ISO 8579-1: Código de aceitação para engrenagens — Parte 1: Determinação dos níveis de potência sonora transmitidos pelo ar emitidos por unidades de engrenagem
ISO 8579-1 é uma norma especializada que estabelece um procedimento detalhado e repetível para medir e comunicar o ruído aéreo emitido por uma caixa de engrenagens fechada. Trata-se de uma código de aceitação: o seu objetivo é permitir que um fabricante e um cliente verifiquem se uma caixa de velocidades nova ou reparada cumpre o nível de desempenho acústico acordado contratualmente. Isto distingue-a de análise de vibração, que analisa a vibração estrutural para detetar e diagnosticar avarias. A norma ISO 8579-1, por sua vez, centra-se na quantificação do total nível de potência sonora da unidade para fins de controlo do ruído ambiental e de saúde no trabalho — um único valor «aprovado ou reprovado» que se justifique, em vez de um espectro de diagnóstico.
1. Âmbito e princípio de medição
O âmbito da norma é a determinação dos níveis de potência sonora transmitidos pelo ar para redutores fechados. Uma vez que funciona como um código de aceitação, os seus procedimentos foram concebidos para verificar a conformidade com uma especificação acústica previamente acordada entre o fornecedor e o comprador. O princípio fundamental é que o nível de potência sonora — uma propriedade intrínseca da fonte, independente da posição em que se encontra — é calculada a partir de um conjunto de nível de pressão sonora medições realizadas em vários pontos precisamente definidos numa superfície imaginária que envolve a caixa de velocidades. Ao medir a pressão em toda a volta da unidade, o método capta a energia sonora total irradiada, em vez da pressão num único ponto arbitrário.
2. Ambiente e condições de teste
Esta parte da norma impõe requisitos rigorosos quanto ao local e à forma como o ensaio é realizado, de modo a que o único ruído medido seja o da própria caixa de velocidades. O ensaio deve decorrer num ambiente acústico que se aproxime de um campo livre — sem superfícies refletoras nas proximidades que possam comprometer a medição. Uma câmara anecóica é o ideal, embora uma grande área aberta ao ar livre também possa servir. É fundamental que o ruído de fundo proveniente de todas as outras fontes — incluindo o motor que aciona a caixa de velocidades de teste — seja medido separadamente e tenha um nível de, pelo menos, 6 dB inferior do que o ruído da caixa de velocidades e, de preferência, mais de 10 dB abaixo. Se o ruído de fundo for demasiado intenso, isso compromete o resultado e invalida o ensaio. A unidade de transmissão deve também funcionar sob uma carga e velocidade especificadas, uma vez que ambas influenciam significativamente o ruído gerado e o frequência de engrenagem os tons que a dominam.
3. Instrumentação
A norma define a classe de desempenho do equipamento na cadeia de medição. Exige que Medidor de nível sonoro de precisão Tipo 1 (Classe 1), um conjunto de microfone e filtro em conformidade com as normas IEC aplicáveis, garantindo elevada precisão e consistência. Também requer um Calibrador de som da mesma classe de precisão, e especifica que todo o sistema — microfone, medidor e cabos — seja calibrado com ele, tanto imediatamente antes como imediatamente após a série de medições acústicas. Esse intervalo calibração confirma que a sensibilidade do instrumento não sofreu desvios durante o teste, o que é essencial para um resultado de aceitação válido.
4. Procedimento de medição
Este é o cerne normativo da norma. Exige a definição de um cenário hipotético superfície de medição que envolve completamente a caixa de velocidades — normalmente um paralelepípedo retangular (em forma de caixa) colocado a uma distância fixa, geralmente de 1 metro, da superfície de referência da unidade. A norma especifica então o número mínimo e a localização exata das posições dos microfones nessa superfície; no caso de um paralelepípedo, trata-se geralmente de um conjunto de nove pontos abrangendo os quatro lados, a parte superior e pontos-chave entre eles. O nível de pressão sonora é registado em cada ponto enquanto a caixa de velocidades funciona sob a carga e a velocidade em regime estacionário acordadas. A recolha de dados em vários pontos permite calcular corretamente a média do campo sonoro e tem em conta a direcionalidade do ruído irradiado.
