ni vel es de Rui do en Mot or es Di esel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

4. 3. 2 Rui do del vent i l ador de r ef r i ger aci n del mot or di esel . . . . . . . . . . . . 33

4. 3. 3 Rui do del si st ema de t r ansmi si n. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

4. 3. 4 Rui do de r odado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

4.4 Estrategias de anlisis y control de ruido en los vehculos. .........34

4. 4. 1 Anl i si s de l a f uent e para Rui do Ext er i or . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

4. 4. 2 Anl i si s de l a f uent e para Rui do I nt er i or . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

4. 4. 2. 1 Opt i mi zaci n de l a exci t aci n por vi br aci n. . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

4. 4. 2. 2 Opt i mi zaci n de l a exci t aci n por r ui do ar eo. . . . . . . . . . . . . . . . 38

4. 4. 3 Enci err o Parc i al . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

4. 4. 3. 1 Reducci n de Rui do por Encapsul ami ent o del Motor . . . . . . . . . . . . . 42

5. DESARROLLO................................................46

5.1 Introduccin. ........................................................ 46

5.2 Evaluacin de la condicin acstica de los buses de Metalpar S.A. ....47

5. 2. 1 Ni vel es de emi si n de r ui do ant er i or es a est a i nvest i gaci n. . . . . . . 47

5. 2. 2 Pot enci a acst i ca del motor segn I SO 3744. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

5. 2. 3 Ni vel es de emi si n de r ui do segn el D. S. N 129. . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

5. 2. 4 Desar r ol l o de si st emas de cont r ol de r ui do. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

6. ANLISIS Y RESULTADOS.....................................59

6.1 Niveles de emisin de ruido en distintas etapas de evaluacin. .......60

6.2 Resultado de los ensayos en las distintas etapas de evaluacin. ......65

6. 2. 1 Resul t ados par a el Ensayo Est aci onar i o. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67


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vi

6. 2. 1. 1 Ni vel de Emi si n de Rui do de Motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

6. 2. 1. 2 Ni vel de Emi si n de Rui do I nt er i or . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

6. 2. 2 Resul t ados par a el Ensayo Di nmi co. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

6. 2. 2. 1 Ni vel de Emi si n de Rui do Ext er i or . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

6. 2. 2. 2 Ni vel de Emi si n de Rui do I nt er i or . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

6.3 Evaluacin y Anlisis de Resultados. .................................72

6.4 Anlisis espectral de los elementos de control de ruido utilizados. ..76

6. 4. 1Cambio de Absorcin al interior (Etapa Inicial). . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

6. 4. 1. 1 Ensayo I nt er i or Est aci onar i o. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

6. 4. 1. 2 Ensayo I nt er i or Di nmi co. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

6. 4. 2Uso de la Tapa Motor Modificada (Etapa II). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78


6. 4. 3 Uso del Encierro Parcial (Etapas III y VII). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 786. 4. 3. 1 Ensayo Mot or Estaci onar i o ( Et apa I vs. Et apa I I I ) . . . . . . . . . . . . 78

6. 4. 3. 2 Ensayo Motor Estaci onar i o (Et apa VI vs . VI I ) . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

6. 4. 3. 3 Ensayo I nter i or Es taci onar i o (Etapa I vs . I I I ) . . . . . . . . . . . . . . . 80

6. 4. 3. 4 Ensayo Exter i or Di nmi co (Etapa I vs . I I I ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

6. 4. 3. 5 Ensayo Exter i or Di nmi co (Etapa VI vs . VI I ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

6.5 Prdida por Insercin de los elementos de control de ruido. ..........83

6. 5. 1Atenuacin debido al uso de Asiento Gramer sobre M90 al Interior. . 83

6. 5. 2Prdida por Insercin de la Tapa Motor Modificada. . . . . . . . . . . . . . . . . 84


6. 5. 3Prdida por Insercin del Encierro. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

6. 5. 3. 1 Ensayo de Mot or Est aci onar i o. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

6. 5. 3. 2 Ensayo I nt er i or . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

6. 5. 3. 3 Ensayo Ext er i or Di nmi co. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

6.6 Observaciones Finales. ...............................................87

7. ANLISIS DE COSTOS........................................91

7.1 Costos de la implementacin. .........................................94

7.2 Propuesta en el uso de algunos elementos. ............................95

8. CONCLUSIONES..............................................98


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vii

8.1 Conclusiones Generales. ..............................................98

8.2 Mejoras Propuestas en el diseo de los elementos de control. ........101

8.3 Comentarios Adicionales. ............................................103

9. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS...............................105

ANEXOS......................................................107

Anexo I .................................................................108

FI CHAS TCNI CAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

BUS PUCARA EVOLUTI ON I V, SOBRE CHASI S MERCEDES BENZ LO- 915/ 42. . . . . . . . . 108BUS PUCARA EVOLUTI ON I V, SOBRE CHASI S MERCEDES BENZ LO- 914 . . . . . . . . . . . 109

BUS PUCARA EVOLUTI ON I V, SOBRE CHASI S MERCEDES BENZ LO- 712/ 37. . . . . . . . . 110BUS PUCARA EVOLUTI ON I V, SOBRE CHASI S MERCEDES BENZ LO- 812/ 42. 5 . . . . . . 111BUS TRONADOR, SOBRE CHASI S MERCEDES BENZ, MODELO OH- 1115/ 46 L- SB. . . . 112

Caracter s t i cas de l a Car rocer a Pucara Ev. I V. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113Pl ano de Di seo Pucar Evol ut i on I V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

Anexo II ................................................................116

Medi ci n de Pot enci a Acst i ca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

Chasi s LO- 914 y LO- 915 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

Di agramas de Di recci onal i dad Chas i s LO- 914 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

Anexo III ...............................................................124

Medi ci n Estaci onar i a de otr os model os de buses. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

Pucar Evol ut i on I V LO- 915. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

Aconcagua LO- 915. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126

Pucar Evol ut i on I V LO- 712. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

Tr onador OH 1115. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

Anexo IV ................................................................130

Detal l e de l os el ement os ut i l i zados como si st ema de Cont r ol de Rui do . . . 130

1. Sel l ado de Fugas u Or i f i ci os. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130

2. Bar reras de goma con espuma. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130

3. Tapa del Mot or . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132

4. Mater i al Absorbente de l a Tapa Motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133

5. Encapsul ami ent o o Enci er r o. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134


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viii

6. Si l enci ador de Escape. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137

Anexo V .................................................................139

Desarrollo analtico de la estimacin de efectividad de los elementos. ..139

1. Bar rer as de Goma. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1392. Tapa Modi f i cada. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140

3. Absor ci n. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141

Material Absorbente utilizado en la Tapa Motor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141

Absorcin del Asiento de Pasajeros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143

Coeficiente de Absorcin de otros materiales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145

4. Enci er ro Par ci al . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146

5. Si l enci ador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147


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1

ABSTRACT

Due t o t he necessi t y and obl i gat i on t o have a sui t abl e

envi r onment al nor m t hat r egul at es t he acoust i c cont ami nat i on, and

si nce most of t hi s cont ami nat i on i s at t r i but ed t o t he emi ssi ons of

t he vehi cl es- mai nl y of publ i c t r anspor t at i on, i n t he year 2002

set t l es down t he Supr eme Decree N129, of t he Mi ni st er i o de

Tr anspor t es y Tel ecomuni caci ones. Thi s decr ee cont empl at es and

est abl i shes t he maxi mum l evel s of emi ssi on f or vehi cl es of ur ban and

r ur al publ i c t r anspor t at i on.

As a r esul t of t hi s r ef or m, t he company of bus bodi es

I ndust r i as Met al r gi cas Par edes S. A. , commer ci al l y known and r ef er r ed

i n t hi s wor k l i ke Met al par S. A. , want s t o reduce t he noi se emi ssi ons

of i t s buses, i n or der t o f ul f i l l t he l evel s t hat t he decree

establ i shes.

Thi s wor k consi st s on t he desi gn, devel opment and eval uat i on of

noi se cont r ol syst ems appl i ed t o buses const r uct ed by Met al par S. A.

Low cost el ement s, of easy i mpl ement at i on and whose mai n obj ect i ve i s

t o f ul f i l l t he maxi mum l evel s t hat t he Supr eme Decree N129 demands.And by thi s, t o compl ete t he process of homol ogat i on and

cer t i f i cat i on of noi se emi ssi ons f or t hese buses f or i t s l at er

commer ci al i zat i on.

The desi gn of t he syst ems of noi se cont r ol was mai nl y f ocused

on t he engi ne, f or consi der i ng i t t he domi nant sour ce of noi se

emi ss i ons. The general set of t he i mpl ement ed at t enuat i on el ement s

gave posi t i ve r esul t s. Achi evi ng, dur i ng t he devel opment of t hi swor k, t he cer t i f i cat i on of some bus model s t hat t he company bui l ds.


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2

1. RESUMEN

Debi do a l a necesi dad y obl i gaci n de cont ar con una normat i va

ambi ent al adecuada que r egul e l a contami naci n acst i ca, y dado que

l a mayor par t e de est a cont ami naci n se l e at r i buye a l as emi si ones

de l os veh cul os- pr i nci pal ment e de l ocomoci n col ect i va, se est abl ece

el ao 2002 el Decreto Supr emo N129, del Mi ni st er i o de Tr anspor t es y

Tel ecomuni caci ones. Est e decr et o cont empl a y est abl ece l os ni vel es

mxi mos de emi si n para veh cul os de l ocomoci n col ect i va urbana y

rural .

A r a z de est a r ef or ma, l a empr esa de car r ocer as I ndust r i as

Met al r gi cas Par edes S. A. , conoci do comer ci al ment e y ref er i do en est et r abaj o en adel ant e como Met al par S. A. , pr et ende di smi nui r l as

emi si ones de r ui do de sus buses, par a cumpl i r con l os ni vel es que

est abl ece el decret o.

Est e t r abaj o consi st e en el di seo, desar r ol l o y eval uaci n de

si st emas de cont r ol de r ui do apl i cados a buses car r ozados por

Met al par S. A. Si st emas si mpl es, de baj o cost o, f ci l i mpl ement aci n y

cuyo obj et i vo pr i nci pal sea el de cumpl i r con l os ni vel es mxi mos queexi ge el Decr et o Supr emo N129. De est a f orma compl et ar el proceso de

homol ogaci n y cer t i f i caci n de emi si ones de r ui do de est os buses,

par a su post er i or comer ci al i zaci n.

