Hace poco vimos en Motor1 Argentina la presentación local de los nuevos Mercedes-Benz Actros. Esos camiones color bordó no se nos olvidan; por eso los relacionamos con lo que viene a continuación; un texto publicado en Daimler Magazine, la revista oficial del Grupo Daimler, realizado por Holger Mohn, el cual nos ilustra sobre la minuciosa labor que hay detrás de volver más amigable el sonido que emite un vehículo comercial. Hay reglas, hay normas, hay criterio, hay ingeniería, y hay diseño. Un paisaje campestre, una postal rural alemana es el sitio donde se enclava una pista para ensayar, oír y afinar a estos nobles instrumentos de trabajo. Bienvenidos a Münsingen.

 

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La nueva banda sonora

En el pasado, sabíamos que se acercaba un camión mucho antes de que lo viéramos. Habría un sonido de gruñido profundo para avisarnos con suficiente antelación. Y sí, ese sigue siendo el caso, pero gracias a una gran cantidad de innovaciones dentro y fuera de los vehículos, el intervalo entre escuchar el camión y verlo es cada vez más corto, y para algunos tipos de motores, es prácticamente inexistente. Lo que plantea la pregunta: ¿Qué tan ruidoso o qué tan silencioso debe o puede ser un vehículo comercial? Para responder a esa pregunta, los ingenieros de Daimler Trucks escuchan con mucha atención cuando los camiones y autobuses Mercedes-Benz pasan por sus micrófonos en el nuevo sitio de medición acústica en Münsingen.

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En la legislación o al establecer normas y reglamentos, los valores umbral ayudan enormemente porque proporcionan cantidades mensurables que deben cumplirse, sirven como medio de orientación para todos los involucrados. Hay una gran cantidad de estas reglas para los fabricantes de vehículos comerciales. Especifican qué tipo de emisiones del motor están permitidas, por ejemplo, y en qué cantidades. O indican qué tan pesado, qué tan largo o qué tan ruidoso puede ser un vehículo.
 
El cumplimiento de los umbrales de ruido, en particular, es tan importante como siempre. Para asegurarse de que sus camiones y autobuses cumplan con estos requisitos, los expertos en acústica de Daimler Trucks investigan rutinariamente el mundo de las ondas sonoras. En este  sitio de medición acústica con certificación ISO para vehículos comerciales en Münsingen, verifican si los nuevos modelos o las nuevas variantes de motor y escape de los vehículos Actros y otras marcas de Daimler cumplen los límites de emisión de ruido prescritos por la ley. Y para eso, una cosa es especialmente importante: el silencio. 

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Pruebas en las tranquilas montañas del Jura
Una ligera brisa fluye a través de las hojas amarillas de otoño en las copas de los árboles en una antigua zona de entrenamiento militar de la Bundeswehr. Lo único que interrumpe el silencio es el balido ocasional de las ovejas, de las cuales hay aproximadamente 25.000 pastando aquí y allá en este sitio de casi 6.500 hectáreas en la región del Jura de Suabia. "El ruido de fondo aquí es de aproximadamente 35 a 40 dB (A), por lo que generalmente es lo suficientemente silencioso para las mediciones de camiones eléctricos", comenta Kamal Idrisi, líder del equipo de la unidad de ruidos exteriores en Daimler Trucks. 

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 Estas son las condiciones perfectas para los ingenieros de Daimler (en este momento). Pero pronto, sin embargo, el clima será demasiado húmedo, frío y cambiante. "A temperaturas por debajo de cinco grados Celsius, no se permiten mediciones acústicas, y estamos casi en ese punto aquí en el sitio de prueba, que está a unos 750 metros sobre el nivel del mar", dice Uwe Bickel (a la derecha en la foto que sigue). Un supervisor de taller en Daimler Trucks, Bickel monitorea los sistemas de medición especiales en los camiones cuando hacen sus rondas en la pista de medición acústica recientemente abierta.

