El ruido que llegan a generar los transformadores tienden a considerarse como un parámetro relevante, tal y como lo es la tensión, potencia o las pérdidas. Al respecto, se han podido generar técnicas novedosas aplicadas en servicios electromecánicos con enfoque en el análisis vibroacústico y modelización numérica, que ayudan a reconocer aquellas mejoras de diseño, que permiten disminuir significativamente los niveles de ruido que provoca este tipo de maquinaria.

Con la incorporación de nuevas herramientas relacionadas con el análisis vibroacústico han modificado los parámetros de diseño: la biometría láser de barrido en 3D y el escaneado de la intensidad sonora, con el apoyo de una modelización numérica y multifísica, son los medios que permiten obtener un análisis detallado y preciso, donde además, se puede reconocer la fuente de ruido y vibración en los transformadores.

Sin duda, se trata de recursos y técnicas efectivas que facilitan, a su vez, el diseño de sistemas que ayuden a disminuir el ruido de la maquinaria con una mejor precisión y eficiencia.

Medición láser de la vibración 

La vibrometría láser Doppler (LVD) es considerada uno de los métodos ideales para medir las vibraciones estructurales y el estado de deflexión operativa. Una forma práctica de medir, de manera directa, la velocidad que tienen las vibraciones.

Este método se encarga de medir el desplazamiento Doppler generado en el láser reflejado por la superficie vibrante. Cabe destacar que, la LDV se trata de método sin contacto directo que no afecta el dispositivo analizado y, especialmente, permite conseguir mediciones a una distancia segura en productos eléctricos, como en el caso de los transformadores de potencia, conectados y activos.

A diferencia del acelerómetro convencional, un método o técnica lento y de menor resolución que debe tener presente la condición de carga del transformador, el LDV permite hacer un barrido en 3D de forma continua con alta resolución y generar miles de puntos de medida de vibración e información detallada de la deflexión en poco tiempo.

Análisis del ruido empleando intensidad sonora

Una forma adecuada de reconocer áreas de emisión de ruido crítica es, a través de un barrido de intensidad sonora. Esta consiste en una cantidad vectorial, por lo que se genera información sobre la dirección y magnitud.

Las sondas de intensidad de sonido son direccionales y menos expuestas a interferencias por el ruido de fondo. En este sentido, el barrio de la intensidad sonora es una técnica de gran efectividad para localización de fuentes sonoras, cuando se superpone una cuadrícula, una superficie y se establecen medidas normales a ella, desde diversos puntos igualmente espaciados.

Los resultados obtenidos se usan para realizar el cálculo de la potencia sonora sobre la cuadrícula o para diseñar mapas topográficos de intensidad. Por interpolación, se pueden trazar curvas de isointensidad para una sola frecuencia o para un nivel global.

Correlación vibración / ruido

Se debe conocer con exactitud, cuál es la forma para convertir la energía de vibración en ruido, cuando se analizan imágenes acústicas y pautas de vibración de transformadores. A través del análisis numérico, se obtiene una herramienta esencial para analizar la eficiencia de posibles soluciones y de atenuación de ruido.

Para realizar el cálculo de la potencia acústica emitida por la estructura, se puede llevar a cabo el cálculo conociendo las dimensiones de su superficie, la velocidad de la vibración y el rendimiento de la emisión de esta.

La conversión a escala de decibelios se realiza conforme a la fórmula del nivel de potencia acústica. En este sentido, como el ruido del transformador se mide en unidades de nivel de presión sonora con ponderación A, entonces, la velocidad de vibración se puede presentar igualmente con dicha ponderación.

Modelación numérica multifísica

El análisis numérico no solo permite comprender la generación de ruido, sino que, además, se puede aprovechar para analizar la eficiencia de las soluciones de atención de ruido. Dado que, permite conseguir prototipos virtuales que ahorran dinero y tiempo, como una prueba previa a la ejecución y validación final.

El flujo de energía del ruido del transformador es un fenómeno multifísico típico que puede reflejarse en predicciones numéricas, con relación a la dinámica estructural, acústica y electromagnética.

El modelo estructural, considerando la fuerza de excitación, se calcula a través de un análisis armónico total que considera la interacción fluido/estructura, indispensable para conseguir la correcta pauta de vibración del depósito.

Cabe mencionar que, todo análisis completo de un respectivo sistema estructural, donde la respuesta acústica sea la salida, se comienza con un análisis modal operativo preciso y una correlación buena, a través de los valores propios del sistema deducidos, mediante pruebas reales con vibrometría láser 3D.

¿Qué considerar sobre la aplicación de estos métodos?

Los métodos acústicos para transformadores descritos anteriormente, se pueden implementar a distintos productos, como son: grandes motores con valores críticos de diagnóstico de cojinetes y transferencia de vibraciones, análisis estructural de turbocompresores, ruido de la batería de condensadores, entre otros.

El creciente interés por disminuir considerablemente el impacto ambiental, conforme a los niveles de ruido que son emitidos por estas máquinas, va acompañado con un uso creciente de mediciones vibroacústicas y modelación multifásica.

Servicios electromecánicos con T & D Electric

En T & D Electric somos una empresa peruana dedicada a los servicios electromecánicos donde contamos con la infraestructura y los equipos especializados que cumplen con los estándares de calidad. Así es posible determinar con mayor precisión el estado de los transformadores.

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