El di seo de l os si st emas de cont r ol de rui do f ue enf ocado

pr i nci pal ment e en el motor por consi derar l o como l a f uent e domi nant e

de emi si n de rui do.

Se real i z t ambi n el di seo y const r ucci n de un si l enci ador

par a el caso de r ui do de escape. El mont aj e en est e caso no f ue

posi bl e r eal i zar l o, as como t ampoco l a eval uaci n de su ef i ci enci a.

Por l o que l a i mpl ement aci n de est e el ement o queda propuest a como

una al t er nat i va de r educci n de r ui do.


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3

El conj unt o gener al de l os el ement os de at enuaci n

i mpl ement ados ent r egaron r esul t ados posi t i vos. Logr ndose, dur ant e

el desar r ol l o del pr esent e t r abaj o, l a cer t i f i caci n de al gunos

model os de buses que l a empr esa f abr i ca.


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4

2. INTRODUCCIN

2.1 Problema de la Investigacin.

Consi der ando que el t r nsi t o vehi cul ar es reconoci do como el

r esponsabl e del 70% de l a cont ami naci n acst i ca de una ci udad, segn

un est udi o r eal i zado por l a I nt endenci a de l a Regi n Met r opol i t ana y

l a Uni ver si dad de Sant i ago de Chi l e en 19891. Y que pr i nci pal ment e

est a contami naci n se l e at r i buye a l os veh cul os de mayor t amao que

se dedi can al servi ci o de l ocomoci n col ect i va, apar ece l a necesi dad

de r evi sar y cor r egi r l a nor mat i va ref er ent e a emi si ones de rui do,

con el f i n de obt ener un i nst r ument o j ur di co ms ef i ci ent e, que

pr ot ej a a l a comuni dad de l a creci ent e cont ami naci n acst i ca

generada por f uent es mvi l es.

Es as como en el ao 2002 se real i za un ant epr oyect o de

r evi si n a l a nor mat i va vi gent e. Post er i or ment e y l uego de un l ar go

pr oceso, el 7 de f ebr er o del 2003 se publ i ca en el Di ar i o Of i ci al el

Decreto Supr emo N129 del Mi ni st er i o de Transpor t es y

Tel ecomuni caci ones. El decr et o est abl ece l a norma de emi si n de r ui do

par a buses de l ocomoci n col ect i va urbana y rural . Cuent a adems conun pr ocedi mi ent o ms t cni co y cl ar o par a real i zar l as medi ci ones de

ni vel es mxi mos de emi si n. Est a normat i va ent r a en vi genci a 90 d as

despus de su publ i caci n.

Dado el cr eci mi ent o del par que aut omot or y por ende un aument o

en el t i empo de l os ni vel es de cont ami naci n acst i ca, est a nor mat i va

consi dera t ambi n una di smi nuci n de l os ni vel es mxi mos permi si bl es,

a par t i r de ci er t os pl azos despus del d a de ent r ada en vi genci a del a norma.

1Estudio base de generacin de niveles de ruido en Santiago. 1989.


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A par t i r del 8 de novi embre del 2005, 30 meses despus de l a

ent r ada en vi genci a del decret o, empi ezan a r egi r nuevos val or es de

ni vel es mxi mos per mi t i dos. Todo veh cul o i nscr i t o despus de esa

f echa, deber cumpl i r con est os nuevos val ores mxi mos de emi si n de

r ui do, l os cual es est n 3 dB por debaj o de l os ni vel es que r eg anant er i or ment e.

A par t i r del ao 2003, el Depart ament o de I ngeni er a y

Desar r ol l o de Metal par S. A. empi eza a buscar sol uci ones que l es

per mi t an cumpl i r con l os nuevos ni vel es per mi si bl es. Est as sol uci ones

son ms bi en de car ct er i nt ui t i vo, si n un est udi o acst i co adecuado.

A r a z de est a r evi si n a l a nor mat i va r ef er ent e a emi si ones der ui do, el Depar t ament o de I ngeni er a y Desarr ol l o de Met al par S. A. se

ve en l a necesi dad de mej or ar l as condi ci ones acst i cas de l as

carr ocer as que const r uyen. De est a manera se busca cumpl i r con l os

r equi si t os que l a l ey est abl ece, y as comer ci al i zar su pr oduct o con

l a debi da cer t i f i caci n.


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6

2.2 Objetivos.

El obj et i vo pr i nci pal de est e est udi o es el desar r ol l o e

i mpl ement aci n de si st emas de cont r ol de rui do, apl i cados en buses de

Met al par S. A. , par a cumpl i r con l os ni vel es exi gi dos en el D. S.N129/ 02.

Consi der ando l o ant er i or , se est abl ecen t ambi n l os si gui ent es

obj et i vos espec f i cos:

- Eval uar l as condi ci ones acst i cas de l os buses de Met al par S. A.

conf or me al D. S N129/ 02, ant er i or es a est e est udi o.

- Mej or ar l as condi ci ones acst i cas de l os buses car r ozados en

Met al par S. A. , a cost os r azonabl es.

- Di sear si st emas de cont r ol de rui do, que sean apl i cabl es y de

baj o cost o, y por sobr e t odo ef i caces par a cumpl i r con l as

exi genci as ambi ent al es.

- Desar r ol l ar , mont ar y eval uar l os si st emas de cont r ol de rui doi mpl ement ados.

- Cumpl i r con l os ni vel es mxi mos permi si bl es que est abl ece el D. S.

N129/ 02.

- Proponer mej oras en el uso de el ement os de cont r ol de rui do para

r educi r cost os i nnecesar i os.

- Aport ar con l a descont ami naci n acst i ca de l a Regi n

Met r opol i t ana y Regi ones.


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2.3 Consideraciones

Dur ant e est e est udi o se desar r ol l ar on si st emas de cont r ol de r ui do

para buses model o Pucar Evol ut i on I V - ao 2005- con chasi s LO-

914, LO- 915 y LO- 812, car r ozados por l a empresa Met al par S. A.

El di seo e i mpl ement aci n de l os si st emas de cont r ol de rui do no

pr et enden modi f i car consi der abl ement e l a est r uct ur a de l a

car r ocer a, menos an i nt er veni r l os el ement os del chasi s y del

mot or . Se basan pr i nci pal ment e en l a const r ucci n de enci er r os,

col ocaci n de bar r er as y si l enci ador es que sean de f ci l

i mpl ement aci n y de baj o cost o.

La i mpl ement aci n del si l enci ador de escape, as como su

eval uaci n no se real i zaron por mot i vos aj enos a est a

i nvest i gaci n. Es por est o que al est udi o de Rui do de Escape no se

hace r ef er enci a en el anl i si s.

El di seo consi dera mant ener l as condi ci ones normal es de

t emperatur a y f unci onami ent o del motor y del veh cul o.

La eval uaci n de l os el ement os descr i t os en est e t r abaj o se

r eal i zaron sobr e un model o Pucar Ev. I V chasi s LO- 812. Los

r esul t ados obt eni dos en l a eval uaci n son excl usi vament e par a el

model o de homol ogaci n medi do y de ni nguna manera se asegur a que

puedan r epet i r se de manera exact a para ot r os buses de un mi smo

model o.

Se pr oponen mej oras a l os di seos en cuanto a una mej or ef i ci enci a

acst i ca y un mej or desempeo mecni co.


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3. ANTECEDENTES

3.1 Sistema de Transporte Pblico.

El pr ecar i o desar r ol l o del r ubr o de buses de t r anspor t e pbl i co

en Chi l e, af ect ado por una f uer t e et apa de r egul ar i zaci n por par t e

del Est ado dur ant e l os aos 80, se t r aduj o en una mal a gest i n y

cal i dad del si st ema en gener al : t i empos de vi aj e excesi vos,

def i ci ent e cal i dad de l os buses, et c. A par t i r de est o l a aut or i dad

deci di i mpl ement ar una reest r uct ur aci n y or denami ent o del si st ema

de t r anspor t e pbl i co, en el mar co del Pl an de Trasport e Ur bano para

Sant i ago (PTUS) . El cual pr et ende opt i mi zar l os servi ci os ent r egados

medi ant e una i nt egr aci n de l os medi os de t r anspor t e, ent r e ot r os. [ 2]

3.2 Plan de Transporte Urbano para Santiago 2000-2010.

La aut or i dad se pr opuso desarr ol l ar en l os prxi mos di ez aos

un nuevo si st ema de t r aspor t e l l amado Pl an de Transpor t e Ur bano para

l a ci udad de Sant i ago ( PTUS) . Por mandat o del t i t ul ar del Mi ni st er i o

de Obr as Pbl i cas, Transpor t es y Tel ecomuni caci ones ( MOPTT) , l a

Secr et ar a de Tr anspor t e (SECTRA) l i der a l a f or mul aci n en det al l es

del PTUS, t ar ea a l a cual se l e i nt egr an ot r os or gani smos pbl i cos

del Comi t de Mi ni st r os Ci udad y Ter r i t or i o.

Al gunos de l os pr i nci pal es obj et i vos del Pl an pueden r esumi r se

en l os si gui ent es[ 2] :

Mant ener l a act ual r el aci n de par t i ci paci n del t r anspor t e

pbl i co y pr i vado.

Reduci r l a l ongi t ud pr omedi o de l os vi aj es.

Promover el t r anspor t e no motor i zado.

Logr ar que l os usuar i os del t r anspor t e pr i vado per ci ban l os costos

r eal es de su opci n modal .


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Reduci r l as emi si ones cont ami nant es del t r anspor t e e i ncent i var un

desar r ol l o ur bano or gni co de l a ci udad.

3.3 Norma de emisin de ruido para buses de locomocin

colectiva.

Los r equi si t os gener al es que deben cumpl i r l os veh cul os que

pr est an ser vi ci o de l ocomoci n col ect i va ur bana y rural est n f i j ados

de manera f unci onal y di mensi onal por el Decr et o Supr emo N 122/ 1991

del Mi ni st er i o de Tr anspor t es y Tel ecomuni caci ones. Dent r o de est e

document o, y ant es de su modi f i caci n, exi st a un apar t ado ref er ent e

a l os ni vel es de r ui do que pueden emi t i r l os veh cul os de l ocomoci n

col ect i va.

Respect o de l os ni vel es de r ui do, seal a l os ni vel es mxi mos

para emi si n ext er na e i nt er na[ 14] .

- Par a emi si n ext erna, l os ni vel es mxi mos son:

Veh cul o det eni do con mot or en r al ent : 80 dBA.

