Effect of Noise

7/27/2019 Effect of Noise

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Reprint of article publishedin Cemento-Hormigon, October 2002.

By Michael K. Nielsen, F.L.Smidth A/S, Denmark

The effects of noise at a cement plantEL EFECTO DEL NIVEL SONORO EN UNA FBRICA DE CEMENTO

R E V I E W N O . 1 4 3


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Tratando el nivel sonoro como otro

parmetro ms en lnea con cualquier

otra especificacin con respecto a un

equipo en particular, los suministradores de

maquinaria tendrn como objetivo conseguir

la emisin del nivel sonoro ms bajo posible

o el fabricante de cemento elegir otro pro-

ceso, tipo de equipo o velocidad. A lo largo

de los aos, el nivel sonoro se ha ido convir-

tiendo en un problema creciente debido a los

elevados niveles de produccin de clnker,

mayores dimensiones de maquinaria y nueva

tecnologa, por ejemplo, el fuerte sonido pro-

cedente de las descargas de los grandes

EL EFECTO DEL NIVEL SONORO

EN UNA FBRICA DE CEMENTO

MICHAEL K. NIELSEN

INGENIERO DE PROYECTOS

ESPECIALISTA EN MEDICIONES DE NIVELES SONOROS EN FBRICAS

F.L. SMIDTH A/S, DINAMARCA

Las fbricas de cemento estn prestando cada vez ms su atencin a los

aspectos medioambientales de la produccin. El nivel sonoro producido por la

maquinaria constituye una cuestin altamente tpica, sobre todo porque la

Directiva de la Unin Europea de Maquinaria requiere una declaracin para todo

equipo cuyo nivel sonoro sobrepase 70dBA.

Octubre 2002 / N 841


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bloques de caliza que se alimentan a los molinos verticales.

Estos molinos, no obstante, producen menos ruido que los

molinos de bolas.

Si el proceso de produccin no permite eliminar el nivel

sonoro, por ejemplo la trituracin de grandes rocas y la

molienda de materias primas o clnker, la maquinaria puede

ser encerrada en un edificio.

La medicin del nivel sonoro

La medicin de sonido en el campo no es muy exacta

(normalmente dentro del margen de +/- 3dB) ya que es en

funcin de muchos parmetros, tales como ubicacin, sonido

de fondo, condiciones especficas de carga, nivel de velocidad

y condiciones de mantenimiento. Se debe medir el sonido

con la lnea de proceso en plena operacin. No es posible

parar parte del sistema o operar sin carga.

Algunos suministradores de maquinaria miden su equipo,

por ejemplo los compresores bajo condiciones de campo

libre, sin ningn sonido reflejado de las paredes. Sin embar-

go, una vez instalada la mquina en una sala con paredes ytechos duros, reflejando los sonidos, o si ms de una mqui-

na est funcionando al mismo tiempo, el nivel sonoro aumen-

tar de 3 a 7 dB.

Octubre 2002

Fbrica de cemento

Trituradora de calizasMolino de bolas

Trituradora de esquistos y yesoVentiladores grandes, molinos verticalesSala de compresores, soplante rotatorioVentiladores con silenciador

General

Avin en el momento del despegue

Concierto de rock

Msica estereofnica

Dentro de un coche

dBA

Oficina

Saln de una casa

Habitacin de una casa

Cintas transportadoras

Tornillos sin fin

Sala de control

Lmite de ruido en el permetro de la fbrica

140

110105

100959085

80757065605550454035

Niveles sonoros bajo diferentes condiciones.

Los fundamentos del nivel sonoro

El nivel sonoro se mide en decibelos, abreviado dB.

Una variacin de 1 dB es el sonido ms bajo que puede

detectar el odo humano. Normalmente se miden los dB

a travs de un filtro (filtro A) para que se asemeje al odo

humano, por lo que se denomina dBA.

El nivel sonoro se mide generalmente como presin

de sonido tal como es percibido por el odo humano. En

algunos casos es ms conveniente medir el nivel de fuer-

za del sonido (la energa irradiada del equipo). Algunos

programas de ordenador utilizan la fuerza del sonido

para calcular el sonido ambiental. Tanto la presin comola fuerza del sonido se miden en dB, pero no son com-

parables directamente.

