En esta entrada se explica como justificar el cumplimento normativo en materia de ruidos y vibraciones de un centro de transformación (CT). Esto no suele ser un aspecto importante de la instalación, ya que un CT moderno apenas produce ruido, pero la administración (normalmente el ayuntamiento) puede solicitar un estudio para certificarlo. Al final de la entrada se resuelve un caso práctico con la siguiente hoja de cálculo preparada para facilitar esta justificación:
ÍNDICE DE CONTENIDOS
- Decibelios producidos por un centro de transformación
- Efecto del aislamiento acústico de los cerramientos
- Máximo ruido que se permite transmitir a otros locales o zonas
- Posibles medidas correctivas
- Resolución de caso práctico
DECIBELIOS PRODUCIDOS POR UN CENTRO DE TRANSFORMACIÓN
El único elemento de un centro de transformación (CT) que produce un sonido apreciable y constante es el transformador, cuyo nivel de decibelios depende principalmente de su potencia. Para obtener el ruido (nivel de presión sonora) que genera se pueden tomar de referencia las tablas de la ITC-RAT-07 (Real Decreto 337/2014):
Como se puede observar, los transformadores de potencia de 36 [kV] (redes de 25 – 30 [kV]) emiten más sonido que los de 24 [kV] (redes de 3 – 6 – 10 – … – 20 – 22 [kV]), por otra parte, los de tipo seco son un poco más ruidosos que los de aceite. También pueden tomarse para los cálculos los datos de las fichas técnicas de fabricantes o incluso de la propia matrícula o protocolo del equipo si se trata de un instalación ejecutada:
Hay que tener en cuenta que los decibelios de varios transformadores no se pueden sumar sin más, ya que su expresión es logarítmica. Además se debe considerar que el nivel depresión sonora (NPS) se reduce con la distancia, aproximadamente en 6 [dB(A)] cada vez que se duplica la distancia respecto la fuente (D), que puede tomarse en origen de 1 [m], por lo tanto las expresiones para el cálculo del ruido de un CT son las siguientes:
1) NPSi = f(Potencia nominal del transformador i, Tensión nominal, Tabla 1 de las ITC-RAT-07)
2) NPST-0 = 10 · log(10NPS1/10 + 10NPS2/10 + ….. + 10NPSi/10 + ….. + 10NPSn/10) donde «i» es cada uno de los transformadores
3) NPST-D = NPST-0 – 6 · Log₂(D) donde D es la distancia del local o zona considerado hasta el CT en expresada en metros
En el caso particular de que el CT contenga otros elementos que generen sonido, como extractores de ventilación forzosa, inversores de corriente, bombas o sistemas de refrigeración, se deberán sumar sus decibelios (NPS) a los de los transformadores incluyéndolos en la expresión expuesta (NPST-0).
EFECTO DEL AISLAMIENTO ACÚSTICO DE LOS CERRAMIENTOS
El aislamiento acústico del propio centro de transformación (CT) es muy reducido cuando se trata de un edificio prefabricado montado en el exterior, de 20 a 40 [dB(A)] aproximadamente, esto es debido al uso de rejillas metálicas para la ventilación natural del calor del transformador, las cuales no son una barrera acústica efectiva (mitigan solo de 10 a 30 [dB(A)]). La reducción de ruido del propio cerramiento de un CT prefabricado de hormigón se puede estimar del siguiente modo:
Densidad hormigón = 2300 [kg/m³] → Espesor pared CT = 0,05-0,10 [m] → Densidad superficial (m) = 115-230 [kg/m²]
Fórmula A.15 del CTE-DB-HR para m < 150 [kg/m²] → 16,6 · log(m) + 5,0 = 16,6 · log(115) + 5,0 = 39,21 [dB(A)]
Fórmula A.16 del CTE-DB-HR para m > 150 [kg/m²] → 36,5 · log(m) – 38,5 = 36,5 · log(230) – 38,5 = 47,70 [dB(A)]
Si el CT se instala integrado en un local de obra civil de un edificio, entonces el aislamiento acústico de los cerramientos colindantes con otros recintos que sean protegidos o habitables (Anejo A del CTE-DB-HR) debe de cumplir los siguientes valores mínimos acordes al Apartado 2.1 del CTE-DB-HR («2.1 Valores límite de aislamiento«):
El aislamiento acústico del CT (A) se resta al nivel de presión sonora total (NPST-0) producido en el interior del CT, por lo tanto, la fórmula presentada en el apartado anterior queda como se indica a continuación, después su resultado deberá corregirse en función de la distancia hasta el local o zona considerada:
NPST = 10 · log(10NPS1/10 + 10NPS2/10 + ….. + 10NPSi/10 + ….. + 10NPSn/10) – A → NPST-D = NPST – 6 · Log₂(D)
NOTA: es el caso particular de transformadores a la intemperie sobre poste el aislamiento es nulo (A = 0 [dB(A)]).
