Reglamentación sobre ruido de pass-by: lo último sobre medidas en interiores

El ruido del tráfico es un problema de salud de primer orden en los entornos urbanos. La exposición excesiva puede causar efectos tales como dolor de cabeza, alteraciones del sueño, estrés, hipertensión y un mayor riesgo de padecer problemas cardíacos. Las medidas paliativas deben incidir tanto en las fuentes de ruido (los vehículos) como en las rutas de transmisión (por ejemplo, las barreras acústicas). 

CONTENIDO 

1. Ensayos de pass-by en interiores según R51-03
2. Equipos de ensayo según R51-03
3. Sala de ensayos y array de micrófonos
4. Software y arrays de micrófonos
5. Ruido de rodadura y correcciones asociadas
6. Ruido total del vehículo

Con el fin de controlar las emisiones de ruido de los vehículos, los fabricantes deben medir el ruido de pass-by de acuerdo con la reglamentación. De este modo, se garantiza que las emisiones de los vehículos cumplen los límites establecidos. El Grupo de trabajo sobre Ruido y neumáticos de la Comisión Económica de las Naciones Unidas para Europa (UNECE/CEPE) es quien se encarga de coordinar esta reglamentación. Después, sus 56 estados miembros, repartidos por Europa, América del Norte y Asia, adoptan la reglamentación a escala local. Algunos países aplican incluso límites de ruido todavía más estrictos y procedimientos adicionales. 

Los fabricantes de turismos, camiones y autobuses deben cumplir el Reglamento 51 (categorías M y N), mientras que los de motocicletas deben cumplir el Reglamento 41 (categoría de vehículos L₃). Ambos reglamentos son muy similares entre sí, aunque con algunas diferencias en los cálculos. 

En general, los ensayos necesarios para la homologación (es decir, la aprobación de tipo de un vehículo) se llevan a cabo en una pista de pruebas al aire libre; es lo que se conoce como ensayos de pass-by de campo (FPB). En ambos reglamentos, el vehículo debe circular por el eje (de referencia) de la pista y pasar ante unos micrófonos colocados a ambos lados, a una distancia de 7,5 m con respecto a ese eje. En el informe se hace constar la posición en la que el ruido es máximo, de acuerdo con las normas que especifica el reglamento. Se lleva a cabo una serie de ensayos, en unos casos con el vehículo a velocidad constante y en otros acelerando a todo gas. Los resultados obtenidos se combinan en un único valor, llamado L_urban (nivel comunicado de presión acústica), que debe estar dentro de los límites indicados en el reglamento. Aparte de la homologación, los fabricantes deben hacer ensayos periódicos de conformidad de la producción, para poder seguir comercializando sus vehículos. 

Los reglamentos R41 y R51 también incluyen un procedimiento para evaluar el cumplimiento de las Disposiciones suplementarias sobre emisiones sonoras (ASEP). Este procedimiento utiliza métodos de medición similares, pero con unas condiciones de conducción más amplias. La idea es que los resultados no difieran excesivamente de los de L_urban, que se obtienen con métodos más específicos. Algunos tipos de vehículos deben cumplir estos requisitos, que deben autocertificar los propios fabricantes.

Actualmente se están revisando las disposiciones ASEP para los reglamentos R51 y R41. La revisión se publicará próximamente. 

 

Ensayos de pass-by en interiores según R51-03

Para garantizar que los vehículos no den problemas en el momento de la homologación final, los fabricantes hacen ensayos de sus coches y motos durante el proceso de desarrollo. Para ello, utilizan un dinamómetro de chasis instalado en una cámara semianecoica. Este entorno controlado elimina la variabilidad de las condiciones meteorológicas y del ruido de fondo, y permite medir en cualquier momento del año. Además, como el vehículo se mantiene estacionario, resulta más fácil añadir a su alrededor instrumentación adicional o medidas de control para investigar las causas raíz del ruido. 