5. Cálculo do nível de potência sonora
Esta secção apresenta os cálculos matemáticos que transformam os valores brutos medidos num resultado. Em primeiro lugar, os níveis de pressão sonora — que são valores logarítmicos em dB — medidos nas várias posições do microfone são com média logarítmica para indicar o nível médio de pressão sonora em toda a superfície de medição. Essa média é então utilizada para calcular o nível de potência sonora (Lw), um cálculo que tem em conta a área (S) da superfície de medição hipotética. O nível de potência sonora final é um valor único em dB que representa a energia acústica total irradiada pela caixa de velocidades. Por ser independente da distância de medição e do ambiente, constitui o parâmetro definitivo para o teste de aceitação.
6. Informações a registar e comunicar
Para garantir que os resultados sejam inequívocos, comparáveis e totalmente rastreáveis, a secção final enumera todos os elementos que devem constar no relatório oficial de ensaio. Para além do próprio nível de potência sonora calculado, isso inclui:
- Descrição do redutor: modelo, número de série e outros dados de identificação.
- Condições de operação: velocidade de entrada, binário de saída, tipo de lubrificante e temperatura.
- Ambiente de teste: uma descrição e um esboço da sala e das posições dos microfones.
- Instrumentação: todos os instrumentos utilizados, com os números de série e as datas de calibração.
- Ruído de fundo: os resultados das medições separadas do ruído de fundo.
Esta documentação rigorosa sustenta a validade do teste e permite a sua reprodução fiável, caso surja algum litígio.
7. Conceitos fundamentais subjacentes à norma
- Potência sonora vs. pressão sonora: a norma determina o som poder, a energia acústica total irradiada pela fonte. Isto difere do som pressão, que é o que o microfone realmente capta e cujo nível diminui com a distância em relação ao aparelho. A potência sonora é a métrica mais consistente e transferível para um teste de aceitação.
- Código de teste de aceitação, não uma ferramenta de diagnóstico: A norma consiste num procedimento padronizado de aprovação/reprovação. Um cliente pode indicar o nível máximo aceitável de potência sonora num contrato de compra, e a norma ISO 8579-1 estabelece o método acordado para verificar a conformidade.
- A ligação vibroacústica: embora o medidor padrão meça o ruído aéreo, a causa principal desse ruído é a vibração estrutural da caixa da caixa de velocidades, ela própria provocada pelo engate dos dentes das engrenagens. Por conseguinte, os níveis elevados de ruído tendem a estar associados a uma vibração elevada na frequência de engate das engrenagens e nas suas bandas laterais — e a condições como defeitos de engrenagem, o desgaste ou o desalinhamento que provocam vibrações costumam aumentar também o ruído irradiado.
8. A Norma ISO 8579-1 na prática: ruído, vibração e diagnóstico
O valor de aceitabilidade acústica da norma ISO 8579-1 indica ao comprador se uma caixa de velocidades é suficientemente silenciosa para ser instalada, mas, por si só, não revela por que se uma unidade é ruidosa ou como o seu estado se altera durante o funcionamento. Esse é o domínio da medição de vibrações. Uma vez que o ruído aéreo e a vibração estrutural têm a mesma origem no engate dos dentes, uma unidade que se torna mais ruidosa com o tempo costuma revelar o mesmo que o seu espectro de vibração indica — aumento de energia na frequência de engate dos dentes, bandas laterais crescentes ou novos impactos causados por um dente lascado.
No terreno, os engenheiros complementam o certificado de ruído ISO 8579-1 do fornecedor com verificações de vibração realizadas diretamente na máquina. Um analisador portátil de dois canais, como o Balanset-1A mede a vibração diretamente nas caixas de rolamentos da caixa de velocidades, captando o espectro onde surgem os tons de frequência de engrenagem e as bandas laterais, de modo a que uma caixa de velocidades ruidosa possa ser diagnosticada, em vez de apenas classificada. Nos casos em que é necessário um limite numérico para a vibração da caixa de velocidades, o Limites de vibração para transmissões por engrenagens, norma ISO 20816-9 a ferramenta fornece um, o Calculadora de Frequência de Engrenagem identifica as frequências a procurar, e o Calculadora de atenuação de ruído à distância ajuda a relacionar um nível sonoro medido com a distância, para efeitos de planeamento em matéria de ruído no local de trabalho.
9. A Norma Oficial
A norma ISO 8579-1 é publicada e mantida pela Organização Internacional de Normalização, e o texto normativo completo — incluindo os conjuntos exatos de coordenadas dos microfones, as fórmulas de cálculo da média e o modelo de relatório — está disponível na Loja da ISO. O resumo aqui apresentado descreve o objetivo, os princípios e os procedimentos da norma, mas qualquer teste de aceitação formal deve ser realizado com base no documento completo publicado, a fim de garantir a total conformidade.
