Como Reduzir o Ruído do Soprador Roots

Os sopradores Roots geram 85–100 dBA – suficientemente altos para exigir proteção auditiva e medidas de controlo de ruído. A principal fonte de ruído é a pulsação de pressão na descarga, com o ruído mecânico dos rolamentos e engrenagens a contribuir para o total. Os silenciadores são o método mais eficaz de redução de ruído, reduzindo-o em 15–25 dBA. Os invólucros acústicos proporcionam uma redução adicional de 10–25 dBA.

Com base em dados de campo de centenas de instalações, a seleção e instalação adequadas de silenciadores podem reduzir o ruído para níveis seguros (75–85 dBA) – cumprindo as normas de ruído da OSHA e da UE. Este guia abrange todos os métodos de controlo de ruído: silenciadores, invólucros acústicos, isolamento de vibrações, tubagens e manutenção.

Índice

• Porque é que os Sopradores Roots são Ruidosos?

• Fontes de Ruído

• Tipos de Silenciadores

• Seleção e Instalação de Silenciadores

• Invólucros Acústicos

• Isolamento de Vibrações

• Controlo de Ruído em Tubagens

• Manutenção para Redução de Ruído

• Conformidade Regulamentar

• Perguntas Frequentes

• Considerações Finais

Porque é que os Sopradores Roots são Ruidosos?

Os sopradores Roots são ruidosos devido à pulsação de pressão. Os sopradores Roots não têm compressão interna – na descarga, o ar de pressão mais elevada reflui para a cavidade do lóbulo, criando pulsos de pressão. Esta é a fonte de ruído dominante (70–80% do ruído total).

Níveis típicos de ruído:

• Soprador nu: 90–100 dBA a 1 metro

• Com silenciadores de admissão e descarga: 80–88 dBA

• Com invólucro acústico: 70–80 dBA

• Rotor helicoidal: 5–8 dBA inferior ao rotor reto

Com base em dados de campo, um soprador Roots a 8 psig produz 90–95 dBA – muito acima do limite de exposição de 85 dBA por 8 horas da OSHA. São necessários silenciadores para segurança do operador e conformidade regulamentar.

Fontes de Ruído

1. Pulsação (fonte dominante – 70–80% do ruído).
Os sopradores Roots não têm compressão interna. Na descarga, o ar de pressão mais elevada reflui para a cavidade do lóbulo – criando pulsações de pressão.

• 2 lóbulos: 4 pulsos/rotação – pulsação mais elevada

• 3 lóbulos: 6 pulsos/rotação – pulsação 30–50% inferior

• Helicoidal: descarga mais suave – pulsação mais baixa

2. Ruído mecânico (10–15%).

• Rolamentos: ruído de elementos rolantes

• Engrenagens: ruído de engrenamento dos dentes

• Motor: ruído da ventoinha, ruído elétrico

3. Ruído de fluxo de ar (5–10%).

• Turbulência na entrada

• Turbulência na descarga

• Ruído de tubagem

4. Ruído irradiado (5–10%).

• Vibração da carcaça

• Vibração da tubulação

• Vibração da fundação

Tipos de Silenciadores

1. Silenciadores reativos (amortecedores de pulsação).

• Use câmaras de expansão para atenuar a pulsação

• Mais eficaz em baixas frequências (frequências de pulsação)

• Normalmente utilizado no lado de descarga

• Sem meios internos para degradar

• Atenuação: 15–20 dBA

2. Silenciadores absorventes (absorção sonora).

• Utilizam espuma, fibra de vidro ou outro material absorvente

• Mais eficaz em altas frequências

• Normalmente utilizado no lado de entrada

• O meio degrada-se ao longo do tempo – requer substituição

• Atenuação: 10–15 dBA

3. Silenciadores combinados.

• Elementos reativos e absorventes

• Melhor desempenho geral

• Custo mais elevado

• Atenuação: 20–25 dBA

Comparação de silenciadores:

Seleção e Instalação de Silenciadores

Passo 1 – Determinar a atenuação necessária.
Atenuação necessária = (nível de ruído do soprador) – (nível de ruído alvo)
Exemplo: Soprador 95 dBA, alvo 85 dBA → atenuação de 10 dBA.

