B A R R U E T A L O A J O S N A Z A R I O S E R R A T O S S M A N O J E S S E M I L I O

INTRODUCIN

Para una mejor comprensin del tema hemos decidido enfocarlo en dos partes:

Control Activo de Ruido

Control Activo de Vibracin

CONTROL ACTIVO DE RUIDO

Es un sistema que permite la cancelacin del ruido primario mediante la generacin de un anti-ruido de igual amplitud y fase opuesta.

ONDAS

Primero debemos definir las caracteristicas de las ondas:

Amplitud de onda (A): Corresponde a la distancia por encima o por debajo de la lnea central de una forma de onda hasta la cresta (el punto que est ms alejado de la posicin de equilibrio del medio), es la distancia mxima que se puede separar una partcula del medio que oscila.

Longitud de onda (): Es a la distancia, en lnea recta, entre dos puntos de una onda que tienen la misma posicin relativa (en el principio y el final de un ciclo). Por ejemplo, entre dos crestas sucesivas.

Periodo (T): Mide el tiempo que tarda un punto en completar una oscilacin, es decir el tiempo que tarda una onda en propagarse una distancia correspondiente a una longitud de onda.

Frecuencia (f): Representa la cantidad de oscilaciones que ocurren en una unidad de tiempo.

Velocidad de propagacin (v): Establece la distancia que recorre una onda en cada unidad de tiempo.

El sonido es una onda mecnica. Como todas las ondas tiene una amplitud mxima (o elongacin) y una longitud de onda que dan como resultado un conjunto de crestas y valles determinado.

Otro parmetro muy importante de las ondas es su fase, que es una medida del ngulo de la onda con relacin a su propagacin. Este valor, por s solo, no nos dice mucho. Sin embargo, su relacin con la fase de otras ondas es lo que lo hace realmente importante.

Cuando dos ondas se propagan por el mismo medio y coinciden en los mismos puntos del espacio se produce un fenmeno conocido como interferencia. La superposicin de ondas da como resultado una zona con caractersticas muy concretas, resultantes de dicha superposicin, pero finalmente cada onda prosigue transportando su energa, sin modificarse la una a la otra. Slo se aprecian sus efectos en la zona de superposicin.

Estas interferencias pueden ser constructivas o destructivas en funcin de su diferencia de fase. Para ondas de la misma frecuencia, si la diferencia de fase de las ondas es nula entonces decimos que las ondas estn en fase y se produce una interferencia constructiva. Las amplitudes se suman y la onda resultante ser ms energtica que cada una de las dos componentes.

Si la diferencia de fase es mxima (180) entonces se produce una interferencia destructiva. De esta forma las amplitudes se restan y la onda resultante ser menos energtica que las dos componentes (o al menos menor que la mxima).

Para diferencias de fase intermedias la onda resultante ser la suma o resta de las ondas en cada punto, dando un resultado intermedio.

Control Activo de Ruido (CAR) utiliza este fenmeno de interferencias para eliminar sonidos no deseados.

Si tenemos un sonido de frecuencia 100 Hz y queremos eliminarlo, tan slo deberemos generar una onda, igualmente de 100 Hz pero desfasada 180 con respecto a la anterior. Se denomina control activo porque debemos analizar el sonido existente y generar otro en funcin de ese. Los controles pasivos de ruido se basan en materiales absorbentes cuya eficacia variar en funcin de la frecuencia. Esto a bajas frecuencias puede ser un gran problema, pero como vemos puede solucionarse con un control activo.

ESQUEMA DE CONTROL ACTIVO DE RUIDO

COMO FUNCIONA

Un aparato de control activo de ruido necesita conocer el ruido que queremos eliminar del sistema. Un aparato de cancelacin activa de ruido ha de constar por lo menos de:

Un sensor de entrada.

Un procesador de seal.

Un emisor que nos genere la seal que cancele el ruido.