Veh cul o en movi mi ent o: 84 dBA.

- Par a emi si n i nt er na, l os ni vel es mxi mos son:

Veh cul o en r al ent : 75 dBA.

Veh cul o a vel oci dad mxi ma: 80 dBA.

Los veh cul os en r al ent deben tener t odos sus equi pos

auxi l i ar es en f unci onami ent o.

Los veh cul os en movi mi ent o deben hacer l o sobr e pavi ment o de

asf al t o de buena cal i dad.


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Los l mi t es i nt er i or es son apl i cabl es a t odos l os asi ent os, a

1, 20 m. sobr e el coj n, con l as puer t as y vent anas cer r adas.

Est a er a l a ni ca her r ami ent a l egal que per mi t a r egul ar l os

ni vel es de emi si n de r ui do de veh cul os de l ocomoci n col ect i va. Si nembargo, l a escasa i nf ormaci n sobr e mtodos de medi ci n, cont r ol y

l a f al t a de conci enci a conduj o a que est e t ema y apart ado no f ueran

t omados en consi der aci n, ni sean apl i cados al moment o de f i scal i zar .

Es por est o que nace l a necesi dad de cr ear un nuevo i nst r ument o

j ur di co, ef i caz y ef i ci ente, que permi t a prot eger a l a comuni dad de

l a cr eci ent e cont ami naci n acst i ca pr oveni ent e de est e t i po de

f uent es [ 2] .

Ent r e l as f al enci as que t en a el ant i guo D. S. N122/ 91 est n:

- La f al t a de per f ecci onami ent o de aspect os que per mi t an un mej or

cont r ol en el cumpl i mi ent o de l a nor ma, t al es como expl i caci n de

concept os que per mi t an un mej or ent endi mi ent o y apl i caci n.

- La f al t a de una met odol og a cl ara acerca de l a medi ci n.

- Ni vel es mxi mos de emi si n per mi si bl es, que se f undament en

t cni cament e acor de al t i po de veh cul o y a l a real i dad naci onal .

- Dej ar f uer a de est e mar co regul ator i o a l os buses de l ocomoci n

col ect i va de l as zonas r ur al es.

3.4 Proceso de revisin de la Normativa.

En mar zo de 1999, el Consej o Di r ect i vo de l a Comi si n Naci onal

de Medi o Ambi ent e aprueba el Cuar t o Progr ama Pr i or i zado de Normas.

Luego con l a Resol uci n Exent a N68 del 26 de enero del 2000,

publ i cada en el Di ar i o Of i ci al del 12 de f ebr er o del 2000, se da

i ni ci o a l a el abor aci n del ant epr oyect o de r evi si n de l a nor ma de


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emi si n de r ui do par a buses. Medi ant e una l i ci t aci n, se encar g el

est udi o de r evi si n de l a normat i va y el aboraci n de ant ecedent es a

l a empresa Ambi ent es Consul t ores Lt da. Donde adems de r evi sar l as

mat er i as i ncl ui das en el D. S N122/ 91, se anal i zaron ant ecedent es

naci onal es e i nt er naci onal es. Se car act er i z acst i cament e el par queaut omot or de Chi l e que est ar af ect o a l a regul ar i zaci n y se pr opuso

un pr ocedi mi ent o de medi ci n que sea apl i cabl e a l a r eal i dad del

pa s .

El est udi o ent r eg adems una pr opuest a de l a norma para est e

t i po de f uent es, que sea f act i bl e de i mpl ement ar se en Chi l e. En base

a est e se r edact el ant epr oyect o de revi si n de l a nor ma para

emi si ones de r ui do de buses de l ocomoci n col ect i va ur bana y rur al .Di cho ant epr oyect o f ue anal i zado por l a Uni dad de Econom a Ambi ent al ,

per t eneci ent e a l a CONAMA, par a det ermi nar el i mpact o soci oeconmi co

que gener ar a l a apl i caci n de est e ant epr oyect o: en el sector

af ect ado a est a r egul aci n, en el Est ado como ent e f i scal i zador y en

l a pobl aci n.

La concl usi n f ue que l a nueva norma generar en el medi ano y

l ar go pl azo benef i ci os net os par a l a Regi n Met r opol i t ana y Regi ones.

No se deben r el aj ar l as exi genci as, a no ser que se j ust i f i que por

r azones de equi dad o vi abi l i dad t cni ca. [ 10] En conj unt o con l o

ant er i or , est e ant epr oyect o f ue somet i do a consul t a pbl i ca con el

f i n de obt ener observaci ones que pudi esen ser de ut i l i dad par a

mej orar el cont eni do del mi smo[ 2] .

Tomando en cuent a l os est udi os t cni cos y l as obser vaci ones

r eal i zadas en l a consul t a pbl i ca, se r edact en el ao 2001 el

Pr oyect o Def i ni t i vo de Norma de Emi si n de Rui do par a Buses de

Locomoci n Col ect i va Ur bana y Rural . [2]


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3.5 Proyecto definitivo de la Norma de Emisin de Ruido para

Buses de Locomocin Colectiva Urbano y Rural.

Est e nuevo i nst r ument o pr et ende mant ener en el cor t o y

di smi nui r en el l ar go pl azo l a cont ami naci n acst i ca gener ada porveh cul os de l ocomoci n col ect i va. Es vl i da tant o en l a zona ur bana

como rural . En est a norma se def i nen adems al gunos concept os bsi cos

que permi t en un mej or ent endi mi ent o de l a mi sma. Se det al l a

cl ar ament e el i nst r ument al , condi ci ones y met odol og a de medi ci n. Y

se est abl ecen l os ni vel es mxi mos de emi si n de rui do en condi ci ones

est aci onar i as y di nmi cas, que sean apl i cabl es a l a r eal i dad naci onal

del par que aut omotor .

Es as como el Mi ni st er i o de Transpor t es y Tel ecomuni caci ones

est abl ece el 03 de di ci embre del 2002 l a Norma de Emi si ones de Rui do

par a Buses de Locomoci n Col ect i va Ur bana y Rural ; Decr et o Supr emo

N129, publ i cado en el Di ar i o Of i ci al el 07 de Febr er o de 2003.

3.5.1 Niveles de Emisin Mximo Permitidos.[11]

Art. 3. - Los buses de l ocomoci n col ect i va ur bana o r ur al que hayansol i ci t ado su pr i mer a i nscr i pci n en el Regi st r o Naci onal de

Veh cul os Mot or i zados con ant er i or i dad a l a f echa de ent r ada en

vi genci a de est a nor ma ( novent a d as despus de su publ i caci n) y

aquel l os que l a sol i ci t en desde el d a de ent r ada en vi genci a de l a

mi sma y hast a sei s meses despus, no podrn exceder el val or de

emi si n seal ado a cont i nuaci n:

Posicin Nivel Mximode Medicin de Emisin dB(A)

Buses Livianos,

Medianos y Pesados

Fuentes Ensayo

Estacionario Escape 100

Tabla 3.1: Ni vel es Mxi mos Per mi si bl es hast a el 7 de novi embr e del 2003.


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El cont r ol de l a nor ma seal ada en el pr esent e ar t cul o se

r eal i zar dur ant e l as r evi si ones t cni cas per i di cas, y en l os

cont r ol es de rut i na que se r eal i cen en l a v a pbl i ca.

Art. 4.- Los buses de l ocomoci n col ect i va ur bana o r ur al quesol i ci t en su pr i mer a i nscr i pci n en el Regi st r o Naci onal de Veh cul os

Motor i zados despus de sei s meses desde el d a de ent r ada en vi genci a

de l a pr esent e nor ma, no podr n exceder l os val ores de emi si n

seal ados a cont i nuaci n:


Escape 95

Estacionario Motor 98Interior 88

Dinmico Interior y Exterior 82

Escape 95

Buses Medianos Estacionario Motor 98

y Pesados Interior 88


Fuentes Ensayo

Buses Livianos

Tabla 3.2: Ni vel es Mxi mos Permi si bl es desde el 7 de novi embre del 2003

hast a el 7 de novi embre del 2005.

El cont r ol de l as nor mas seal adas en el pr esent e ar t cul o se

r eal i zar con ant er i or i dad a l a sol i ci t ud de l a pr i mer a i nscri pci n

del veh cul o en el Regi st r o Naci onal de Veh cul os Mot or i zados.

Art. 5.- Los buses de l ocomoci n col ect i va ur bana o r ur al que

sol i ci t en su pr i mer a i nscr i pci n en el Regi st r o Naci onal de Veh cul os

Motor i zados despus de t r ei nt a meses cont ados desde el d a de ent r ada

en vi genci a de l a pr esent e nor ma, no podr n exceder l os val ores de

emi si n seal ados a cont i nuaci n:


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Escape 92

Estacionario Motor 95

Interior 85

Dinmico Interior y Exterior 79Escape 92

Buses Medianos Estacionario Motor 95

y Pesados Interior 85


Fuentes Ensayo

Buses Livianos

Tabla 3.3: Ni vel es Mxi mos Permi si bl es desde el 7 de novi embr e del 2005.

El cont r ol de l as nor mas seal adas en el pr esent e ar t cul o se

r eal i zar con ant er i or i dad a l a sol i ci t ud de l a pr i mer a i nscri pci n

del veh cul o en el Regi st r o Naci onal de Veh cul os Mot or i zados.

Art. 6.- Con ocasi n de l as r evi si ones t cni cas per i di cas pr evi st as

en el Decreto Supr emo N 156 de 1990, del Mi ni st er i o de Tr anspor t es y

Tel ecomuni caci ones, y en l os cont r ol es que se ef ect en en l a v a

pbl i ca, l os buses de l ocomoci n col ect i va a que se ref i er e el

ar t cul o 4 y 5 del pr esent e decr et o, no podr n sobr epasar en 5

deci bel es como mxi mo, l os ni vel es de r ui do regi st r ados en l as

pr uebas estaci onar i as r eal i zadas con ant er i or i dad a l a sol i ci t ud de

su pr i mer a i nscr i pci n en el Regi st r o Naci onal de Veh cul os

Motor i zados, si empr e y cuando no se supere el ni vel de emi si n mxi mo

per mi t i do a que se r ef i er en l os ar t cul os 4 y 5 del pr esent e

decret o.

3.5.2 Fiscalizacin y Control.

La ver i f i caci n del cumpl i mi ent o de l as nor mas del decr et o ser

de responsabi l i dad de l os I nspect or es Fi scal es del Mi ni st er i o de

Tr anspor t es y Tel ecomuni caci ones, Muni ci pi os y Car abi neros de Chi l e.