Passo 2 – Selecionar o tipo de silenciador.

• Entrada: absorvente (filtração + redução de ruído)

• Descarga: reativa ou combinada (amortecimento de pulsação)

Passo 3 – Dimensionar para caudal e pressão.
O silenciador deve suportar:

• Caudal (ACFM)

• Pressão (psig)

• Temperatura (°F)

• Queda de pressão (tipicamente 0,5–1,0 psig por silenciador)

Passo 4 – Verificar a queda de pressão.

• A queda de pressão do silenciador de admissão aumenta o vácuo ou reduz a pressão de admissão

• A queda de pressão do silenciador de descarga aumenta a pressão de descarga

• Típico: 0,5–1,0 psig por silenciador

Passo 5 – Verificar materiais.

• Padrão: aço carbono

• Corrosivo: aço inoxidável

• Alta temperatura: materiais adequados

Diretrizes de instalação:

• Silenciador de entrada: montar diretamente na entrada do soprador ou a menos de 45 cm

• Silenciador de descarga: montar a menos de 45 cm da descarga do soprador

• Os silenciadores devem ser suportados de forma independente

• Não utilize o silenciador como suporte de tubulação

• Permita acesso para manutenção

Invólucros Acústicos

O que é um invólucro acústico?
Uma caixa à prova de som que envolve o soprador e os silenciadores. Proporciona uma redução adicional de ruído para além dos silenciadores isoladamente.

Tipos de invólucro:

• Invólucro completo (cobre todo o conjunto do soprador)

• Invólucro parcial (cobre as fontes de ruído)

• Painéis modulares (pré-fabricados, montados no local)

Construção do invólucro:

• Painéis de aço com material absorvente de som

• Construção de parede dupla para maior atenuação

• Portas de acesso para manutenção

• Entrada e saída de ar de arrefecimento (com silenciadores)

• Janelas de visualização (opcionais)

Atenuação:

• Invólucro padrão: 10–15 dBA

• Invólucro resistente: 15–25 dBA

Quando utilizar:

• Limite de ruído abaixo de 80 dBA

• Soprador perto de escritórios ou residências

• Sem espaço para silenciadores maiores

• Vários sopradores numa área

Isolamento de Vibrações

Por que o isolamento de vibrações é importante:
A vibração transmite-se através da fundação e das tubagens – irradiando ruído. O isolamento reduz o ruído de estrutura.

Métodos de isolamento:

1. Almofadas de neopreno.

• Padrão para a maioria dos sopradores industriais

• Dureza Shore A 60

• Espessura de 20 mm

• Simples e económico

2. Isoladores de mola.

• Maior eficiência de isolamento

• Para aplicações sensíveis

• Mais caro

3. Conectores flexíveis.

• Tubagem de entrada e descarga

• A menos de 45 cm do flange do soprador

• Foles de borracha ou metal

• Reduz a vibração da tubagem

Diretrizes de isolamento:

• Utilize almofadas de neopreno sob a estrutura base

• Utilize conectores flexíveis na tubagem

• Isole os suportes da tubagem

• Evite ligações rígidas

Controlo de Ruído em Tubagens

Fontes de ruído em tubagens:

• Turbulência do fluxo de ar

• Transmissão de pulsação

• Ruído irradiado pelas paredes dos tubos

Métodos de controlo de ruído em tubagens:

1. Tubagens de maior diâmetro.

• Menor velocidade = menos turbulência

• Manter a velocidade abaixo de 3.000 pés/min

2. Conectores flexíveis.

• Isolar vibrações

• Reduzir a transmissão de ruído

3. Suportes de tubagem com isolamento.

• Almofadas de borracha sob os suportes de tubagem

• Evitar a transmissão de vibrações

4. Isolamento de tubagens.

• Revestimento absorvente de som nas tubagens

• Reduz o ruído irradiado

5. Evitar curvas apertadas.

• Utilizar cotovelos de raio longo

• Reduzir a turbulência

Manutenção para Redução de Ruído

Como a manutenção afeta o ruído:

