Conocimiento / Ruido de un soplador Roots

Ruido de un soplador Roots: por qué golpea y cuándo empieza a chillar

Un soplador de lóbulos no empuja el aire de forma pareja: lo manda de a bolsones. Cada bolsón que llega a la descarga es un golpe de presión en el caño, y esos golpes son el ruido grave característico de estas máquinas. Mové los controles: todo se recalcula en vivo.

Por Germán J. Sanguineti · Ingeniero Mecánico con Máster en Acústica Arquitectónica y Medioambiental.

Lo primero: medir y caracterizar el ruido

Esta guía explica de dónde sale el ruido de un soplador y qué cambia con la velocidad. Para elegir un silenciador hay que conocer el ruido real de la instalación, por bandas de frecuencia. Diagnóstico acústico industrial

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Cada vuelta, varios golpes de aire

Cámara lenta · 40 veces más despacio
Vista en corte, dibujo esquemático. El aire entra por arriba (aspiración), queda encerrado entre cada lóbulo y la carcasa, da la vuelta por afuera y sale por abajo (descarga). Cada destello naranja es un bolsón que llega a la descarga; los puntos de abajo cuentan los golpes de cada vuelta.
Soplador de lóbulos · datos en vivo
—Hz
golpes de aire por segundo
Lóbulos por rotor
2
Golpes por vuelta
4
Velocidad
— rpm
Banda de octava
—
Lóbulos por rotor
—

Tono sintético con la misma frecuencia y sus armónicos: se parece, pero no es una grabación. El parlante del celular casi no reproduce graves de menos de unos 100 Hz; se oyen los armónicos.

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Cuántos golpes por segundo: la frecuencia

Cada rotor entrega un bolsón por lóbulo en cada vuelta, y son dos rotores. Entonces los golpes por segundo son:1

f = rpm ÷ 60 × 2 × lóbulos—

El golpe no es un tono puro: trae armónicos al doble, al triple y así sucesivamente. En el gráfico cada raya es uno de ellos, y las columnas son las bandas de octava con las que se mide el ruido.2 Subí las rpm y mirá cómo todas las rayas se corren a la derecha, hacia los agudos.

—
Alturas ilustrativas. Muestran que los armónicos van bajando; no son un espectro medido. Para diseñar un silenciador hay que medir el ruido por bandas.
—
3

Las poleas cambian las rpm, y también el ruido

Las dos poleas giran en cámara lenta, cada una a su velocidad. La correa hace que el borde de las dos avance igual: la polea más chica tiene que dar más vueltas.
rpm del soplador = rpm del motor × Ø polea del motor ÷ Ø polea del soplador—

El soplador casi nunca va directo al motor: va con correa y dos poleas.3 Con una polea más chica en el soplador, el soplador gira más rápido: da más caudal y más golpes por segundo. Así se ajusta el caudal sin cambiar de máquina, y por eso el mismo modelo de soplador puede sonar distinto en dos plantas.

Motor eléctrico

Valores típicos con la red de 50 Hz.4 El valor exacto está en la chapa del motor.

—
—
Probar un caso
Soplador— rpm
Golpes por segundo— Hz
4

Graves y agudos: qué tipo de silenciador corresponde

A baja velocidad, el ruido de un soplador de lóbulos es sobre todo el de los golpes: un ruido grave, que un silenciador de cámaras (también llamado reactivo) reduce bien, porque hace rebotar esas ondas largas dentro de sus cámaras.

Cuando el soplador gira más rápido, por ejemplo después de cambiar las poleas para sacar más caudal, aparece además ruido agudo. Ese ruido puede hacer vibrar la chapa del caño y del propio silenciador: es cuando el soplador «chilla». Las cámaras solas ya no alcanzan y hace falta un silenciador combinado, que suma un tramo con material absorbente para los agudos.

La velocidad a la que se produce ese cambio no es la misma para todos los sopladores: depende del tamaño y del diseño de cada máquina, y no es igual en la aspiración que en la descarga. Por eso conviene revisar cada caso con los datos del soplador y, si es posible, con una medición del ruido.

De cámaras (reactivo)

Cámaras unidas por tubos. Hace rebotar los golpes graves. Es la opción cuando el soplador va despacio para su tamaño.

Combinado (cámaras + lana)

A las cámaras se suma un tramo con material absorbente (puntos naranjas) detrás de una chapa perforada. Ataca los graves y también los agudos.

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Qué datos juntar antes de consultar

  • Marca y modelo del soplador, y si tiene rotores de 2 o de 3 lóbulos.
  • Velocidad del soplador en rpm. Si no figura, las rpm del motor y los diámetros de las dos poleas.
  • Caudal y presión de trabajo.
  • Dónde va el silenciador: en la aspiración, en la descarga o en las dos.
  • Fotos del equipo y de la cañería, con el diámetro de las bocas.
  • Si ya hay una medición del ruido, el informe. Si no la hay, conviene hacerla antes de elegir el silenciador.

¿Tenés un soplador que hace demasiado ruido?Contanos lo que sepas del equipo y mandanos fotos: te cotizamos el silenciador. Ningún dato del soplador es obligatorio.

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Notas

  1. Cuenta geométrica: cada rotor de n lóbulos descarga n bolsones por vuelta y hay dos rotores, así que salen 2·n golpes por vuelta (4 con 2 lóbulos, 6 con 3).
  2. Bandas de octava normalizadas, centros de 63 Hz a 8 kHz; cada banda va del centro ÷ √2 al centro × √2 (por ejemplo, la de 125 Hz cubre de 88 a 177 Hz). Las alturas de las rayas son ilustrativas.
  3. Transmisión por correa: las dos poleas tienen la misma velocidad de borde, así que rpm del soplador = rpm del motor × Ø polea del motor ÷ Ø polea del soplador. La cuenta no incluye el pequeño resbalamiento de la correa.
  4. Velocidad sincrónica de un motor de inducción: 120 × frecuencia de red ÷ cantidad de polos, o sea 1.500 rpm con 4 polos y 3.000 rpm con 2 polos en una red de 50 Hz. Con carga gira un poco más lento; 1.450 y 2.900 rpm son los valores que suelen figurar en la chapa.
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