Son muchos los fabricantes que, durante el proceso de desarrollo, combinan las medidas de pass-by en interiores con análisis de contribución de trayectorias de transmisión (SPC). Estos análisis permiten identificar puntos en los que interesa introducir cambios en el diseño o poner a punto estrategias de optimización dirigidas a reducir las emisiones de las fuentes y las rutas de propagación del ruido. Algunos fabricantes también utilizan técnicas de identificación de fuentes de ruido, para localizar exactamente de dónde procede el ruido que emite el vehículo. Por ejemplo, soluciones basadas en arrays de micrófonos con métodos de beamforming y holografía.

La enmienda 4 del reglamento R51-03, publicada el 29 de diciembre de 2018, incluyó las medidas de pass-by en interiores entre los métodos válidos de homologación y control de conformidad, para los vehículos de las categorías M y N, es decir, los turismos, los autobuses y los camiones. Los procedimientos se basan en la norma ISO 362-3:2016, que describe cómo deben realizarse los ensayos de pass-by en interiores. 

No obstante, aunque ahora se pueden utilizar ensayos de pass-by en interiores para homologar vehículos de las categorías M y N, la autoridad de homologación puede exigir que se verifiquen con una prueba en exteriores. Esta potestad de exigir una prueba en exteriores se aplica a todos los ensayos que se definen en el reglamento R51-03, incluidos los de conformidad de la producción. Por su parte, el reglamento la R41 todavía no permite utilizar ensayos de pass-by en interiores en las homologaciones y las pruebas de conformidad de la producción de motos L₃.

Para garantizar que los ensayos de pass-by en exteriores realizados con fines de homologación y conformidad de la producción sean comparables a las medidas en exteriores, la documentación técnica debe incluir lo siguiente:

1. Validación de las instalaciones; por ejemplo, propagación en campo libre, tratamiento del dinamómetro y del aire, nivel de ruido de fondo, comportamiento dinámico del dinamómetro, software.
2. Procedimientos que deben aplicarse en los ensayos en interiores; por ejemplo, la configuración del dinamómetro y del software, la carga y la sujeción del vehículo, el tratamiento del aire y la gestión de la temperatura del vehículo.
3. Datos de deceleración y de ruido de rodadura empleados para calcular los coeficientes de carga del dinamómetro y el ruido de los neumáticos con los que se determinan los niveles finales comunicados.
4. Resultados de pruebas sobre una selección representativa de la producción del fabricante, para demostrar que los resultados de los ensayos en interiores son comparables a los de las pruebas en exteriores, dentro de un margen de precisión aceptable.  

 

Equipos de ensayo según R51-03

Instrumentación de ensayo

La enmienda 4 del reglamento R51-03 exige que los equipos de ensayo cumplan los siguientes requisitos:
SOLUCIONES DE HBK PARA ENSAYOS DE PASS-BY
Descárguese el folleto para más información

1. La instrumentación de ensayo debe ser tan precisa o más que los equipos de medida en exteriores.
2. Las soluciones para interiores utilizan muchos canales y una técnica de procesamiento diferente, pero deben proporcionar resultados comparables a los de un sonómetro de clase 1.  

 

Sala de ensayos y array de micrófonos

La sala de ensayos debe cumplir los siguientes requisitos:

1. Los requisitos de la norma ISO 26101 para la validación en campo libre, según se describe en la norma ISO 362-3.
2. La propagación del sonido en el interior debe ser comparable a la propagación en una instalación exterior. Todas las instalaciones de medida, ya sean interiores o exteriores, presentan unas desviaciones similares. Es admisible utilizar salas sin una zona de ensayo de longitud suficiente —incluidos 20 m adicionales para evaluar el ruido de detonación—, a condición de evaluar con cuidado el nivel máximo, para no perder valores pico (ISO 362-3:2016, Anexo E). Esta menor longitud se compensa curvando una parte del array de micrófonos en la parte trasera del vehículo. En este caso, la altura de los micrófonos se modifica para poder extrapolar la altura requerida de 1,2 m hasta una distancia superior a 20 m con respecto a la línea BB'. 

