ISO 8579-1:2002 — Código de aceptación para unidades de engranajes — Parte 1: Código de ensayo para ruido aéreo
ISO 8579-1:2002 (Código de aceptación para unidades de engranajes — Parte 1: Código de ensayo para ruido aéreo) es una norma especializada que establece un procedimiento detallado y repetible para medir e informar del ruido aéreo irradiado por una unidad de engranajes cerrada. Es una código de aceptación: su finalidad es permitir que un fabricante y un cliente verifiquen que una caja de engranajes nueva o reparada cumple un nivel de rendimiento acústico acordado contractualmente. Esto lo diferencia de análisis de vibraciones, que examina las vibraciones estructurales para detectar y diagnosticar fallos. La norma ISO 8579-1 se ocupa, en cambio, de cuantificar la nivel de potencia acústica de la unidad a efectos de control del ruido ambiental y de salud laboral: un número único y defendible de “aprobado o suspenso” en lugar de un espectro de diagnóstico.
1. Ámbito de aplicación y principio de medición
El alcance de la norma es la determinación de la emisión sonora aérea — niveles de presión sonora de emisión en posiciones especificadas y nivel de potencia sonora — de unidades de engranajes cerradas y motorreductores. Como funciona como código de aceptación, sus procedimientos están redactados para verificar el cumplimiento de una especificación acústica acordada previamente entre proveedor y comprador. El principio rector es que la nivel de potencia acústica — una propiedad intrínseca de la fuente, independiente de su posición — se calcula a partir de un conjunto de nivel de presión sonora mediciones tomadas en múltiples puntos definidos con precisión en una superficie imaginaria que envuelve la caja de engranajes. Al tomar muestras de la presión alrededor de la unidad, el método capta la energía acústica radiada total en lugar de la presión en un lugar arbitrario.
2. Entorno y condiciones de la prueba
Esta parte de la norma impone requisitos estrictos sobre dónde y cómo se realiza la prueba, para que el único sonido que se mida sea el de la propia caja de engranajes. La prueba debe realizarse en un entorno acústico que se aproxime a un campo libre - que no haya superficies reflectantes cercanas que puedan alterar la medición. Lo ideal es una cámara anecoica, aunque también puede servir una amplia zona al aire libre. Es fundamental medir por separado el ruido de fondo procedente de cualquier otra fuente, incluido el motor que acciona la caja de engranajes de ensayo, y debe ser como mínimo de 6 dB más bajo que el ruido de la caja de engranajes, y preferiblemente más de 10 dB por debajo. Si el ruido de fondo es demasiado alto, contamina el resultado e invalida la prueba. El reductor también debe funcionar con una carga y una velocidad especificadas, ya que ambas influyen drásticamente en el ruido generado y en la frecuencia de engrane tonos que lo dominan.
3. Instrumentación
La norma fija la clase de rendimiento de los equipos de la cadena de medición. Exige una Sonómetro de precisión Tipo 1 (Clase 1), micrófono y conjunto de filtros conformes a las normas IEC pertinentes, lo que garantiza una gran precisión y coherencia. También requiere un Calibrador de sonido de la misma clase de precisión, y especifica que todo el sistema — micrófono, medidor y cables — se calibre con él tanto inmediatamente antes como inmediatamente después de la serie de mediciones de sonido. Ese horquillado calibración confirma que la sensibilidad del instrumento no se ha desviado durante la prueba, lo que es esencial para un resultado de aceptación válido.
4. Procedimiento de medición
Este es el núcleo prescriptivo de la norma. Requiere la definición de un hipotético superficie de medición que envuelve completamente la caja de engranajes, normalmente un paralelepípedo rectangular (en forma de caja) situado a una distancia fija, normalmente 1 metro, de la superficie de referencia de la unidad. A continuación, la norma especifica el número mínimo y la ubicación exacta de las posiciones de los micrófonos en esa superficie; en el caso de un paralelepípedo, suele tratarse de un conjunto de nueve puntos que cubren los cuatro lados, la parte superior y las posiciones clave entre ellos. El nivel de presión acústica se registra en cada punto mientras el reductor funciona con la carga y la velocidad estacionarias acordadas. El muestreo de muchos puntos es lo que permite promediar correctamente el campo sonoro y tiene en cuenta la direccionalidad del ruido radiado.
