Mejorar el confort acústico en automoción con soluciones de poliamidas de altas prestaciones

Richard Bourdon
Dr. Ingeniero Responsable Marketing Automóvil
26/11/2007
Rhodia Engineering Plastics ha desarrollado conocimientos únicos y específicos para acompañar a los fabricantes y proveedores de equipos en su búsqueda de un mayor confort acústico en el vehículo. En su Plataforma Acústica, la compañía ha desarrollado sus propios métodos específicos de evaluación para disponer así de una base de datos única de propiedades acústicas. En ella se pueden encontrar las propiedades visco elásticas y otras acústicas fundamentales para una amplia gama de materiales, incluidas las poliamidas. Esta herramienta, junto al conocimiento real del fenómeno acústico, permite a los equipos de nuestra compañía recomendar los materiales más adecuados para responder a requerimientos acústicos específicos. Con la capitalización de sus conocimientos en este campo y en el de la formulación, hemos desarrollado nuevos grados acústicos que permiten una significativa reducción del nivel de ruido. Estas soluciones innovadoras abren la vía para la optimización de diseño y reducción de costes en diferentes aplicaciones que contribuyen a confort acústico del vehículo.
Las piezas de plástico de un vehículo están expuestas a diversos componentes de ruido y vibración que generan problemas acústicos.

Para ello hemos implementado sistemas de clasificación de materiales para trabajar específicamente en cualquier tipo de transferencia o atenuación de energía acústica, como aislamiento acústico, ruido estructural, o absorción de sonido.

Un especial conocimiento del material

Propiedades visco-elásticas

La medida de las propiedades visco-elásticas (rigidez y amortiguación del material mismo) es un paso fundamental para entender el comportamiento vibro-acústico del material. Permite a nuestros ingenieros cuantificar la influencia de varios parámetros (polímero, naturaleza y contenido de cargas, tasa de humedad, temperatura, frecuencia, etc.) en las propiedades del material y de clasificar las poliamidas en una base de datos. Estas propiedades las utilizan por ejemplo nuestros equipos de análisis por elementos finitos para precisar los cálculos de respuesta harmónica o acústica.

Ruido estructural

Para profundizar en su análisis del comportamiento acústico de materiales, Rhodia Engineering Plastics ha desarrollado un método para caracterizar el ruido estructural del material, analizando la radiación acústica generada por vibración de muestras excitadas por un vibrador.

En este caso, las muestras desempeñan la misma función que un altavoz. Las variaciones significativas de los niveles globales de ruido observados en las diferentes formulaciones demuestran la importancia de la elección del material adecuado, especialmente para los componentes expuestos a altos niveles de vibración.

Todos los resultados de estas medidas alimentan una base de datos vibro-acústica propia para cumplir los requerimientos de confort acústico del mercado automóvil. Los datos pueden así directamente introducirse en programas para mejorar las prestaciones acústicas de componentes específicos.

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Factor de transmisión de perdida

El método para caracterizar el aislamiento acústico que hemos desarrollado, utiliza cámaras de reverberación de sonido. Los medios de evaluación y las condiciones de medida (cámaras acústicas, muestras de ensayo, fuente de sonido) fueron diseñados específicamente para elaborar una base de datos que permita una comparación pertinente entre diferentes materiales.

El proceso de decisión y de elección del producto se ve por tanto facilitado ya que pueden existir importantes variaciones entre dos formulaciones diferentes de poliamida o más generalmente entre dos materiales diferentes.

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Una plataforma de desarrollo completa

Se ha desarrollado una plataforma completa para apoyar el diseño de piezas con un conjunto de herramientas que van desde el diseño hasta los ensayos finales. Por una parte, programas de simulación permiten analizar las prestaciones de componentes como tapas de culata y ofrecen soluciones para optimizar su geometría. Por otra parte, técnicas de medida de sonidos en cámaras acústicas ayudan en la validación de los diseños en cuanto las piezas prototipo estén disponibles. Numerosos estudios recientes han demostrado la eficacia de estas herramientas para el diseño de componentes como tapas de motor, tubos de aire, colectores de aire, tapas de culata y tapas de distribución consiguiendo un alto confort acústico, manteniendo el control sobre los tiempos de desarrollo del producto. Posteriormente, por medidas realizadas a bordo del vehículo, nuestros ingenieros pueden confirmar sus proposiciones y recomendaciones relativas a temas acústicos en entorno real.

Nuevas soluciones con nuevos materiales

Con la combinación de sus conocimientos en vibro-acústica y en formulación de materiales, Rhodia

Engineering Plastics ofrece al mercado 2 nuevas referencias de poliamidas diseñadas para reducir las molestias relacionadas con ruidos.

Estos nuevos grados ofrecen más de 4 dB de mejora en comparación con otros plásticos técnicos como PP o PA cargados con fibra de vidrio.

Gracias a la mejora del aislamiento acústico, Technylstar S218 dB1 M50 y Technylstar S218 dB2 MV60 permiten eliminar componentes acústicos de mayor coste como espumas o capas pesadas, sin afectar las prestaciones acústicas de sus sistemas y mejorándolas en ciertos casos. Estas soluciones pueden por tanto proporcionar un ahorro de costes significativo, combinado con una nueva libertad de diseño.

Como solución mono-materia, estos dos grados facilitan el reciclaje de piezas que tienen que cumplir con requerimientos de aislamiento acústico comparado con soluciones multi-materiales utilizadas ahora.

Las mencionadas referencias no solo contribuyen a la mejora del confort del pasajero, sino que ayudan a cumplir las normas relativas al ruido ambiental y de reciclaje.

Nuestros ingenieros en el centro acústico de Lyon, Francia, han demostrado que estos grados pueden optimizar las prestaciones acústicas de cualquier aplicación que requiere un alto nivel de aislamiento acústico.

Obturadores, sistemas de tapas de motor, tapas de distribución o tubos de aire en automoción, pero también en sistemas de aparatos eléctricos o aisladores acústicos en la construcción, son aplicaciones que se están rediseñando con estas innovadoras soluciones.

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Trabajo presentado en las 9as. jornadas de plásticos en automoción organizadas por el Centro Español de Plásticos

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