Ruido de los automóviles

Los niveles de ruido del interior de los vehículos de pasajeros han ido disminuyendo durante años. Parte de esta comodidad proviene de la reducción del ruido en la cabina, lo que no es una tarea fácil. El truco consiste en permitir solo ruidos que no sean objetables en el habitáculo. La emisión de ruido de los vehículos de crucero consiste esencialmente en:

ruido de neumáticos / carretera
ruido de la transmisión / motor (motor con sistema de admisión y escape, etc)
ruido aerodinámico

Los motores y las transmisiones se han vuelto más silenciosos debido a muchos años de trabajo de ingeniería y también se ha reducido el ruido de los neumáticos, al menos el ruido que llega al habitáculo, cambiando la suspensión, por ejemplo. En consecuencia, el ruido aerodinámico de los vehículos terrestres se ha vuelto dominante a velocidades de conducción superiores a 100 km/h tanto en ruido interior como exterior. Automotive noise is a complex, multidisciplinary problem involving fluid-structure interactions, or pyschoacoustics for example. The problem is also significantly different whether the interior or the exterior noise is studied. The principal issue for car manufacturers is certainly the comfort enhancement, to increase passengers’ well being and reduce in-cabin noise. Moreover, different ways of transmission can be distinguished:

direct radiation inside the car
vibrational excitation of the different walls like the windows
excitation of the gaps (door seals, rain gutters, etc)

Fuentes aeroacústicas Las diferentes fuentes de ruido aerodinámico se pueden clasificar en:

Ruido del viento de los componentes aerodinámicos (espejo retrovisor, limpiaparabrisas, sistema de soporte de techo, ...)
Ruido de la cavidad (sacudidas del techo corredizo, ventana abierta, cavidad de la puerta, canalón ...)
Ruido de la capa límite (presión turbulenta de la pared en la ventana lateral, parabrisas, ...)
Ruido del ventilador y ruido interno (sistema de refrigeración del motor, ventiladores, ventiladores axiales, ...) contribuyente al ruido del viento.

A veces se utilizan formas elegantes, aletas añadidas y orificios colocados estratégicamente para permitir que el aire fluya suavemente alrededor del espejo para reducir este componente de ruido. Una gran parte del ruido del flujo proviene de fluctuaciones turbulentas en el flujo de aire desde la base del parabrisas hasta el poste de la puerta detrás del conductor. Esto no es sorprendente, ya que esta es el área donde hay muchos cambios de ángulo corporal, muchas aberturas y muy cerca de nuestros oídos. Se utilizan algunos otros trucos para reducir el ruido del viento. Las antenas del techo a veces están girando en espiral para reducir la coherencia de la estela cercana que es difractada por el cuerpo en forma de cilindro. Los limpiaparabrisas se colocan debajo de la corriente de aire principal que sale del capó para eliminar la interacción con la turbulencia del flujo. Los pilares del parabrisas están en ángulo para dirigir el aire suavemente alrededor de la carrocería. Se colocan sellos adicionales para reducir la transmisión de ruido hacia el compartimiento de pasajeros. El objetivo de la conferencia es ofrecer una visión general de las fuentes de ruido aerodinámico inducidas por componentes de automoción. Los nuevos avances en enfoques experimentales y numéricos se destacan a lo largo del texto proporcionando ejemplos en la literatura publicada. Estas referencias sirven para ilustrar el estado actual de la técnica, pero el trabajo citado no es en absoluto exhaustivo. Es difícil realizar una revisión completa ya que el campo es muy grande y los fabricantes de automóviles no publican algunos resultados importantes. El objetivo principal es más bien proporcionar un análisis de la naturaleza y la localización de las diferentes fuentes de ruido. El diseño de nuevas estrategias de control, basadas en optimizaciones muy precisas, se basa de hecho en una mejor comprensión de los mecanismos de generación de ruido.

Podemos señalar que no es fácil establecer una jerarquía clara entre las diferentes fuentes de ruido de los automóviles. Sin duda, esto se debe a que la situación está cambiando entre los diferentes modelos de automóviles, y también a que esto puede constituir un tema estratégico para los fabricantes de automóviles, que no quieren brindar este tipo de información a una empresa rival. De hecho, los fabricantes están poniendo mayor énfasis en la reducción del nivel de ruido de la cabina, por lo que esta reducción de ruido se ha convertido en una consideración de diseño crítica. Esta mejora de la comodidad es ahora un punto de venta. A instancias de la industria del automóvil, se han logrado muchos avances en la comprensión de la naturaleza y localización de las fuentes de ruido. Las fuentes son directas cuando el ruido aeroacústico se transmite directamente en el habitáculo. Este es el caso del ruido del viento del espejo retrovisor, del golpeteo del techo corredizo o de las ventanas, o de las emisiones acústicas por sistema de ventilación, por ejemplo. La fuente indirecta consiste en la excitación de las vibraciones estructurales por la carga de presión debido al propio flujo, o la estela de los retrovisores o limpiaparabrisas. Esta segunda clase de fuentes no es puramente aeroacústica sino que pertenece al ruido inducido por el flujo.