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Una pista para oír 
Este emplazamiento consta de una carretera asfaltada parcialmente calefactable de aproximadamente 500 metros de longitud con dos círculos de giro, otros 250 metros de pista de subida, una zona de aparcamiento y una estación de medición. El asfalto está certificado según ISO 10844 con un control de calidad que se realiza cada dos años. En los conductos debajo de la carretera, hay kilómetros de cables de conexión para enlaces a estaciones meteorológicas, sensores fotoeléctricos, micrófonos y otros componentes de medición. “Esta es una gran ventaja en comparación con nuestra pista anterior, donde siempre teníamos que configurar todo el equipo nuevamente antes de cualquier prueba de funcionamiento. Aquí todo está preinstalado. Y con el sistema de calefacción para la carretera, siempre podemos realizar nuestras mediciones en una superficie seca que cumpla con las especificaciones legales ”, dice Idrisi, quien trabajó para Daimler Trucks en China durante muchos años y ayudó a establecer un centro de pruebas para Beijing Foton Daimler Automotive (BFDA).

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Más silencioso en la fase tres
En las pruebas de homologación para vehículos con motor de combustión según UN / ECE 51.03, dos micrófonos de alta sensibilidad se colocan a una distancia de siete metros y medio a la izquierda y derecha de la pista de conducción en el centro del área de medición. En estos puntos, el sonido medido no debe exceder el valor máximo permitido, una cantidad que varía según el modelo del vehículo y la potencia del motor. La norma ECE que debe cumplirse se ha armonizado en todo el mundo en su mayor parte; existen límites menos estrictos en casos aislados. La norma ha estado en vigor desde 2016 y se divide en tres fases: En la fase actual, fase dos, los vehículos pesados ​​con una potencia nominal superior a 250 kW (335cv) no deben ser más ruidosos que 81 decibeles cuando pasan. Para camiones más pequeños de hasta 135 kW, (181cv) el umbral es actualmente de 75 dB (A). En la fase tres, que está programada para comenzar en 2026, no se permitirían más de 79 o 74 dB (A). "Si estos límites no se cumplen en la inspección por parte de la autoridad de certificación TÜV, entonces no podemos vender el camión", dice Idrisi, explicando las repercusiones comerciales.
 
De acuerdo con el estándar ECE, los ingenieros miden un "pase acelerado". Un camión cargado, simulado en las pruebas con un peso en el eje trasero, se conduce a una velocidad constante del motor y del vehículo hacia la zona de medición. A partir de cierto punto, el conductor capacitado acelera 20 metros más una longitud de vehículo. Cuando sale de la zona de medición, el camión debe alcanzar la velocidad legalmente requerida de aproximadamente 35 km / h. “La maniobra no es la cosa más fácil del mundo. Cuando entran, los conductores deben poder estimar con precisión cuál será su velocidad cuando salgan ", dice Bickel.
 
Se supone que el escenario de prueba representa un "entorno de ruido urbano", donde los peatones y los residentes están expuestos a muchas fuentes de ruido. Además del paso acelerado, los ingenieros también miden otras características, como el ruido generado por el freno motor o el sistema neumático. Todas las inspecciones de TÜV se llevan a cabo a cielo abierto en Münsingen. 

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La estación de medición se convierte en cabina de escucha
Los altavoces se utilizan para transmitir el ruido del vehículo a la estación de medición, que tiene una ventana frontal en un ángulo plano a la pista de medición para minimizar cualquier interferencia potencial de los sonidos reflejados. Esto también es un requisito de la norma: no se permiten reflejos dentro de un radio de 50 metros de los micrófonos. Antes de que los datos se sometan a un análisis digital, el ingeniero mecánico Christian Richter primero presta mucha atención a los sonidos en la estación de medición, que sirve como una especie de cabina de escucha. “Este es un trabajo que entrena su sentido del oído. Si hay un traqueteo en alguna parte, normalmente ya tengo una idea de dónde podría estar la fuente del ruido. O puede saberlo basándose en las frecuencias. Un ruido transmitido por la estructura de una conexión mecánica suena diferente a una resonancia o un ruido generado por flujo ".
 

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A bordo en cada fase de un proyecto
Justo antes de una inspección de TÜV, la música que se escucha en la "cabina de escucha" consiste en nada más que tonos intermedios suaves y sutiles. Pero el sitio de medición en Münsingen también se usa cuando la orquesta todavía está ensayando. Cada vehículo es monitoreado por ingenieros acústicos en el curso de su desarrollo. "Estamos a bordo durante cada fase del proyecto, verificando si cada etapa de desarrollo satisface los requisitos reglamentarios", dice Idrisi, quien obtuvo un doctorado en el estudio de ruidos interiores en aviones para la agencia espacial estadounidense NASA.
 