1. Rolamentos.

• Rolamentos desgastados aumentam o ruído

• Substituir rolamentos a cada 40.000–50.000 horas

• Ouvir rangidos ou ruídos de rolamento

2. Folgas.

• Maior folga na ponta = mais pulsação = mais ruído

• Substituir rotores quando a folga exceder 0,35 mm

• Manter as folgas adequadas

3. Silenciadores.

• A espuma degrada-se (silenciador de entrada)

• Os defletores podem falhar (silenciador de descarga)

• Inspecionar silenciadores anualmente

4. Peças soltas.

• Parafusos soltos vibram

• Protetores soltos vibram

• Verificar e apertar ferragens

Lista de verificação de manutenção para controlo de ruído:

• Verificar e apertar ferragens

• Inspecionar a espuma do silenciador (substituir se degradada)

• Ouvir ruídos nos rolamentos

• Medir vibração

• Verifique se há guardas ou painéis soltos

Conformidade Regulamentar

Normas de ruído da OSHA:

• 85 dBA: Média ponderada no tempo de 8 horas – proteção auditiva necessária

• 90 dBA: Média ponderada no tempo de 8 horas – proteção auditiva obrigatória

• 115 dBA: Limite de pico – sem exposição sem proteção

Normas de ruído da UE:

• 80 dBA: Nível de ação – proteção auditiva fornecida

• 85 dBA: Nível limite – proteção auditiva obrigatória

• 87 dBA: Limite de exposição – deve ser reduzido

Lista de verificação de conformidade:

• Medir os níveis de ruído nas posições do operador

• Instalar silenciadores (entrada e descarga)

• Fornecer proteção auditiva

• Colocar sinais de aviso

• Formar os operadores sobre riscos de ruído

Perguntas Frequentes

1. Quanto ruído faz um soprador de lóbulos?
Soprador nu: 90–100 dBA a 1 metro. Com silenciadores de entrada e descarga: 80–88 dBA. Com invólucro acústico: 70–80 dBA. A OSHA exige proteção auditiva acima de 85 dBA para exposição de 8 horas.

2. Qual é a forma mais eficaz de reduzir o ruído de um soprador de lóbulos?
Silenciadores – os silenciadores de entrada e descarga são o método de redução de ruído mais eficaz. Redução total: 15–25 dBA. Invólucros acústicos adicionam mais 10–25 dBA.

3. Qual é a diferença entre silenciadores de entrada e descarga?
Os silenciadores de admissão reduzem o ruído do ar que entra no soprador – normalmente do tipo absorvente com elemento filtrante. Os silenciadores de descarga reduzem o ruído de pulsação da descarga – normalmente do tipo reativo ou combinado.

4. Quanta redução de ruído os silenciadores proporcionam?
Silenciador de admissão: 10–15 dBA. Silenciador de descarga: 15–20 dBA. Combinação: 20–25 dBA. Total com admissão + descarga: redução de 15–25 dBA.

5. Preciso de silenciadores tanto na admissão como na descarga?
Sim – para uma redução eficaz do ruído. O ruído de admissão e o ruído de descarga são ambos significativos. Os silenciadores de admissão também fornecem filtração. Os silenciadores de descarga também amortecem a pulsação.

6. O que é um invólucro acústico?
Um invólucro acústico é uma caixa à prova de som que envolve o soprador e os silenciadores. Proporciona uma redução adicional de ruído de 10–25 dBA. Utilizado quando os silenciadores por si só não conseguem cumprir os limites de ruído.