Se aplican normas especiales para la suma de soni-

dos. Dos mquinas que operan con el mismo nivel sono-

ro, incrementarn el nivel general con 3 dB (80 dB + 80

dB = 83 dB). Si la diferencia entre dos fuentes de soni-

do es de 10 dB o ms, no aumentar el nivel general de

sonido (80 dB + 70 dB = 80 dB).

Niveles sonoros fluctuantes. Niveles mximos, talescomo explosiones o sonidos impactantes de trituradoras,

son especialmente perjudiciales para el odo.


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El efecto sobre operarios en la planta

La mayor parte de las grandes y ruidosas mquinas (tritu-

radoras, molinos, compresores, etc.) puede quedar cerrada en

edificios donde no se realizan trabajos. Los protectores de

odo son necesarios si el personal entra en estas zonas. En

algunas reas se puede acondicionar pequeas salas de pro-

teccin para los operarios, a prueba de sonidos.

La forma ms apropiada para especificar el nivel sonoromximo en una fbrica de cemento es la de definir el lmite

sonoro para cada lugar de trabajo, y no un sonido mximo

para cada uno de los equipos. El objetivo general es el de

mantener la exposicin a ruidos al mnimo posible para cada

persona de la fbrica.

La exposicin media a sonidos se considera en base a un

da laboral (7 8 horas) dado que el personal estar presen-

te en varias secciones de la planta durante el da. Se debe

mantener el nivel medio equivalente de sonido por debajo de

85 dBA durante las ocho horas, para minimizar el riesgo de

daos al odo.

Contaminacin de sonido fuera de la planta

Los niveles sonoros fuera de la fbrica son difciles de fijar,

siendo el resultado del nmero total y ubicacin de todas las

fuentes de sonido. Los dos ejemplos del diagrama estn basa-dos en: 1) una planta antigua con edificios abiertos o semi-

abiertos y sin reduccin de sonidos y 2) una fbrica moderna

con maquinaria incluida en edificios y silenciadores en todos

los ventiladores.

Si todos los edificios se cierran, el nivel sonoro puede

reducirse en 10 20 dB. A cierta distancia de una fuente de

sonido relativamente pequea se reduce el mismo 6 dB cada

vez que se duplique la distancia. Sin embargo, en una planta

Octubre 2002

Nivel de ruidodBa

La amortiguacin externa de sonido depende de la distancia.

70

60

50

Distancia del eje del horno, en metros

90

80

50

40

100

Planta de cementosin medidas dereduccin de sonidoy edificios sin cerrar

Planta de cementocon medidas dereduccin de sonidoy edificios cerrados

200 300 400 500 600 700 800


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con muchas fuentes de sonido, esta norma requiere cierta dis-

tancia para ser totalmente efectiva, tal como se aprecia en el

diagrama.

Reduccin de nivel sonoro

La reduccin de sonido mediante la estructura de un edi-

ficio depende del peso por metro cuadrado y hasta qu punto

est abierta o cerrada la estructura:

Estructuras ligeras (parcialmente abiertas) de, por ejem-

plo, revestimiento metlico, generan una reduccin de

sonido de 8 12 dB, mnimo a baja frecuencia.

Con estructuras de peso medio (construcciones cerra-

das), tales como paneles tipo sandwich, con un ncleo

de aislamiento y placas metlicas a ambos lados, seobtienen 10 15 dB de reduccin de sonido.

Con estructuras pesadas (construcciones cerradas) tales

como paredes de ladrillos o de hormign se consigue

una reduccin de sonido de 20 30 dB.

El nivel sonoro dentro de un edificio, con paredes duras,

aumenta hasta 3 9 dB. Materiales gruesos, absorbentes de

sonidos (lana mineral) en las paredes podrn reducir consi-

derablemente el ruido creado por la reflexin.

