Control actiu de soroll

 

Què és?

El control actiu de soroll és una tècnica que té com a objectiu la cancel·lació d’un soroll no desitjat mitjançant interferència destructiva amb un camp acústic addicional (secundari) generat electrònicament per un sistema de control.

 

Principi de funcionament

El so es propaga per l'aire en forma d'ones, causades generalment per la vibració d'un cos (una font sonora). En cas de disposar de dues fonts sonores que emetin a la mateixa freqüència, el camp acústic resultant serà la combinació dels dos moviments ondulatoris generats per cada una de les dues fonts. Si en un punt determinat la cinemàtica dels dos moviments és oposada (una ona desfasada 180° respecte l'altre), té lloc una interferència destructiva que anul·la el moviment total i, en conseqüència, el camp sonor.

Principals components d'un sistema de control actiu de soroll

 

La complexitat del camp acústic i dels fenòmens d'emissió limita molt, fins el moment, l'aplicació comercial d'aquest procediment.

 

Camps d'actuació

Els camps de recerca i desenvolupament de la tècnica de control actiu són bàsicament dos: l'optimització del sistema de control i la comprensió i aplicació dels mecanismes físics de cancel·lació. Al LEAM es treballa sobretot en aquest segon camp, mentre que en el primer es col·labora amb el departament d'ESAII del Campus de Terrassa.

En general, l’aplicació del control actiu es pot agrupar en dues grans categories: el control actiu de soroll (ANC) i el control actiu de soroll estructural (ASAC). En el ANC, els actuadors són altaveus els quals produeixen un senyal desfasat per cancel·lar el soroll indesitjat. Per altre banda, si el soroll és causat per la vibració d'una estructura flexible, aleshores ASAC és més apropiat. En ASAC els actuadors són fonts vibrants (vibradors, etc..) que poden modificar la manera en què vibra una estructura, alterant la manera en què radia el so.

 

Simulació de les condicions de vol y aplicació de ANC

 

El LEAM està treballant en ambdós sentits. En la part de control actiu de soroll s'ha treballat en la optimització de l'aplicació d'aquesta tècnica en conductes [1], doncs tot i que aquesta és una de les possibles aplicacions comercials (per instal·lacions d'aire condicionat), la realitat demostra que l'adequada ubicació dels diferents transductors respecte del camp acústic a l'interior del conducte és molt important per aconseguir un sistema estable i prestacional. Per altre banda, s’està treballant amb el concepte de finestra activa, que té per objectiu mantenir l’aïllament acústic de tancaments tot i tenir obertures [2,3]. Aquest concepte es va començar a estudiar en façanes de vivendes sotmeses a soroll d’aviació mitjançant la participació en un projecte europeu [4] titulat “L’intégration environnementale des aéroports sur le territoire” EU Program INTERREG-IIIB MEDOCC (2003-06). Actualment l’estudi continua gràcies a un projecte finançat pel Ministerio de Ciencia e Innovación titulat “Ventana activa: control activo de transmission de ruido a través de aperturas”.

 

Aconseguir l'atenuació en la totalitat d'un recinte (control global) és complicat degut al complex camp acústic que s'hi forma, de manera que en el LEAM es treballa en la optimització i aplicació de tècniques de control local de soroll [5,6,7]. Aquesta tècnica permet aconseguir reduccions en determinades zones, sense afectar a la resta del camp acústic. Per exemple, s'està desenvolupant aquesta tècnica per a la seva aplicació en mitjans de transport.

 

[1] Romeu J,  Jiménez S, Salueña X, Capdevila R, Coll Ll., Active noise control in ducts in presence of standing waves. Its influence on feedback effect, Applied Acoustics (2001).

[2] Romeu J,  Jiménez S, Salueña X, Capdevila R, Díaz N., Active noise transmission through an aperture using active feedforward control, J. Acoust. Soc. Am. (2002).

[3] T. Pàmies, J. Romeu, M. Genescà, A. Balastegui , Sound radiation from an aperture in a rectangular enclosure under low modal conditions, J. Acoust. Soc. Am. (2011).

[4] Evaluation and monitoring of the acoustic impact of airports on the management of the territory. F. Bianchi, G.A. Bravo, C. Bruguera, S. Brustia, D. Danielli, J. Romeu, M. Genescà, F. Guyon, N. Lanese, R. Ledys, J. Maillard, M. R. Martinez, G. Moschioni, A. Norcini, T. Pàmies, P.J. Reneé, J. Roland, M. Rossi, A. Roure, M. Ruiz, M. Sassi, F. Scamoni, J.M. Seguí, M. Tarabini, F. Valentini, M. Villot. Ed. RegioneLombardia (2006).

[5] J. Romeu, T. Pamies, S. Jimenez, P. Llibre, In flight experiments of local active noise attenuation for passengers in small aircraft. Internoise 2004, Prague, the Czech Republic.

[6] J. Romeu, T. Pàmies, M. Genescà, J. Cardona,  Local active noise attenuation in a small piston engine aircraft cabin. Noise Control Engineering Journal (2007).

[7] J.Ignacio Palacios, J. Romeu, A. Balastegui, Two step optimization of transducer locations in single input single output tonal global active noise control in enclosures. Journal of Vibration and Acoustics (2010).