 

 

En cuanto al array de micrófonos:
CONFIGURACIÓN DE PASS-BY EN INTERIORES
Eche un vistazo a una configuración de medida típica

1. El array de micrófonos debe colocarse a 7,5 m de la línea que forma el eje del vehículo. Aunque se podrían obtener resultados comparables con distancias más cortas, la distancia de 7,5 m es obligatoria.
2. El ensayo puede realizarse solo con un array de micrófonos en uno de los lados o con dos arrays, uno a cada lado del vehículo. 

 

Software y arrays de micrófonos

El software de pass-by en interiores debe ser capaz de: 

1. Combinar los datos temporales de todos los micrófonos del array, para emular un barrido virtual de los micrófonos al paso del vehículo. Con ello se emula el paso del vehículo junto a cada micrófono individual y se pueden evaluar los niveles de presión acústica totales en función de la posición.
2. Emular las posiciones de una forma equivalente a una medida de pass-by de campo. 

 

Ruido de rodadura y correcciones asociadas

Como el ruido de rodadura que emiten los rodillos de un dinamómetro no es muy realista, no se puede comparar con el ruido de rodadura (neumáticos/carretera) que se obtiene en las medidas en exteriores. En todos los ensayos en interiores realizados con fines de homologación y conformidad de la producción se deben aplicar procedimientos específicos para integrar el ruido de rodadura. Estos procedimientos se denominan "Ruido de rodadura Variante A" y se describen en la norma ISO 362-3:2016, Anexo B. 

Este método es, en realidad, una combinación de un ensayo en interiores (que aporta el ruido de la cadena cinemática) y otro en exteriores (que aporta los datos del ruido de rodadura). No es necesario repetir las medidas del ruido de rodadura cada vez que se hacen pruebas de un vehículo. Es posible almacenar en una base de datos los datos correspondientes a distintos tipos de neumáticos, y utilizar en cada prueba la información de los neumáticos oportunos. 

 

 

Para minimizar el ruido que produce el movimiento de los neumáticos sobre los rodillos en una instalación de interior, se recomienda utilizar el menor número posible de ejes accionados en los rodillos, y neumáticos preferiblemente lisos o de baja emisión de ruido. También se pueden colocar barreras acústicas u otros sistemas de atenuación alrededor de los neumáticos, para evitar en la mayor medida posible que el ruido de la cadena cinemática se contamine con ruido de rodadura durante las medidas.  

Si el ruido de rodadura remanente es inferior en menos de 10 dB al nivel de presión sonora máximo con ponderación A que produce el vehículo objeto del ensayo, el resultado se corrige mediante sustracción de energía de las medidas en interiores. Para minimizar este efecto, se recomienda de nuevo utilizar neumáticos lisos. Se puede enmascarar el ruido de los neumáticos a condición de que, con ello, no se elimine ruido emitido por la cadena cinemática. Según la norma ISO-362:2016 B6, esta evaluación debe realizarse y documentarse incluso aunque se utilicen neumáticos lisos sobre los rodillos. 

La evaluación del ruido de rodadura se compone de dos procedimientos: 

1. Evaluación del ruido de rodadura libre.
2. Evaluación del ruido de neumático/carretera teniendo en cuenta la influencia del par motor, que debe derivarse a partir del ruido de rodadura libre utilizando un método simplificado de influencia del par. 

El Anexo B de la norma ISO 362-3:2016 describe en más detalle todas las condiciones para la evaluación del ruido neumático/carretera, el ruido de rodadura libre y la influencia del par motor. 4  

 

Ruido total del vehículo

El ruido total del vehículo es la suma de la energía asociada al ruido de rodadura (obtenido en medidas de exterior) y el ruido de la cadena cinemática (obtenido en medidas de interior). Este cálculo se lleva a cabo para cada ciclo individual, de acuerdo con la norma ISO 362-3.2016, párrafo 10.2.4.  

En ambos casos, el vehículo debe estar en las mismas condiciones de funcionamiento, se deben hacer las mismas medidas a velocidad constante y con el acelerador a todo gas que se describen en el Anexo 3 del Reglamento 51-03 para el pass-by de campo, y debe cumplir los mismos límites de ruido L_urban que en los ensayos de pass-by de campo.