Especificaciones de oferta

Las especificaciones de oferta deben indicar los niveles

sonoros mximos que afecten a vecinos y personal, en lugar

de ser un nivel general de 85 dB para todo tipo de equipo.

Esta exigencia no sera, de cualquier modo, factible segn lo

anteriormente indicado.

Cuando se prepara el layout de una nueva planta, se debetomar en consideracin la ubicacin de los departamentos de

mayor nivel sonoro y los caminos de acceso.

En fbricas existentes, la concienciacin de la emisin de

sonidos y las precauciones relevantes reducirn, en gran

medida, el riesgo de daar el odo del personal.

Octubre 2002

Eventuales mtodos de reduccin de niveles sonoros.

1. Silenciador en entrada y/o salida.

2. Cerramiento del sonido.

3. Aislamiento de sonido.

4. Maquinaria en salas separadas (en reas donde no se

trabaje).

5. Operadores en salas a prueba de sonidos.

6. Cambio de disposiciones de la maquinaria.

7. Partes antidesgaste a montar en el interior de descargas

metlicas o depsitos.

8. Material absorbente de sonido en paredes o techos en las

construcciones.

9. Silenciadores en paredes para la entrada/salida de aire de

refrigeracin.


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An increasing number of cement

plants are focusing on the envi-

ronmental aspects of production.

Noise created by machinery is

a highly topical issue, not least

because the European Union Ma-

chinery Directive requires a noise

declaration for all equipment

with a sound emission exceeding

70dBA.

By treating noise as a parameter in line

with any other specifications regarding a

particular piece of equipment, machin-

ery suppliers will aim at the lowest possi-

ble noise emission or else cement pro-

ducers will choose another process, type

of equipment or speed. Over the years,

noise has become a growing problem

due to higher production rates, larger

machinery and new technology, for ex-

ample the louder noise coming from

chutes due to the large limestone blocks

that can be fed to vertical mills. Vertical

mills, on the other hand, create lessnoise than ball mills.

If the production process does not allow

eliminating the noise, for example the

crushing of large rocks and the grinding

of raw materials or clinker, the machin-

ery may be enclosed within a building.

The measurement of noise

Noise measurement in the field is not

very precise (normally within the range

of +/- 3dB) as it is a function of many pa-

rameters such as location, background

noise, specific load conditions, speed

level and maintenance conditions. Noise

has to be measured with the process line

in full operation; it is not possible to shut

down part of the system or run without

load.

Some machinery suppliers measure

their equipment, for example compres-

sors, under "free field" conditions with-

out any sound reflecting walls. But once

the machine is installed in a room with

hard, sound-reflecting walls and ceilings

or if more than one machine is operating

at the same time, the noise level will in-

crease by 3-7 dB.

The effect on workers within the

plant

Most of the large and noisy machines

(crushers, mills, compressors, etc.) can

The effects of noiseat a cement plant

The basics of noiseThe sound level is measured in deci-

bel, in short dB. A 1 dB variation is

the lowest that the human ear can

detect. dB is normally measured

through a filter (A-filter) to resemble

the human ear, hence the expres-

sion dBA.

Noise is generally measured as

sound pressure as perceived by the

human ear. In some cases it is more

convenient to measure the sound

power level (the energy radiated

from the equipment). Some com-

puter programs use sound power to

assess environmental noise. Sound

pressure and sound power are both

measured in dB, but are not directly

comparable.

Special rules apply to the addi-

tion of noise. Two machines operat-

ing at the same noise level will in-

crease the overall level by 3 dB (80

dB + 80 dB = 83 dB). If the differ-ence between two noise sources is

10 dB or more, they will not raise

the overall noise level (80 dB + 70

dB = 80 dB).

Fluctuating noise levels. High

peaks such as explosions or impact

noise from the crusher are particu-

larly dangerous to the ear.dBA General environment Cement plant environment

140 Jet plane during take-off

110 Limestone crusher105 Rock concert Ball mill, chutes for hard, lumpy materials100 Shale and gypsum crusher95 Large fans, vertical mills90 Stereophonic music Compressor room, rotary blowers85 Minor fans with silencers

80 Inside car Belt conveyors7570 Screw conveyors6560 Office Control room555045 Living room Noise limit at plant fence4035 Bedroom

Noise levels under various conditions

be enclosed within buildings, which are

not working areas. Hearing protectors

are required if you enter such places. In

some areas, small noise-proof

booths/operator rooms may be provided

to protect the operators.