El cont r ol de l os ni vel es de emi si n que exi ge est a Nor mat i va

se real i zar en el 3CV ( Cent r o de Cont r ol y Cer t i f i caci n Vehi cul ar )


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con ant er i or i dad a l a sol i ci t ud de l a pr i mer a i nscr i pci n del

veh cul o en el r egi st r o Naci onal de Veh cul os Mot or i zados.

Post er i or ment e exi st i r n r evi si ones t cni cas per i di cas y cont r ol es

de r ut i na que se r eal i zarn en l a v a pbl i ca, segn cor r esponda.

3.5.3 Procedimientos y Condiciones de Medicin.

El i nst r ument al par a r eal i zar l as medi ci ones deber ser un

sonmet r o que cumpl a con l as si gui ent es caract er st i cas:

Ti po 1 segn l a Nor ma Chi l ena NCh2500, equi val ent e a l a norma I EC

60651, acr edi t ado medi ant e cer t i f i cado vi gent e.

Rango de medi ci n m ni mo de 50 a 110 dB.

Con f i l t r o de ponder aci n A.

Respuest a Tempor al Fast .

La cal i br aci n del i nst r ument al deber r eal i zarse medi ant e un

cal i br ador acst i co que cumpl a con l a Cl ase 1 segn l a norma I EC

60942, acr edi t ado medi ant e cer t i f i cado vi gent e[ 11] .

En el decr et o est n cl ar ament e especi f i cadas l as

car act er st i cas que deben cumpl i r el l ugar de ensayo, el veh cul o a

ensayar , el r ui do de f ondo e i ncl uso l as condi ci ones cl i mt i cas.

3.5.4 Ensayo Estacionario.

El ensayo est aci onar i o, basado en l os procedi mi ent os

especi f i cados por l a I SO 51301, se ef ect uar con el veh cul o det eni do

acel er ando gr adual ment e desde el r al ent hast a l a vel oci dad

gobernada, l a cual es l a mxi ma vel oci dad (RPM) permi t i da por el

gober nador . Se mant endr di cha vel oci dad por al menos 2 segundos,

1ISO 5130-1982 Measurement of noise emitted by stationary road vehicles. Surveymethod.


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par a l uego l i ber ar el pedal r pi dament e de modo que el motor pi erda

acel er aci n hast a l l egar a r al ent . Baj o est a condi ci n se r egi st r a

el ni vel mxi mo ( NPSmax) en t r es punt os de medi ci n[ 11] :

11.. ESCAPE: El mi cr f ono del sonmet r o ( 1) se ubi car a l a al t ur a del a sal i da del t ubo de escape y a una di st anci a de 0. 5m, segn

corr esponda:

- De l a carr ocer a ms pr xi ma al t ubo, or i ent ando el mi cr f ono en

f or ma ver t i cal s i l a sal i da del t ubo es ver t i cal .

- Del t ubo, or i ent ando el mi cr f ono en f orma hor i zont al , f or mando un

ngul o de 45 con l a di r ecci n de sal i da del f l uj o de gases, si

el t ubo de escape es hor i zont al .

22.. MOTOR: El mi cr f ono del sonmet r o ( 2) se ubi ca a 0. 5 m del pi so.

A 0. 5 m del cost ado der echo de l a car r ocer a:

- Frent e al ej e del ant er o si el mot or es del ant er o.

- Frent e al ej e t r aser o si el mot or es t r aser o.

- En el medi o si el mot or es i nt er medi o.

33.. INTERIOR: El mi cr f ono del sonmet r o ( 3) se ubi ca a 1. 2 m sobr e

pi so i nt er i or del bus, en el ej e l ongi t udi nal y equi di st ant e de

ambos ext r emos.

La f i gur a 3. 1 muest r a l as posi ci ones de l os mi cr f onos par a el

ensayo est aci onar i o. La medi ci n se repet i r , en cada posi ci n, un

m ni mo de 3 veces y un mxi mo de 5, hast a obt ener t r es val ores

consecut i vos de NPSmax que no di f i eran ent r e s en ms de 2 dBA. Lasmedi as ar i t mt i cas de est os 3 val or es, par a cada posi ci n,

const i t ui r n el Ni vel de Emi si n de Rui do de Mot or , I nt er i or y Escape

Est aci onar i o r espect i vament e[ 11] .


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Figura 3.1: Posi ci n de l os mi cr f onos par a l a medi ci n est aci onari a.

( Fuent e: D. S. N129/ 2002)

3.5.5 Ensayo Dinmico.

El ensayo di nmi co consi st e en real i zar medi ci ones de rui do con

el veh cul o en movi mi ent o, t ant o al exter i or como al i nt er i or del

veh cul o, conduci do a l o l ar go de una pi st a de pr ueba. Est e ensayo

est basado en l os procedi mi ent os que especi f i ca l a I SO 3622.

El veh cul o se conduci r a vel oci dad uni f orme de modo que el

f r ent e del veh cul o al cance un punt o ubi cado 10 m ant es del punt o

cent r al ( l nea AA) a una vel oci dad de 50 km/ h 1 km/ h. En di chopunt o se acel er ar a f ondo y se mant endr hast a que l a t otal i dad del

veh cul o sobr epase un punt o ubi cado 10 m despus del punt o cent r al

( l nea BB) , como se i ndi ca en l a f i gur a 3. 2.

La f i gur a 3. 2 muest r a l as di mensi ones de l a pi st a de pr ueba

par a el ensayo di nmi co y l a posi ci n de l os mi cr f onos par a l a

medi ci n de r ui do exter i or .

2ISO 362: Acoustics - Measurement of noise emitted by accelerating road vehicles -Engineering method


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Figura 3.2: Di mensi ones de l a pi st a de pr ueba y posi ci onami ent o de

mi cr f onos para medi ci n de r ui do ext er i or en ensayo di nmi co. ( Fuent e

[ 13] : I SO 362/ 1998)

Los mi cr f onos de l os sonmet r os para medi ci n de ni vel de

emi si n de rui do ext er i or ( Sonmet r os 1 y 2) debern est ar ubi cados a1, 20 met r os de al t ur a sobr e el pavi ment o 0, 02 m, a 7, 5 m 0, 05 m a

cada l ado del ej e, f r ent e al punt o cent r al , or i ent ados

hor i zont al ment e haci a el punt o cent r al .

El mi cr f ono del sonmet r o par a medi ci n de ni vel de emi si n de

r ui do i nt er i or ( Sonmet r o 3) di nmi co deber est ar ubi cado al

i nt er i or del bus, a 1, 20 m sobr e el pi so, en el ej e l ongi t udi nal del

mi smo y equi di st ant e de ambos ext r emos.

El pr ocedi mi ent o se r epet i r hast a obt ener cuat r o val or es

consecut i vos de NPSmax en cada uno de l os sonmet r os, si empre que no

di f i er an ent r e s , r espect i vament e, en ms de 2 dBA. Se cal cul ar n

l os pr omedi os ar i t mt i cos de l os cuat r o val or es vl i dos,


27/155

19

i ndependi ent ement e para cada uno de l os t r es sonmet r os. El mayor

ent r e l os promedi os del sonmetr o 1 y del sonmetr o 2 const i t ui r el

Ni vel de Emi si n de Rui do Ext er i or . El pr omedi o del sonmetr o 3

const i t ui r el Ni vel de Emi si n de Rui do I nt er i or Di nmi co.

3.6 Estado Actual de la Normativa3.

Con l a publ i caci n del ext r act o del Ant epr oyect o de Revi si n de

l a Norma de Emi si n de Rui dos para Buses de l a Locomoci n Col ect i va

Ur bana y Rur al D. S. N 129/ 02 del Mi ni st er i o de Tr anspor t es y

Tel ecomuni caci ones, en el Di ar i o Of i ci al el 1 de Agost o r eci n pasado

( 2005) , se di o i ni ci o a l a et apa de Consul t a Pbl i ca de est e

document o.

Dur ant e est a etapa, que t i ene una dur aci n de 60 d as hbi l es,

cual qui er per sona, nat ur al o j ur di ca, podr f or mul ar obser vaci ones y

coment ar i os al document o. Est e pl azo vence el 30 de Sept i embre de

2005.

La r evi si n de est a normat i va se debe a un aspect o t cni co

r el aci onado con uno de l os procedi mi ent os de ensayo menci onados en l anor ma, mot i vo por el cual al gunos buses af ect os a l a norma est aban

i mposi bi l i t ados de real i zar di cho ensayo. Adems, se han pr opuest o

ot r as modi f i caci ones, per o en el sent i do de uni f i caci n de trmi nos

t cni cos y consi der aci ones gener al es.

En est a revi si n de nor ma el Comi t Operat i vo ha si do i nt egr ado

por el Mi ni st er i o de Tr anspor t es y Tel ecomuni caci ones, el Mi ni st er i o

de Sal ud, el I nst i t ut o de Sal ud Pbl i ca, y l a Secret ar a Regi onal

Mi ni st er i al de Sal ud de l a Regi n Met r opol i t ana, baj o l a coor di naci n

de l a CONAMA.

3Fuente: http://www.conama.cl/portal/1255/article-32773.html (agosto 2005)


28/155

20

i

ri

E

- EE=

4. MARCO TERICO

4.1 Teora Acstica.

Tr es f enmenos i mport ant es ocur r en cuando el soni do i nci de

sobr e una super f i ci e. Par t e de l a ener g a sonor a es t r ansmi t i da a

t r avs de l a est r uct ur a, ot r a par t e es absor bi da por el mat er i al y el

r est o de l a ener g a es r ef l ej ada de vuel t a. Por conser vaci n de

ener g a, podemos escr i bi r [ 3] :

( 4. 1)

Ei : Ener g a i nci dent e.

Et : Ener g a t r ansmi t i da.

Ea: Ener g a absor bi da.

Er : Ener g a r ef l ej ada.

4.1.1 Absorcin Sonora: La ener g a absorbi da es el r esul t ado de

haberse conver t i do en ot r o t i po de energ a mecni ca, gener al ment e

cal or . Se def i ne como coeficiente de absorcin ( ) a l a r el aci n

ent r e l a ener g a absor bi da y l a ener g a i nci dent e[ 3] :

( 4. 2)

Figura 4.1: Respuest a de absorci nde al gunos absor t or es t pi cos.