SENSOR

El sensor tiene que captar la informacin que necesitamos del ruido a eliminar. Generalmente lo que se hace es captar el ruido directamente con un micrfono, aunque a veces la informacin se obtiene de otras fuentes, como por ejemplo sacar la frecuencia de la centralita electrnica de un motor. Segn la aplicacin esta seal puede ser digital o analgica, y en este segundo caso se puede digitalizar antes de procesarlo.

PROCESADO

El procesador es el encargado de generar la seal canceladora (anti-ruido). Encontramos principalmente dos tipos de procesadores segn su funcionamiento: Analgicos o digitales. De todas formas, el objetivo de los dos es el mismo: generar una seal que cancele el ruido a eliminar. En el caso de que conozcamos exactamente la seal a eliminar podramos hacer simplemente un cambio de signo. En los otros casos, tendremos que calcular de alguna manera la seal ruido con el error que esto conlleva. Tenemos que tener en cuenta que el sistema aadir un retraso a la seal canceladora respecto a la seal a cancelar. Por todo esto el procesado para hacer la cancelacin del ruido no es tan sencillo como hacer un cambio de signo a la seal, y por eso se utilizan herramientas como predictores, filtros adaptativos, mtodos de control de error, etc. para poder generar una seal canceladora lo ms efectiva posible.

EMISOR El emisor es un altavoz. Este altavoz quizs tenga que reproducir slo el anti-ruido o

tambin otros seales, como en el caso de los auriculares canceladores de ruido.

CONTROL ACTIVO DE VIBRACION

Est formado por un servomecanismo que incluye un sensor, un procesador de seal y un actuador. El control mantiene constante una distancia entre la masa vibrante y un plano de referencia. Cuando la fuerza aplicada al sistema vara esa distancia, el sensor lo detecta y genera una seal proporcional a la magnitud de la excitacin (o de la respuesta) del sistema. Esta seal llega al procesador que enva una orden al actuador para que desarrolle un movimiento o fuerza proporcional a dicha seal.

Dispositivo de control : se utiliza cuando un sistema de 1 gdl mk esta, trabajando en situacin prxima a

la resonancia, lo supone desplazamientos de m muy grandes:

Consiste en aadir un sistema absorbente de 1gdl (maka makaca) al sistema anterior, con caractersticas tales que:

Se consigue que el desplazamiento de m sea nulo, ya que el absorbente ejerce una fuerza sobre el sistema igual y de sentido contrario de la fuerza aplicada externamente.

ABSORBENTE DE FRAHM:

Se utiliza en el rbol de levas de los motores de combustin interna, para minimizar vibraciones torsionales.

Resortes mecnicos: es eficaz para una velocidad de giro del motor.

Resortes centrfugos: cuya frecuencia es proporcional a la velocidad del motor,

Para a

La presencia de amortiguamiento reduce la amplitud de las resonancias y ensancha la banda de frecuencias en la que el absorbente es efectivo.

ABSORBENTE DE HOUDAILLE Tambin se utiliza en el rbol de levas de los motores de combustin interna, para

minimizar vibraciones torsionales. El amortiguamiento ptimo es:

la amplitud mxima es

para la razn de frecuencias

SOPORTES

Aislantes de goma y neopropeno: en forma de bloques u hojas, en los que el material se puede deformar lateralmente o distorsionarse por cizalladura cuando estn sometidos a una carga.

Gran variedad de formas y rigideces.

Poco peso y no requieren mucho espacio.

Bajo coste.

Se pueden adaptar a partes metlicas mediante vulcanizado, para facilitarla unin a la estructura a aislar y para pretensarles, con lo cual se consigue aumentar su rigidez.

Presentan un amortiguamiento interno mayor, con lo cual son interesantes cuando se tiene que producir aislamiento en una banda de frecuencias, como es el caso de vibracin aleatoria, y para el caso de frecuencia de excitacin variable, en el paso por la resonancia.

El control activo de vibraciones excita el sistema de tal forma de contrarrestar el efecto de las perturbaciones.