7. Como é que o número de lóbulos afeta o ruído?
O lóbulo triplo é 5–8 dBA mais silencioso que o lóbulo duplo. O lóbulo triplo tem 6 pulsos por revolução contra 4 do lóbulo duplo – fluxo mais suave, menos pulsação. Os rotores helicoidais são mais 5–8 dBA silenciosos.

8. O VFD reduz o ruído?
Sim – o VFD reduz o ruído a velocidades mais baixas. A 80% da velocidade, o ruído é significativamente menor. A 50% da velocidade, o ruído é muito menor. O VFD também proporciona arranque suave – sem choque mecânico.

9. Com que frequência devo substituir a espuma do silenciador?
A espuma do silenciador de entrada dura normalmente 12–24 meses. Calor, humidade e contaminação por óleo degradam a espuma. Inspecione anualmente. Substitua se estiver a desfazer-se, saturada de óleo ou danificada pela água.

10. Qual é o custo dos silenciadores?
Silenciador de entrada: $500–800 (4 polegadas). Silenciador de descarga: $600–1,000 (4 polegadas). Silenciador combinado: $1,000–1,800. Invólucro acústico: $3,000–10,000.

11. Posso reduzir o ruído sem silenciadores?
Os silenciadores são o método mais eficaz de redução de ruído. Outras medidas: colocar o soprador longe dos trabalhadores, usar invólucro acústico, instalar conectores flexíveis, isolar vibrações, usar tubagens maiores. Mas os silenciadores são o principal controlo de ruído.

12. Como medir o ruído de um soprador de lóbulos?
Utilize um sonómetro (Tipo 1 ou 2). Meça a 1 metro do soprador. Meça na posição do operador. Siga as normas ISO 2151 ou ISO 3744. Meça à pressão e velocidade nominais.

13. Qual é o design de soprador de lóbulos mais silencioso?
Lóbulos helicoidais de três lóbulos com silenciadores de entrada e descarga e invólucro acústico. Os rotores helicoidais reduzem a pulsação. Os silenciadores reduzem o ruído. O invólucro proporciona redução adicional. Ruído total: 70–75 dBA a 1 metro.

14. Os rotores helicoidais justificam o custo extra?
Sim – para locais sensíveis ao ruído. Os rotores helicoidais aumentam o custo do soprador em 25–35%, mas reduzem o ruído em 5–8 dBA. O custo justifica-se para instalações interiores, sopradores perto de escritórios ou residências e conformidade com o ruído.

15. O que devo fazer se o meu soprador ficar subitamente mais barulhento?
Verifique os silenciadores – degradação da espuma ou falha do defletor. Verifique os rolamentos – o desgaste aumenta o ruído. Verifique se há peças soltas. Inspecione as folgas – o aumento da folga aumenta a pulsação. Investigue imediatamente – um aumento súbito de ruído indica um problema.

Considerações Finais

Após décadas a gerir o ruído de sopradores de lóbulos, aqui está o meu conselho prático:

Os silenciadores são obrigatórios – não opcionais.Os sopradores Roots geram 90–100 dBA sem silenciadores – excedendo os limites de ruído da OSHA. Silenciadores de entrada e descarga são necessários para a segurança do operador e conformidade regulatória.

O de três lóbulos é mais silencioso do que o de dois lóbulos.A diferença de 5–8 dBA é significativa. Para novas instalações, especifique sempre três lóbulos. Para locais sensíveis ao ruído, especifique rotores helicoidais para uma redução adicional de 5–8 dBA.

A manutenção preserva a redução de ruído.Rolamentos desgastados, espuma do silenciador degradada e folgas aumentadas aumentam o ruído. A manutenção regular mantém o ruído nos níveis de projeto.

A conclusão.A redução do ruído dos sopradores de lóbulos requer uma combinação de métodos: silenciadores (primários), design de três lóbulos, invólucro acústico e manutenção regular. A Zhanggu e outros fabricantes fornecem opções de silenciadores e dados de ruído. O investimento no controlo de ruído protege os trabalhadores e garante a conformidade.