Si un vehículo excede un límite durante las pruebas, los ingenieros utilizan técnicas como análisis de frecuencia, ubicación de sonido o recintos de fuentes de ruido secundarias. “De esta manera, podemos filtrar si el tren de transmisión, por ejemplo, es la fuente del ruido”, dice Idrisi. Luego, los resultados se transmiten a la unidad de desarrollo correspondiente, que trabaja con los ingenieros de sonido para desarrollar posibles soluciones.

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Visualización de sonidos
E incluso después de que los modelos de vehículos hayan sido aprobados por TÜV, los camiones aún deben probarse periódicamente en la pista de medición acústica. Se vuelven a probar, por ejemplo, cuando se introducen nuevas variantes de motor o sistemas de escape, o cuando se someten a cambios de estilo. Incluso los cambios en el software de control pueden dar lugar a diferentes valores de sonido. “En estos casos, solemos probar con modelos que probablemente estén más cerca de los umbrales relevantes, como un tractor semirremolque con una distancia entre ejes corta y una cabina del conductor corta, que tiene una mayor tendencia a ser problemático acústicamente que el modelo estándar. ”, Dice Bickel.
 
Cuando intentan localizar fuentes de sonido, los ingenieros utilizan lo que se llama una "matriz acústica" en lugar de solo dos micrófonos. La matriz es un sistema de localización de sonido con 42 micrófonos dispuestos en semicírculo. Cuando un camión pasa junto a la matriz, el software traduce las señales de los micrófonos individuales en un modelo digital en 3D. Para el profano, el resultado es una imagen compleja, pero los expertos en sonido pueden usarla para identificar rápidamente la ubicación de un ruido. “Con el sistema de localización por sonido, podemos rastrear el ruido con gran precisión”, dice Christian Richter. 

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¡Más fuerte!
Cuando se trata de vehículos eléctricos, los ingenieros se han enfrentado recientemente al problema opuesto. En el caso de los camiones eléctricos, lo importante es asegurarse de que estos vehículos sean lo suficientemente ruidosos como para ser notados a tiempo por los peatones y otros usuarios de la vía. Por lo tanto, los vehículos eléctricos deben generar más de un cierto nivel mínimo de ruido. Los umbrales se especifican en el Reglamento 138 de la CEPE / ONU sobre “Vehículos de transporte por carretera silenciosos”: a 10 km / h, el mínimo es 53 decibeles, ya 20 km / h, los vehículos deben alcanzar los 59 (A) decibeles. Las velocidades más altas no están correlacionadas con los umbrales mínimos, porque los ruidos de los neumáticos y el viento son dominantes a tales velocidades. Además, los ingenieros miden el sonido de un vehículo eléctrico que se mueve en reversa a 6 km / h. En este caso, se requieren al menos 50 dB (A). “En las inspecciones del TÜV para vehículos eléctricos, los micrófonos se ubican a solo dos metros del carril de conducción. No es tan fácil atravesarlos en reversa ”, dice el supervisor del taller Bickel. Además, estos vehículos se miden a velocidades constantes y no en aceleración, porque en el caso de los camiones eléctricos, el foco no está en la contaminación acústica sino en la seguridad vial.
 
Si un vehículo eléctrico no alcanza los valores especificados en el reglamento, debe estar equipado con un sistema de alerta acústica de vehículos, o AVAS. El reglamento especifica con gran detalle cómo debería sonar un AVAS y cómo no debería sonar. Esto se aplica, por ejemplo, al volumen mínimo y máximo de los sonidos, así como a ciertos componentes de sonido.
 
"La acústica de nuestros vehículos es muy importante para la forma en que se perciben", dice Kamal Idrisi, refiriéndose a los ruidos exteriores e interiores. "Esto a menudo se subestima, pero un conductor de camión que está sentado en una cabina silenciosa se siente mejor, experimenta menos estrés, está más relajado y conduce con mayor seguridad".

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