( Fuent e: [ 3] Webb, J . D. Noi se

Cont r ol i n I ndustr y. )

rati EEEE ++=


29/155

21

[dB]10 A

ALog-NPSSNP

a

d

=

La f i gur a 4. 1 muest r a el compor t ami ent o de l os absor t ores de

soni do ms t pi cos. Los absor t or es di si pat i vos o por osos, t al es como

l a l ana mi ner al o de vi dr i o, o espumas de cel da abi er t a, di si pan l a

ener g a por l as cavi dades que exi st en ent r e sus f i br as. La mxi ma

ef i ci enci a ocur r e en al t as f r ecuenci as, donde l a l ongi t ud de onda escompar abl e con el espesor del mat er i al que se ut i l i za en l a pr ct i ca.

La absorci n (A) de una super f i ci e se def i ne como:

( 4. 3)

Donde S es l a super f i ci e cubi er t a con mat er i al absorbent e de

coef i ci ent e .

Val e deci r , l a absor ci n t ot al ( AT) de un reci nt o se expr esa en

t r mi nos de l a suma de l as absorci ones par ci al es:

( 4. 4)

En l ocal es donde pr eval ecen l as condi ci ones di f usas de

pr opagaci n, l a r educci n de ni vel de pr esi n sonor a debi do a un

cambi o en l a absor ci n t ot al est dada por [ 2] :

( 4. 5)

Donde: NPS: NPS despus del t r atami ent o.

NPS: NPS ant es del t r atami ent o

Ad: Absor ci n t ot al despus del t r at ami ent o.

Aa: Absor ci n t ot al ant es del t r at ami ent o.

4.1.2 Reflexin Sonora: El f r ent e de onda que i nci de sobr e una

super f i ci e se ref l ej a de maner a di st i nt a dependi endo del ngul o de

i nci denci a y l a geomet r a de l a super f i ci e. En f or ma si mi l ar a l as

][m2

sabineSA =

][m 2 sabineiiT

SA =


30/155

22

( ) [dB]44720 ,mfLogTL =

r ef l exi ones que l a l uz exper i ment a y que se descr i ben en l a teor a de

pt i ca.

Si n embar go, est os pat r ones de r ef l exi n est n suj et os a

ci er t as r estr i cci ones:

- debe ser pequeo compar ado con el t amao de l a super f i ci e

r ef l ect ant e, de l o cont r ar i o sol o ocur r e di f r acci n.

- Las i r r egul ar i dades de l a super f i ci e no deben ser de di mensi n

si mi l ar a , de l o cont r ar i o se pr oduci r di sper si n, r esul t ando

en r ef l exi ones compl ej as en t odas l as di r ecci ones.

4.1.3 Transmisin Sonora: La energ a que es t r ansmi t i da dar l ugar

a un nuevo campo sonoro al ot r o l ado de l a par t i ci n o pared.

4.1.4 Aislamiento Sonoro: Se def i ne como l a capaci dad de una

part i ci n de oponerse al paso de ener g a acst i ca a t r avs de su

est r uct ur a. Est pr i nci pal ment e asoci ada a l a masa de l a par t i ci n.

La prdida de transmisin (TL) es l a r el aci n ent r e l a ener g a

sonor a t r ansmi t i da e i nci dent e:

IncidenteE

aTransmitidE

t

LogTL.

.tdonde

110 ==

( 4. 6)

Baj o i nci denci a al eat or i a, l a pr di da de t r ansmi si n TL est

det ermi nada por :

( 4. 7)

Est a expr esi n ent r ega una apr oxi maci n del val or de TL, donde

se asume que l a par t i ci n es r gi da, l i br e de vi br aci ones y si n

di si paci n de ener g a. Se observa que por cada dupl i caci n de masa


31/155

23

[dB]27420 ,f

KLogTL

=

( ) [dB]44720 ,MfLogTL =

[dB]2120

+=

c

CLogTL

[dB]2

cos110

2444

c

senDkLogTL

+=

exi st e una pr di da de t r ansmi si n de 6 dB. As como tambi n que el

val or de TL aument a en 6 dB/ oct . A est o se l o conoce como l a Ley de

l a Masa.

Una expr esi n ms preci sa, que consi der a est os par met r os ( msel f enmeno de coi nci denci a) si gue a cont i nuaci n baj o 4 casos

par t i cul ar es [ 1] :

1) En f r ecuenci as donde > o y ( C+2c)


32/155

24

( )

20para0

y

20para52

220

.-NAT

.-NNtgh

NLogAT

=

+

=

Si bi en l a expr esi n es un poco compl i cada, y l a deducci n de

l as ecuaci ones est f uer a de l os obj et i vos de est e t r abaj o, l o

i mpor t ant e es que sobr e l a f r ecuenci a cr t i ca fc l a TL est

cont r ol ado por l a r i gi dez y aument a 18 dB/ oct . Ot r as t eor as habl an

de un aument o de 10 a 18 dB/ oct .

Figura 4.2: Cur va t pi ca de TL para paredes si mpl es. ( Fuent e: [ 1] Gerges,

S. N. Y. RUI DO: Fundament os y Cont r ol . )

4.1.5 Atenuacin por Barreras: La pr esenci a de una bar r era o

di vi si n que bl oquea el cami no di r ect o de pr opagaci n ent r e l a f uent e

y el r ecept or causa at enuaci n por di f r acci n. La at enuaci n de una

barr era, par a el caso de una f uent e punt ual , est dada por [ 1] :

( 4. 12)


33/155

25

2/

CBAN

+=

Log-AT

At-

At-

At-

d

++= 101010

321

10101010

+= 1010 101010

td At-At

-

totalLogAT

Donde:

A: Di st anci a f uent e- bor de bar r er a

B: Di st anci a r ecept or - bor de bar r er a

C: Di st anci a f uent e- r ecept or

AT: es l a at enuaci n en dB, di f er enci a ent r e el NPS con y si n

bar r er a.

Par a una par ed f i ni t a, l a at enuaci n t ot al por di f r acci n est

dada por l a suma l ogar t mi ca de l a cont r i buci n de cada borde:

( 4. 13)

En l a pr ct i ca l a atenuaci n mxi ma por di f r acci n se apr oxi ma

a 24 dB. Se debe i ncl ui r adems l a atenuaci n por t r ansmi si n.

Consi der ando ATd como l a at enuaci n por di f r acci n y ATt l a

at enuaci n por t r ansmi si n, ent onces l a at enuaci n t ot al est dada

por :

( 4. 14)

Par a una mej or ef i ci enci a, Gerges [ 1] r ecomi enda que l a prdi da

de t r ansmi si n de una barr era sea apr oxi madamente 6 dB mayor que l a

at enuaci n por di f r acci n. Por l o que l a bar r er a no necesi t a ser de

mater i al muy maci zo. En l a mayor a de l os casos, una bar r era con

densi dad super f i ci al de 10 a 20 kg/ m2 se consi der a suf i ci ent e.

4.1.6 Reduccin de Ruido por Absorcin: En ambi ent es cer r ados una

f uent e pr oduce dos campos sonoros: el campo sonor o di r ect o y el campo

sonor o r ever ber ant e. Est e l t i mo se pr oduce por l as r ef l exi ones en

l as par edes del r eci nt o que l l egan al r ecept or con ci er t o r et r aso. La

r el aci n ent r e el ni vel de pot enci a de l a f uent e ( NWS) y el ni vel de


34/155

26

[dB]4

4

102

++=

Ar

QLogNWSNPS

pr esi n sonor a ( NPS) generado a una di st anci a r en una sal a, est

dada por :

( 4. 15)

Cuando se cumpl e, el campo sonor o r ever ber ant e

predomi na sobre el campo sonor o di r ect o y el NPS cae 3 dB por

dupl i caci n de l a absor ci n t ot al .

4.2 Silenciadores.

4.2.1 Silenciadores Resistivos: Los si l enci ador es resi st i vosut i l i zan un r evest i mi ent o de mat er i al absorbent e en l as par edes

i nt er nas del duct o. Son ut i l i zados en ent r adas o sal i das de ai r e,

pr i nci pal ment e par a at enuar medi as y al t as f r ecuenci as.

Son capaces de f i l t r ar l a ener g a acst i ca sobr e un ampl i o

r ango de f r ecuenci as. El model o ms s i mpl e de un si l enci ador

r esi st i vo se muest r a a cont i nuaci n:

Figura 4.3: Si l enci ador es ci r cul ar y rect angul ar del t i po ducto r evest i do.

( Fuent e: [ 9] Munj al , M. L. Acoust i cs of Duct s and Muf f l er s. )

Ar

Q 44 2


35/155

27

[dB]51 lS

P.TL

xeP=

[dB/m]051 41 S

P,AT

,

=

En l as f r ecuenci as donde el ancho del duct o es menor que / 4

( sol o pr opagaci n de ondas pl anas) l a r azn de r educci n de l a

presi n acst i ca cuadr ada est dada por [ 1] :

Donde: : Coef i ci ent e de absor ci n del r evest i mi ent o.

x: Longi t ud del mat er i al .

Ent onces l a at enuaci n en dB/ m est dada por:

( 4. 16)

En est a expr esi n f ueron consi der adas sol ament e ondas acst i caspl anas, si n r ef l exi n. En l a pr ct i ca exi st en ondas i nci dent es,

r ef l ej adas y t r ansver sal es en el duct o. Una f r mul a ms preci sa, que

eval a l a at enuaci n pr oduct o del si l enci ador , es l a ecuaci n de

Sabi n[ 1] :

( 4. 17)

Donde: : Coef i ci ent e de absor ci n del mat er i al .

P: Per met r o del r evest i mi ent o i nt er no.

S: r ea de l a secci n de l i br e f l uj o.

La ecuaci n 4. 17 es vl i da par a una vel oci dad de f l uj o de ai r e

15m/ s.

Exi st en var i as expr esi ones par a l a pr di da de t r ansmi si n (TL)

de est e t i po de si l enci ador es. Ot r a expr esi n pr ct i ca y senci l l a

donde se eval a el TL es l a f r mul a emp r i ca de Pi eni g[ 9] :

( 4. 18)

34,410 == Log eAT


36/155

28

602

40 .

r. o

Donde: : Coef i ci ent e de absor ci n del mat er i al .

P: Per met r o del r evest i mi ent o i nt er no.

S: r ea de l a secci n de l i br e f l uj o.

l : Lar go del ducto.