5. Cálculo del nivel de potencia acústica
Esta sección proporciona las matemáticas que convierten las lecturas brutas en un resultado. En primer lugar, los niveles de presión sonora (valores logarítmicos en dB) medidos en las distintas posiciones del micrófono se promediado logarítmicamente para obtener el nivel medio de presión acústica en toda la superficie de medición. Esta media se utiliza para calcular el nivel de potencia acústica (Lw), un cálculo que incorpora el área (S) de la hipotética superficie de medición. El nivel de potencia acústica final es una cifra única en dB que representa la energía acústica total radiada por la unidad de engranajes. Al ser independiente de la distancia de medición y del entorno, es la métrica definitiva para la prueba de aceptación.
6. Información que debe registrarse y notificarse
Para que los resultados sean inequívocos, comparables y totalmente trazables, la sección final enumera todo lo que debe figurar en el informe oficial del ensayo. Además del propio nivel de potencia acústica calculado, se incluye:
- Descripción de la unidad de engranajes: modelo, número de serie y otros datos identificativos.
- Condiciones de funcionamiento: velocidad de entrada, par de salida y tipo y temperatura del lubricante.
- Entorno de prueba: una descripción y un croquis de la sala y de las posiciones de los micrófonos.
- Instrumentación: cada instrumento utilizado, con números de serie y fechas de calibración.
- Ruido de fondo: los resultados de las mediciones separadas del ruido de fondo.
Esta documentación rigurosa respalda la validez de la prueba y permite reproducirla con fiabilidad en caso de litigio.
7. Conceptos clave de la norma
- Potencia acústica frente a presión acústica: la norma determina el sonido potencia, la energía acústica total radiada por la fuente. Esto difiere del sonido presión, que es lo que realmente detecta un micrófono y que disminuye con la distancia a la unidad. La potencia acústica es la métrica más coherente y transferible para una prueba de aceptación.
- Código de prueba de aceptación, no una herramienta de diagnóstico: la norma es un procedimiento normalizado de aprobado/no aprobado. Un cliente puede incluir en un contrato de compra un nivel máximo de potencia acústica aceptable, y la norma ISO 8579-1 proporciona el método acordado para verificar su cumplimiento.
- El vínculo vibroacústico: Aunque la norma mide el ruido aéreo, la causa fundamental de ese ruido es la vibración estructural de la carcasa de la caja de engranajes, impulsada a su vez por el engrane de los dientes del engranaje. Por lo tanto, los altos niveles de ruido tienden a correlacionarse con una alta vibración en la frecuencia de engrane y sus bandas laterales — y condiciones tales como defectos de engranajes, el desgaste o la desalineación que aumentan las vibraciones suelen aumentar también el ruido radiado.
8. ISO 8579-1 en la práctica: Ruido, vibraciones y diagnóstico
La cifra de aceptación acústica de la norma ISO 8579-1 indica al comprador si una caja de engranajes es lo suficientemente silenciosa como para instalarla, pero no revela por sí sola por qué una unidad es ruidosa o cómo cambia su estado en servicio. Ese es el ámbito de la medición de vibraciones. Dado que el ruido aéreo y las vibraciones estructurales tienen el mismo origen en el engrane de los dientes, una unidad que se vuelve más ruidosa con el tiempo suele contar la misma historia que su espectro de vibraciones: aumento de la energía en la frecuencia de engrane, bandas laterales crecientes o nuevo contenido de impacto de un diente descascarillado.
Sobre el terreno, los ingenieros complementan el certificado de ruido ISO 8579-1 del proveedor con comprobaciones de vibraciones en la máquina. Un analizador portátil de dos canales como el Balanset-1A mide las vibraciones directamente en los alojamientos de los cojinetes de la caja de engranajes, captando el espectro en el que aparecen los tonos de la frecuencia de engrane y las bandas laterales, de modo que una caja de engranajes ruidosa puede diagnosticarse en lugar de simplemente clasificarse. Cuando se necesita un límite numérico de vibración del engranaje, el Límites de vibración de los engranajes ISO 20816-9 proporciona una, la Calculadora de frecuencia de malla de engranajes señala las frecuencias que hay que buscar, y la Calculadora de atenuación del ruido con la distancia ayuda a relacionar un nivel sonoro medido con la distancia para la planificación del ruido ocupacional.
9. La norma oficial
La Organización Internacional de Normalización publica y mantiene la norma ISO 8579-1. El texto normativo completo, que incluye los conjuntos exactos de coordenadas del micrófono, las fórmulas de promediado y el modelo de informe, está disponible en la ISO Store. El resumen que aquí se presenta transmite el propósito, el principio y el procedimiento de la norma, pero cualquier prueba de aceptación formal debe realizarse con el documento completo publicado para garantizar su pleno cumplimiento.
