Desarrollo y validacion de una metodologia de prediccion de los campos acusticos resultantes de la aplicacion de sistemas de control activo de ruido

Abstract

El control activo de ruido es una técnica de control de ruido basada en la interferencia destructiva de ondas. Este tipo de sistemas permiten modificar un determinado campo acústico indeseado y generar en su interior un volumen de atenuación, esto es, una región del espacio donde el nivel de presión sonora es inferior al existente con anterioridad a la puesta en funcionamiento del sistema. Es posible de esta forma reducir el nivel de ruido percibido por las personas que se encuentran, por ejemplo, en el interior de un vehículo. La implementación de un sistema de control activo de ruido puede resultar una estrategia muy adecuada en casos en los que los niveles sonoros son elevados y las restricciones de espacio y peso limitan la eficacia de las técnicas tradicionales de control pasivo de ruido. El desarrollo de un sistema de control activo conlleva sin embargo una gran dificultad técnica, lo que históricamente ha limitado severamente su expansión. Por otra parte, las técnicas y las herramientas de cálculo numérico aplicadas a la predicción del comportamiento vibro-acústico de estructuras han alcanzado en los últimos tiempos un elevado nivel de maduración. De esta forma resulta hoy en día posible evaluar el comportamiento vibro-acústico de nuevos productos aún en fase de diseño y detectar problemas asociados con deficiencias en el aislamiento vibratorio y acústico y con la respuesta vibratoria y acústica de la estructura (i.e. entrada en resonancia con las excitaciones aplicadas sobre la estructura). Estas técnicas de cálculo numérico han sido sin embargo escasamente aplicadas tanto en la predicción de los niveles de atenuación a obtener mediante la implementación de sistemas de control activo de ruido como en el desarrollo de procedimientos de optimización de los elementos que constituyen estos sistemas. De esta forma continúan hoy en día desarrollándose aplicaciones de control activo en base a ensayos de prueba y error, en los que no se garantiza que la disposición final seleccionada sea la disposición óptima. El objetivo de esta investigación consiste en el desarrollo de una metodología orientada a la eliminación de los procedimientos de prueba y error en el diseño de sistemas de control activo de ruido. Dicho desarrollo incluye la realización de predicciones basadas en modelos numéricos y (cuando resulta posible) en las soluciones teóricas correspondientes, la realización de ensayos de laboratorio y la validación experimental de los resultados obtenidos. Se propone en este documento una metodología para la predicción de los niveles de atenuación a obtener mediante la aplicación de sistemas de control activo con configuraciones espaciales definidas y una metodología que permite determinar, en base a los modelos numéricos, las disposiciones óptimas de los elementos. Se incluye finalmente un ejemplo de aplicación: la predicción de los niveles de atenuación alcanzables mediante la implementación de sistemas de control activo local y global en el interior del EADS-CASA C-295 que se ha obtenido empleando un complejo modelo de cálculo.