Ut i l i zando mtodos computaci onal es se demuest r a que est a

expr esi n es vl i da dent r o del si gui ent e rango de f r ecuenci as:

( 4. 19)

Donde r o es el r adi o del duct o.

4.2.2 Silenciadores Reactivos: Los si l enci adores pur ament er eact i vos son ms ut i l i zados en rui do de maqui nar i a o donde se

generan rui dos con pr edomi ni o de tonos pur os. Ya que son di sposi t i vos

que ent r an en r esonanci a y su ef ect i vi dad t i ene un est r echo ancho de

banda, l o que gener al ment e se ut i l i za en l a pr ct i ca es i ncor por ar

adems component es di si pat i vas.

Los si l enci ador es r eact i vos son ef i ci ent es par a el cont r ol de

r ui do en baj as f r ecuenci as. Sus car act er st i cas acst i cas quedandet ermi nadas sol ament e por su f orma geomt r i ca y est n di seados para

no i nt er f er i r mayor ment e el paso del f l ui do. Como es el caso de l os

si l enci ador es que cont i enen mat er i al absorbent e.

Su pr i nci pi o de f unci onami ent o consi st e en l a r ef l exi n de l as

ondas haci a l a f uente. Es causada por un cambi o de secci n al

i nt er i or del t ubo, el cual pr oduce un cambi o en l a i mpedanci a

acst i ca del medi o.

Figura 4.4: Cmar a de

expansi n si mpl e.


37/155

29

++

=

nn f

fsen

S

S

S

S.

f

fLogTL

2250

2cos10 2

2

2

1

1

22

l

cfn 4

=

Un ej empl o senci l l o es el de una cmara de expansi n si mpl e

donde exi st e una di scont i nui dad abr upt a en el r ea t r ansver sal , t ant o

en l a ent r ada como en l a sal i da. La f i gur a 4. 5 muest r a l a var i aci n

de l a pr di da de t r ansmi si n TL en f unci n de l a f r ecuenci a par a

di st i nt os cambi os de secci n. Est e si l enci ador f unci ona como unf i l t r o rechaza banda. Una var i aci n suave ent r e el duct o y l a cmar a

de expansi n i mpl i ca menor ef i caci a en atenuaci n.

La prdi da de t r ansmi si n est dada por [ 1] :

( 4. 20)

Donde:

Figura 4.5: Prdi da

de t r ansmi si n en

cmar as de

expansi n si mpl e.

( Fuent e: [ 1]

Gerges, Sami r .

RUI DO: Fundament os

y Cont r ol . )

4.3 Control de ruido en vehculos.

4.3.1 Ruido de Motores Diesel.

Los component es que apor t an al r ui do t otal pr oduci do por el

mot or se pueden cl asi f i car en[ 3] :


38/155

30

260

Nrpmffiring =

1. - Radi aci n desde el bl ock del mot or y l as est r uct ur as adyacent es

( cr t er del ci geal , sumi der o)

2. - Toma de ai r e, i ncl ui do el t ur bo al i ment ador ( t ur bochar ger ) .

3. - Sal i da de ai r e.

4. - Vent i l ador es de enf r i ami ent o ( bomba de i nyecci n, gener ador es)

4.3.1.1 Ruido del block principal: La f uente pr edomi nante de

emi si n de rui do del bl ock es pr oduct o del aument o de pr esi n en l os

ci l i ndr os dur ant e l a combust i n, l a cual r esul t a en vi br aci n de l a

super f i ci e exter i or del mot or . El br usco aument o de pr esi n en l os

ci l i ndr os del mot or di esel pr oduce al t os ni vel es de l os ar mni cos

super i or es de l a f r ecuenci a de encendi do o f i r i ng f r equency,

pr oduci endo un espect r o car acter st i co con mxi mos ent r e l os 500 y3000 Hz. El Tur bo hace que l a combust i n sea ms suave, r educi endo en

el mayor de l os casos el r ui do emi t i do por el bl ock. El ni vel de

r ui do del bl ock est mayor ment e l i gado con l a vel oci dad ( r pm) ,

gener al ment e aument ando 9 a 12 dB por dupl i caci n de vel oci dad[ 3] .

4.3.1.2 Ruido por la descarga de gases: Se produce por l a

descar ga per i di ca y abr upta de gases haci a el si st ema de escape a

t r avs de l a aper t ur a de l as vl vul as. Su nat ur al eza var aconsi derabl ement e ent r e di st i nt os t i pos de mot or dependi endo de l a

conf i gur aci n de l as vl vul as, el t i empo de aper t ur a y l a secuenci a

de i gni ci n. Los motor es t ur boal i ment ados r educen el r ui do de escape

ent r e 6 dB a 10 dB con r espet o a l os de aspi r aci n nor mal o natur al .

Adems de reduci r el r ui do generado por el motor , ya que mej ora el

pr oceso de combust i n y suavi za el f unci onami ent o. La f r ecuenci a de

combust i n o f i r i ng f r equency, para un mot or de 4 t i empos, est a dada

por[ 3]

:

( 4. 30)

Donde: N: nmero de ci l i ndros

Rpm: vel oci dad del mot or en r pm.


39/155

31

Una est i maci n del ni vel de pr esi n sonora ( A ponderado) a 15 m

de mot ores con si l enci ador puede ser obt eni da de l a si gui ent e

ecuaci n[ 1]:

NPS = 10 Log(bhp) + 74,5 C0 [ dBA] ( 4. 31)

Donde: bhp es l a potenci a al f r eno del motor y C0 t i ene l os

si gui ent es val or es:

15, 0 dB par a 2 t i empos.

17, 2 dB para 4 t i empos con aspi r aci n nor mal .

16, 7 dB par a 4 t i empos t urbo.

4.3.1.3 Ruido de Admisin: Est e r ui do es generado por l a

i nt er r upci n del paso de f l uj o de ai r e a t r avs de l os pasaj es de

ent r ada, debi do al abr i r y cer r ar de l as vl vul as de admi si n. Est e

esf uerzo depende de l a car ga del motor , por l o que el r ui do de

admi si n puede aument ar de 10 a 15 dB ent r e condi ci ones de oper aci n

si n car ga y carga mxi ma. Cuando un t urbo al i ment ador es conect ado,

el r ui do del compr esor es radi ado desde el duct o de admi si n. El

r ui do del t ur bochar ger se car act er i za por cont ener t onos pur os,

gener al ment e en el r ango de 2 a 4 kHz [ 3] .

Los ni vel es de pr esi n sonora del r ui do de admi si n para

al gunos t i pos de mot or es di esel a 15 m se obt i enen de l as si gui ent es

expr esi ones[ 1] :

Motor t ur bo de 4 t i empos:

NPS = 63 + 5 Log(bhp)- C1 [ dBA] ( 4. 32)

Motor de aspi r aci n nat ur al de 4 t i empos:

NPS = 81 C1 [ dBA] ( 4. 33)


40/155

32

Mot or de 2 t i empos:

NPS = 83 C2 [ dBA] ( 4. 34)

Donde: bhp es l a pot enci a al f r eno del motor . C1=C2=0 par amot or es si n f i l t r os de ai r e. Con el f i l t r o de ai r e i nst al ado C2= C1+7

dB y C1= 135ds + 8df dB, donde ds=1 con r espi r ador de f i l t r o de ai r e

y ds=0 si n r espi r ador . Y df=1 si exi st e una t oma f r ont al en el f i l t r o

de ai r e y df=0 par a el caso cont r ar i o.

4.3.1.4 Niveles de Ruido en Motores Diesel:Al gunos ni vel es de

r ui do apr oxi mados par a mot ores di esel de 50 a 1500 hp de pot enci a se

muest r an en l a f i gur a 4. 6 par a el mot or , l a admi si n, r ui do de sal i da

y del t ur bochar ger .

Figura 4.6: Ni vel es de

Rui do en Mot ores a

Di esel . ( Fuent e: [ 3]

Webb, J . D. Noi se

Cont r ol i n I ndustr y. )

Rent z y Waters est abl eci eron ni vel es est i mados a una di st anci a

de 15 m para t r es t i pos de motores a di esel [ 1] :

Par a motores con aspi r aci n nat ur al de 4 t i empos:

NPS = 30 LogN + 50 LogB - 70.7 [ dBA] ( 4. 35)


41/155

33

Par a motores t urbo de 4 t i empos:

NPS = 40 LogN + 50 LogB - 105.7 [ dBA] ( 4. 36)

Para mot ores de 2 t i empos:

NPS = 40 LogN + 50 LogB 96.7 [ dBA] ( 4. 37)

Donde N es l a vel oci dad del mot or en RPM, y B es el di met r o

del ci l i ndr o del mot or en cm.

4.3.2 Ruido del ventilador de refrigeracin del motor diesel.

Par a una est i maci n del ni vel de pr esi n sonora (dBA) a 15 m de

l os vent i l ador es de r ef r i ger aci n, se t i ene:

NPS = 10 Log(bfnf)+ 30 Log[(1Ndf)2 +(5,305V)2] 108,6 ( 4. 38)

Donde: bf es el ancho de l as aspas del vent i l ador ( m) , nf es el

nmero de aspas, N es l a vel oci dad del mot or ( r pm) , V es l a vel oci dad

( km/ h) , df es el di met r o del vent i l ador ( m) y 1 es i gual a 1, 0 par a

motores con ci l i ndr ada menor a 9. 800 cm3, y 1, 2 para mot ores con

ci l i ndr ada mayor o i gual a 9. 800 cm3.

4.3.3 Ruido del sistema de transmisin.

El r ui do de l a t r ansmi si n, pr oveni ent e de l a caj a de cambi os

es usual ment e menor que el r ui do de f unci onami ent o del motor . El

r ui do que pr ovi ene del di f er enci al r epr esent a una f uent e exter i or

menor , per o puede l l egar a ser s i gni f i cat i va si se i mpl ement an

t ecnol og as de mot or es di esel ms si l enci osas. [2]


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34

4.3.4 Ruido de rodado.

El r ui do de r odado se or i gi na, por un l ado, por l a i nt er acci n

ent r e l os neumt i cos y l a superf i ci e del pavi ment o. Se debe tambi n a

una combi naci n ent r e l a vi br aci n de l a car r ocer a y el f l uj o delai r e ent r e l as huel l as del neumt i co. Se consi der a que el r ui do de

r odado puede ser consi derabl e al r est o de component es por sobr e l os

50 km/ h. El ni vel sonor o pr oduci do por el r odado, a una vel oci dad

det ermi nada, es f unci n adems del t i po de neumt i co, nmero de

r uedas y el peso del veh cul o[ 2] .

