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
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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.
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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
E-mail: [email protected]
USA
F.L.Smidth Inc.
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
NORDI
SKM
IL
JMRKN
ING
541
TR YKSAG
202
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ISO
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