The most appropriate way to specify

the maximum noise level at a cement

plant is to define a noise limit for each

workplace, and not a noise maximum

from each piece of equipment. The over-

all aim is to keep noise exposure as low


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as possible for each person working at

the plant.

The average noise exposure should

be considered on a working day basis (7

8 hours), as the personnel will be pre-

sent in different sections of the plant

during the day. The average equivalent

noise level should be kept below 85 dBA

during eight hours to minimise the risk

of hearing damage.

Noise pollution outside the plant

Noise levels outside the plant can be dif-

ficult to assess, as they result from the

total number and location of all noise

sources. The two examples in the dia-

gram are based on 1) an oldish plant

with open or semi-open buildings and

no noise reduction and 2) a modern

plant with enclosed buildings and si-

lencers on all fans.

If the buildings are enclosed, the

noise level can be reduced by 10 20

dB. At a certain distance from a relatively

small noise source, the noise is reduced6 dB every time you double the distance.

But with a plant comprising many noise

sources, this distance rule requires a cer-

tain distance before it becomes fully ef-

fective, as will appear from the diagram.

Reducing the noise

The noise reduction resulting from a

building structure depends on weight

per square metre and how open or

closed the structure is:

Light-weight structures (partly open)

such as steel cladding generate 8-12 dB

noise reduction, lowest at low frequen-

cies.

Medium-weight structures (closed

construction) such as sandwich panels

with an insulation core and steel plates

on both sides, generate 10 - 15 dB noise

reduction.

Heavy-weight structures (closed con-

struction) such as brick walls or concrete,

External noise dampening depends on distance.

Distance from kiln axis in metres

90

80

70

60

50

40

50 100 200 300 400 500 600 700 800

Noise level

dBA

Cement plant without noise reduction measures and no covered buildings.

Cement plant with noise reduction measures and covered buildings.

generate 20-30 dB noise reduction.

Noise within a building with hard

walls increases up to 3-9 dB. Thick,

noise-absorbing materials (mineral wool)

on the walls will substantially reduce the

noise created by reflection.

Tender specifications

Tender specifications should state maxi-

mum noise levels that apply to neigh-

bours and personnel instead of being a

general level of 85 dB for all kinds of

equipment. Such a requirement

would in any case be impractica-

ble, as seen from the above.

When planning the lay-

out of a new plant,

consideration should

be taken to the location of

noisy departments and ac-

cess roads.

At existing plants, gen-

eral awareness of noise

emission and relevant pre-

cautions will greatly reduce

the risk of damage to the

ear.

Possible noise reduction methods:

1. Silencer on inlet and/or outlet

2. Noise enclosure

3. Noise insulation

4. Machinery in separate room

(Not working areas)

5. Operators to be in noise proof rooms6. Change arrangement of machinery

7. Wear parts on inside of steel chutes

or bins

8. Noise absorbing material

on building walls or

ceillings

9. Silencers in walls for

cooling air inlet/outlet


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DENMARK

F.L.Smidth

Vigerslev All 77DK-2500 Valby

Copenhagen

Tel: +45 - 36 18 10 00

Fax: +45 - 36 30 18 20

E-mail: [email protected]

INDIA

Fuller India Limited

Capital Towers

180, Kodambakkam High Road

Nungambakkam

Chennai 600 034

Tel: +91 - 44-252-191234

Fax: +91 - 44-2827-9393

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2040 Avenue C

Bethlehem, PA 18017-2188

Tel: +1 - 610-264-6011

Tel: +1 - 800-523-9482

Fax: +1 - 610-264-6170E-mail: [email protected]

Data in this brochure is intended for preliminary project planing only. Manufacturer reserves the right to modify equipment details and/or specifications without notice.

www.flsmidth.com

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