4.4 Estrategias de anlisis y control de ruido en los

vehculos.

El r ui do de t r f i co es consi der ado como l a pr i nci pal f uent e de

cont ami naci n acst i ca. Es por est o que el t ema de l a reducci n de

r ui do en l os veh cul os es de gr an i nt er s e i mpor t anci a. Di st i nt os

cr i t er i os deber n apl i car se dependi endo sea el caso, ya que di f i er en

sust anci al ment e segn el t i po de veh cul o que se t r ate. Basndose en

l os l mi t es de emi si n act ual es y l os que puedan est abl ecer se a

f ut ur o, es necesar i o un compl et o est udi o de l os cr i t er i os ysol uci ones par a l a r educci n de r ui do. Est os cr i t er i os deben

adapt ar se a l os r equi si t os de cada veh cul o y a l as condi ci ones

l ocal es. Cual qui er est udi o de cont r ol de r ui do t i ene que i ncl ui r

i ni ci al ment e un anl i si s de l a f uent e, que ent r egue l a i nf or maci n

necesar i a para l a toma de deci si ones. Ent r e ms exi gent e sea l a

r educci n de r ui do deseada, ms pr eci sa debe ser l a det ermi naci n de

l as cont r i buci ones i ndi vi dual es de cada f uent e sobr e el r ui do tot al

del veh cul o.

4.4.1 Anlisis de la fuente para Ruido Exterior[5].

De acuer do a l a I SO 362, como t ambi n al D. S. N129, l as

emi si ones de rui do de un veh cul o dur ant e el ensayo di nmi co, se


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mi den con mi cr f onos ubi cados a una di st anci a de 7, 5 m de l a l nea de

cent r o de l a pi st a de pr ueba y a una al t ur a de 1, 2 m del pi so. Es as

como l a emi si n de r ui do en el punto de medi ci n se i ncr ement a desde

el pr i nci pi o del ensayo, mi ent r as l a vel oci dad del veh cul o ( y

r evol uci ones del mot or ) aument a y l a di st anci a al mi cr f onodi smi nuye. Al al canzar el punt o medi o, l a di st anci a veh cul o-

mi cr f ono empi eza a aument ar, pero l a vel oci dad del veh cul o y sus

r pm se i ncr ement a hast a el f i nal de l a pr ueba. Si n embar go, el ni vel

de presi n sonor a en el punto de medi ci n al canza su mxi mo poco

despus de haber pasado por el cent r o. Despus el ni vel de emi si n

empi eza a decaer , ya que el i ncr ement o de l a di st anci a veh cul o-

mi cr f ono pr edomi na sobr e el i ncr ement o de l a vel oci dad.

Figura 4.7: Anl i si s par a Ensayo Di nmi co Exter i or . Fuent e [ 5] Br anl , F. K;

Ar gow, G. St r at egi es f or Vehi cl e Noi se Reduct i on)

Par a un anl i si s adecuado, el ni vel mxi mo obt eni do no es

i nf or maci n suf i ci ent e. Se necesi t an pr ocedi mi ent os especi al es par a

l a adqui si ci n de dat os. Ej empl o de t cni cas par a l ogr ar un anl i si s

ms preci so son l os si gui ent es:


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36

- Anlisis por cubrimiento o shielding.- Consi st e en l a separ aci n

f si ca de l as f uent es o par t es, par a el anl i si s det al l ado de l as

emi si ones i ndi vi dual es de st as. La separ aci n se l ogr a con un

compl et o cubr i mi ent o o amor t i guaci n de l as f uent es r esi dual es. Se

r eal i zan ent onces l os ensayos para cada f uent e por separado, y sedet er mi na l a cont r i buci n i ndi vi dual .

- Anlisis por medicin de intensidad sonora.- Consi st e en un

anl i si s det al l ado de l as car act er st i cas de r adi aci n sonor a por

medi o del mt odo de medi ci n de i ntensi dad sonora a campo cer cano.

Est a t cni ca requi er e de una cor t a di st anci a par a l a t oma de

medi ci ones, as como un t i empo de medi ci n ms pr ol ongado. De est a

f or ma sol o es posi bl e r eal i zar l a en condi ci ones est aci onar i as,aunque es posi bl e apr oxi mar l os r esul t ados a l a condi ci n di nmi ca

ut i l i zando una vel oci dad de revol uci n y una car ga adecuada.

Figura 4.8: Cont r i buci n

de di f erent es f uent es

punt ual es del mot or de

un cami n en ensayo

di nmi co ext er i or .

( Fuent e: [ 5] )

4.4.2 Anlisis de la fuente para Ruido Interior[5].

El r ui do al i nt er i or de un veh cul o puede car act er i zar se por l a

combi naci n ent r e el r ui do de t r ansmi si n ar eo y l a vi br aci n del


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chasi s. Dependi endo de l as condi ci ones de oper aci n, el ni vel de

r ui do i nt er i or ser domi nado por r adi aci n de r ui do ar eo de var i as

f uent es o por l a radi aci n de vi br aci n del t r en de f uer za compl et o.

4.4.2.1 Optimizacin de la excitacin por vibracin: Un acer cami entopr agmt i co a est a t ar ea es separ ar el t r en de f uer za del r est o del

veh cul o, col ocando soport es i ndependi ent es de manera que el

f unci onami ent o de l a caj a de t r ansmi si n y el motor pueda darse si n

exci t aci n vi br at or i a por par t e del t r en de f uer za haci a el veh cul o.

De est a maner a determi nar el apor t e vi br at or i o de l os el ement os por

separ ado. Par a cada t r en de f uer za l a exci t aci n vi br at or i a puede

cal cul ar se y opt i mi zar se.

La f i gur a 4. 9a muest r a el model o anal t i co del t r en de f uer za

de un veh cul o de pasaj er os.

Figura 4.9: a) Model o anal t i co del t r en de f uerza de un veh cul o de

pasaj er os.


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b) c)

Figura 4.9: b) Comparaci n ent r e mont aj e convenci onal e hi dr ul i co del

motor , en t rmi nos del despl azami ent o con r espect o al cost ado del chasi s.

c) Di st or si n angul ar par a di f erent es di seos de embr ague. ( Fuent e: [ 5]

Br anl , F. K; Ar gow, G. St r at egi es f or Vehi cl e Noi se Reduct i on)

En l as f i gur as 4. 9b y 4. 9c se muest r a un ej empl o de l a

vi br aci n al despl azar un l ado del chasi s con mont aj e convenci onal de

goma y con un mont aj e hi drul i co del mot or . Ya que est e model o

combi na t odos l os el ement os el st i cos, el ef ect o de l a vel oci dad

i r r egul ar como l as vi br aci ones t or ci onal es t ambi n se toman en

cuenta. Se muest r a t ambi n el ef ect o al probar embragues con

di st i nt as cual i dades de ri gi dez o amor t i guami ent o.

4.4.2.2 Optimizacin de la excitacin por ruido areo: Par a mej orar

el r ui do t r ansmi t i do haci a el i nt er i or es necesar i o consi der ar

t ambi n l a cont r i buci n de l a exci t aci n por r ui do ar eo de di st i nt as

f uent es que at r avi esan l as par edes del veh cul o haci a el i nt er i or . El

anl i si s de l a t r ansmi si n de r ui do v a ar ea se r eal i za ut i l i zando

un pr ocedi mi ent o especi al , como se i l ust r a en l a f i gur a 4. 10, dondel a par t e f r ont al de l a cabi na es exci t ada acst i cament e por un

al t avoz l ocal i zado en el compart i mi ent o del motor en reempl azo de

este.


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Figura 4.10: Esquema

del mont aj e para el

anl i si s de t r ansmi si n

de rui do a l a cabi na de

pasaj er os. ( Fuent e: [ 5]

Br anl , F. K; Ar gow, G.

St r at egi es f or Vehi cl e

Noi se Reduct i on)

La uni dad de t r ansmi si n se mant i ene i n si t u par a repr oduci r l a

condi ci n or i gi nal de l a aper t ur a de l a pal anca de cambi os. El

al t avoz r epr oduce una seal de r ui do grabada previ ament e en un DAT,

por un mi cr f ono en el compar t i mi ent o del mot or dur ant e una pr ueba

nor mal , y con un r ango di nmi co mayor a 100 dB. Baj o l a exci t aci n

del al t avoz se r egul a el ni vel de rui do en el compar t i mi ent o en 100

dBA. Debi do a l a al t a r el aci n seal - r ui do de l a exci t aci n de r ui doar eo haci a el i nt er i or , el compor t ami ent o acst i co de l a cabi na

puede anal i zarse baj o vi br aci n est r uct ur al y medi ci ones de

i nt ensi dad sonor a[ 5] .

El r esul t ado de est a pr ueba det ermi na l os l ugares con mayor

r ui do en l a cabi na de pasaj er os:

- Par t e cent r al de l a mampar a y f r ent e del t nel de t r ansmi si n.

- Aper t ura de l a pal anca de cambi os.

- Par t e de l a mampara de l a pi sader a i zqui erda y derecha.

- Rest o del t nel de t r ansmi si n

- Secci n del pi so de l a pi sader a i zqui er da y der echa.


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Figura 4.11: Pr di da de tr ansmi si n al mej or ar l a car r ocer a. ( Fuent e: [ 5]

Br anl , F. K; Ar gow, G. St r at egi es f or Vehi cl e Noi se Reduct i on)

La prdi da de t r ansmi si n sonora de l os panel es como tambi n l a

amor t i guaci n de l a vi br aci n de l os panel es se mej ora apl i cando 5 mm

de ai sl ant e acst i co y de amor t i guaci n a l os panel es. El mat er i al de

amort i guaci n se pega a l os panel es r esul t ando t ambi n en una mej ora

de ai sl ami ent o acst i co por aument o de masa. La mej ora obt eni da en

vi br aci n y r adi aci n sonor a de l os panel es, somet i dos a l a

exci t aci n del al t avoz, se obser van en l as f i gur as 4. 11 y 4. 12.

Figura 4.12: Reducci n gener al der ui do i nt er i or por mej or as en l os

panel es de l a car r ocer a.