MÁXIMO RUIDO QUE SE PERMITE TRANSMITIR A OTROS LOCALES O ZONAS
El ruido máximo (NPST-D-MAX) que puede trasmitirse a un local o zona puede consultarse en el Real Decreto 1367/2007 (Tablas A y B.2), en las ordenanzas municipales y en las recomendaciones de la OMS. De manera orientativa se proponen los siguientes valores límite, los cuales cabe indicar que a veces pueden ser más restrictivos en zonas de especial protección cuando así lo indique la normativa del ayuntamiento:
En la columna de la derecha se indica el aislamiento mínimo (más desfavorable) que puede suponerse que tiene el local evaluado, este aislamiento (Aj) debe restarse también al nivel de presión sonora calculado que alcanza hasta el recinto para poder conocer el ruido transmitido a su interior, la fórmula queda del siguiente modo:
NPST-Dj = NPST – 6 · Log₂(Dj) – Aj → donde Aj es aislamiento acústico más desfavorable del local o zona «j» de estudio
El parámetro NPST-Dj debe ser menor al NPS máximo transmitible del local o zona «j» para que se cumpla la normativa
POSIBLES MEDIDAS CORRECTIVAS
Es poco habitual que un CT no cumpla la normativa de ruidos, el caso más frecuente en el que esto ocurre es cuando se encuentran integrados en edificios y son colindantes a recintos protegidos o habitables. En estos casos un cerramiento básico con bloques de hormigón o ladrillos (35 – 45 [dB(A)]) es probable que sea insuficiente. Algunas de las medidas que pueden tomarse en estas instalaciones para reforzar el aislamiento son las siguientes:
- Separación de los transformadores de los cerramientos (reducción de 6 [dB(A)] a 2 [m] / 12 [dB] a 4 [m]).
- Colocación en el cerramiento de láminas o membranas acústicas autoadhesivas (reducción de 5 a 10 [dB(A)]).
- Montaje de separadores acústicos alrededor de los transformadores (reducción de 5 a 15 [dB(A)]).
- Instalación de paneles acústicos autoadhesivos en los cerramientos (reducción de 10 a 60 [dB(A)], según su calidad).
RESOLUCIÓN DE CASO PRÁCTICO
Se desea comprobar si un centro de transformación (CT) público de la empresa Barras Electricas Galaico Asturianas cumple la normativa aplicable en materia de ruidos. Se ubica en un local empotrado en un terraplén y tiene en sus inmediaciones un centro educativo, una vivienda, una peluquería y la propia vía pública. Dado que se desconoce la potencia de sus transformadores, se ha supuesto la máxima que contempla su proyecto tipo PT-CTLO.BE, es decir, 2 [ud.] de 1000 [kVA]:
PASO 1 – Ruido emitido por el centro de transformación.
La ventilación del centro de transformación es natural mediante rejillas y hay dos transformadores instalados que según la Tabla 1 de la ITC-RAT-07 generan un nivel de presión sonora ponderado de 67 [dB(A)], lo cual resulta en 70 [dB(A)]. El aislamiento acústico del local se supone de 20 [dB(A)], es decir, se transmiten como máximo 50 [dB(A)] al exterior:
NPST = 10 · log(10NPS1/10 + 10NPS2/10) – A = 10 · log(1067/10 + 1067/10) – 20 = 70 – 20 = 50 [dB(A)]
PASO 2 – Corrección en función de la distancia.
A título informativo se calcula a continuación como se reduce el ruido del centro en función de la distancia al mismo, solo teniendo en cuenta el aislamiento del propio local en el que se hayan instalados los transformadores de potencia:
Ejemplo de cálculo a 8 metros: NPST-D = NPST – 6 · Log₂(D) = 50 – 6 · Log₂(8) = 50 – 6 · 3 = 32 [dB(A)]
PASO 3 – Estudio de los locales y las zonas afectados por la instalación.
Finalmente se debe de calcular el nivel de presión sonora (ruido) transmitido desde los transformadores a cada local o zona, el cual se ve disminuido por la distancia y el aislamiento acústico de los cerramientos, tanto del CT como de los locales:
Desglose de cálculo para el dormitorio de las viviendas a 15 metros, con un aislamiento mínimo de 30 [dB(A)]:
NPST-D = NPST – 6 · Log₂(D) = 50 – 6 · Log₂(15) = 50 – 6 · 3.907 ≈ 27 [dB(A)] → NPST-D2 = NPST-D – A2 = 27 – 30 = 0 [dB(A)]
RESULTADO: no se transmite ruido al dormitorio de la vivienda (0 [dB(A)]), por lo que no se supera su límite de 25 [dB(A)].
PASO 4 – Medidas correctivas.
En este caso se cumplen los límites marcados por la normativa, por lo que no es necesario tomar medidas correctivas. Como se puede observar en el desglose de resultados, solo en la vía pública es perceptible el ruido del centro de transformación.