( Fuent e: [ 5] Br anl , F. K; Ar gow,

G. St r at egi es f or Vehi cl e Noi se

Reduct i on)


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En promedi o se l ogr a una di smi nuci n de 10 dBA, l ogr ndose

t ambi n un pat r n di r ecci onal ms parej o. Resul t ando f i nal ment e en

una desvi aci n mxi ma de todas l as medi ci ones de 5 dBA compar ado con

sus 17 dBA en su est ado or i gi nal . Post er i or a l a apl i caci n de l as

mej or as menci onadas se r eal i z un est udi o f i nal de l os ni vel es ali nt er i or usando t cni cas de i nt ensi dad sonor a en i nt er i or es [ 5] .

Es i mpor t ant e t ener en cuent a el sel l ado de l as posi bl es f ugas

que puedan exi st i r ent r e l as puer t as, par t i cul ar ment e en l os mar cos

de l as vent anas, par a di smi nui r l a t r ansmi si n de vi ent o o r ui do de

r odado en al t a vel oci dad. El uso de mat er i al absorbent e en l os duct os

de vent i l aci n y cavi dades de l os panel es.

Con est as mej oras no sol o se l ogr a di smi nui r an ms el r ui do

al i nt er i or si no que t ambi n se nota una mej or a notabl e en parmet r os

t al es como el ndi ce de i nt el i gi bi l i dad.

Figura 4.13: ndi ce de I nt el i gi bi l i dad al i nt er i or de un veh cul o a

vel oci dad const ant e. ( Fuent e: [ 5] Br anl , F. K; Ar gow, G. St r at egi es f or

Vehi cl e Noi se Reduct i on)


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4.4.3 Encierro Parcial.

La pr edi cci n cuant i t at i va del compor t ami ent o de un enci er r o

par ci al es muy compl ej a, debi do a l as di f r acci ones en l os cont or nos,

r ef l exi ones en l as super f i ci es, absor ci n y t r ansmi si n en l aspar edes. Por ot r a par t e, es posi bl e cal cul ar el compor t ami ent o

gener al de un enci er r o par ci al , consi der ando que l a Pr di da de

Tr ansmi si n TL=0 ( 100% de absor ci n o t r ansmi si n) para r eas

abi er t as, conoci endo l a pot enci a sonor a y di r ect i vi dad de l as f uent es

y usando l a t eor a de campo sonoro r everberant e. Si empr e y cuando l a

menor di st anci a de l a super f i ci e de l a f uent e a l as par edes del

enci er r o sea super i or a , en l a f r ecuenci a ms baj a del espect r o de

r ui do de l a f uent e. La di f r acci n puede ser cuant i f i cada a t r avs del a t eor a de bar r er as.

4.4.3.1 Reduccin de Ruido por Encapsulamiento del Motor:

Dent r o de l as medi das de cont r ol de rui do, el encapsul ami ent o o

enci er r o del mot or es una buena al t er nat i va, por su al t a ef ect i vi dad

y por su rel at i va f aci l i dad de i mpl ement aci n.

La reducci n de rui do por encapsul ami ent o es una sol uci n alpr obl ema desde l a t r ayect or i a de pr opagaci n del soni do. El mecani smo

de r educci n de rui do se basa en mant ener l a ener g a sonora por

r ef l exi n dent r o del enci er r o y di si par par t e de est a ener g a usando

mat er i al absorbent e.

Desde el punt o de vi st a pr ct i co, exi st en dos t i pos de

enci err os o encapsul ami ent os: Ampl i os y Compactos. Enci er r os

compact os son aquel l os donde l a di st anci a ent r e l a super f i ci e delmotor y el enci er r o es menor a / 2. Es ut i l i zado gener al ment e en el

caso de motores de veh cul os, donde exi st e un espaci o reduci do.

Enci er r os ampl i os son aquel l os usados en maqui nar i a i ndust r i al donde

el espaci o f si co no es un l i mi t ant e, por l o cual l a di st anci a ent r e

l a mqui na y l a super f i ci e del enci er r o es mayor que .


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Par a el caso de enci er r os ampl i os se puede consi der ar el

probl ema en condi ci ones de acst i ca de l ocal es, donde exi st e un campo

sonoro compuest o de ondas i nci dent es y r ef l ej adas.

No es el caso de l os enci er r os compactos, donde exi st e unf uer t e acopl ami ent o ent r e l as super f i ci es del mot or y l as par edes

adyacent es al enci er r o. Una al t a r i gi dez es necesar i a par a mi ni mi zar

el movi mi ent o pr oduci do por l as f uerzas que se t r ansmi t en en el

espaci o de ai r e. Una pr edi cci n exact a de ai sl ami ent o acst i co por

encapsul ami ento compact o es muy compl ej a.

Exi st en var i os t r abaj os publ i cados consi der ando el mot or como

un cuer po de f orma regul ar y el campo sonoro de ondas est aci onar i as,como por ej empl o el model o de Beranek. En est e model o l as di mensi ones

del enci er r o compacto per mi t en a veces ocur r enci a de r esonanci as

acst i cas en el espaci o de ai r e o r esonanci as mecni cas de l as

paredes [ 6] .

Figura 4.14: Model o si mpl i f i cado de enci er r o aj ust ado. ( Fuent e: [ 6] Ger ges,

Sami r N. Y. ; Lant i er i , Odoar do H. Reduo de Ru do por Encapsul ament o do

Mot or . )


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El model o si mpl i f i cado de l a f i gur a 4. 14 muest r a a l a f uent e

como una par ed vi brant e con vel oci dad Vo exci t ando l a super f i ci e del

enci er r o l as cual es vi br an a vel oci dad V1. Ent onces, l a at enuaci n

del ni vel de pr esi n sonor a NPS est dada por [ 6] :

=

1

020V

VLogNPS

( 4. 39)

La at enuaci n NPS depende de l a respuest a di nmi ca de l as

par edes del enci er r o y de l as f r ecuenci as de r esonanci a. La f i gur a

4. 15 muest r a val or es t pi cos de l a ecuaci n ( 4. 39) . Una mej or

atenuaci n se puede obt ener aument ando l a r i gi dez del enci er r o ( cur va

C) .

La pr i mera r esonanci a determi na l a f r ecuenci a mxi ma de

oper aci n. Par a una pl aca r ect angul ar con di mensi ones a y b, espesor

t y vel oci dad de ondas l ongi t udi nal es c l , l a pr i mer a f r ecuenci a de

r esonanci a est dada por :

+=221,1

1148,0

ba

tcf l

( 4. 40)

Figura 4.15: At enuaci n par a

di st i nt os val or es de r i gi dez.

( Fuent e: [ 6] Ger ges, Sami r

N. Y. ; Lant i er i , Odoar do H.

Reduo de Ru do por

Encapsul ament o do Mot or . )

Un parmet r o i mpor t ant e que debe ser consi der ado, como se

nombr ant er i or ment e, son l as resonanci as acst i cas del espaci o de

ai r e ent r e l as super f i ci es de l a f uent e y l as par edes del enci er r o.


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Las r esonanci as acst i cas cor r esponden a di st anci as de / 2 o

ml t i pl os de st a, est o es f = c/ 2l . El ef ect o de resonanci as puede

ser mi ni mi zado r evi st i endo l as par edes i nt er nas del enci er r o con

mat er i al es de absorci n sonor a.

Figura 4.16: Encapsul ami ent o del motor . ( Fuent e: [ 6] Gerges, Sami r N. Y. ;

Lant i er i , Odoar do H. Reduo de Ru do por Encapsul ament o do Mot or . )


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5. DESARROLLO

5.1 Introduccin.

El di seo y desar r ol l o de l os si st emas de cont r ol de r ui do

f uer on r eal i zados en el per i odo de abr i l a oct ubr e del ao 2005. Como

pr oceso de cer t i f i caci n par a el cumpl i mi ent o de emi si ones de r ui do

de l os buses f abr i cados por Metal par S. A. y conf orme con l os nuevos

ni vel es per mi si bl es de r ui do que se exi gen el D. S. N129 a cont ar de

Novi embr e del mi smo ao.

El pr i mer est udi o r eal i zado f ue l a medi ci n de pot enci a

acst i ca del motor en dos chasi s di st i nt os: el LO- 914 y LO- 915. Ambos

chasi s mar ca Mer cedes Benz de f abr i caci n br asi l ea. Se real i z

t ambi n un anl i si s espect r al en 1/ 3 de oct , en l os ensayos en est ado

est aci onar i o de ot r os model os de buses que l a empr esa f abr i ca. Est as

dos medi ci ones l l evar on a l a concl usi n que el mot or er a l a f uent e de

pr i nci pal apor t e de r ui do en l os ensayos.

I ni ci al ment e se t r at el model o Pucar Evol ut i on I V, chasi s LO-

914. Se probaron al gunos de l os el ement os de cont r ol de rui do que seexpl i can adel ant e, l ogr ando f i nal ment e cumpl i r con l a norma y obt ener

l a cer t i f i caci n. Despus se t r abaj en el Pucar Evol ut i on I V,

chasi s LO- 812. Con un mot or ms r ui doso, con sus car act er st i cas de

f unci onami ent o net ament e mecni cas ( no el ect r ni cas) se pr ob un

si st ema si mi l ar al apl i cado al model o 914 per o no se l ogr ar on l os

ni vel es esperados. Real i zando al gunos cambi os se l ogr f i nal ment e su

cer t i f i caci n.

Con el f i n de eval uar el aport e de cada uno de l os el ement os

que l ogr aron que el veh cul o cumpl a con el decreto y por ot r o l ado

est abl ecer el si st ema de mayor ef i ci enci a, se r eal i z un est udi o

detal l ado de l os ensayos que se est abl ecen en di st i nt as et apas de

i mpl ement aci n, post er i or a l a cer t i f i caci n.


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En est e cap t ul o se descr i be en det al l e el desar r ol l o de l os

el ement os de cont r ol de r ui do ut i l i zados en el bus Pucar Evol ut i on

I V.

5.2 Evaluacin de la condicin acstica de los buses deMetalpar S.A.

5.2.1 Niveles de emisin de ruido en buses de Metalpar S.A.

anteriores a esta investigacin.

Los ni vel es de emi si n de rui do baj o l os cual es est aban

cert i f i cados al gunos de l os model os de buses f abr i cados en Metal par

S. A. , segn l as medi ci ones r eal i zadas por el 3CV ( Cent r o de Cont r ol y

Cer t i f i caci n Vehi cul ar ) con ant er i or i dad a est a asesor a son l os

si gui ent es:

Motor Interior Escape Interior ExteriorBus ModeloPucar LO-915 88,8 81,5 87,7 79,2 78,8

Puca

Pesos Buses - Lo-mercedes Benz

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