El ambiente urbano genera y padece ruidos originados por su actividad, con variadas fuentes de ruido. Una de ellas son los transformadores eléctricos que reducen de a pasos las altas tensiones generadas en las centrales eléctricas hasta llegar a las de consumo domiciliario.

Estas subestaciones se ubican en medio urbano por razones de costos y eficiencia, lo que hace que se puedan constituir en fuentes molestas de ruido en viviendas próximas. Las más comunes, al menos en el ámbito donde las distribuidoras son EDENOR y EDESUR, contienen dos o más transformadores de 40, 60, 80 MVA y más, llegando a 300 MVA.

Básicamente son de dos tipos: planta abierta y planta cerrada. Las primeras tienen a sus transformadores sin más contención que el llamado muro cortafuego que se ubica entre ellos por razones de seguridad (ver Figura 1). El resto de los lados están abiertos. Las segundas tienen a sus transformadores en boxes cerrados con una entrada de aire inferior y salida superior para la venti­lación que necesitan (ver Figura 2), ambas son puntos débiles para contener al ruido.

Figura 1. Subestación eléctrica abierta mostrando dos muros cortafuegos

Figura 2. Box con transformador con “cuello de cisne” como salida de aire.

La principal fuente de ruido de estas unidades es el ruido tonal que se genera en su núcleo, debido al fenómeno de magnetos­tric­ción[i] y que tiene al doble de la frecuencia de línea como su primer y principal tono. En Argentina es de 100 Hz y también son notables sus primeros múltiplos (ver Figura 3). Una se­gunda fuente de ruido es el de los ventiladores ado­sados a los lados del transformador, nece­sarios para su ventilación, aunque en ciertas condi­ciones de temperatura pueden estar sin funcio­nar.

El ruido del transformador no es sim­ple de atenuar por su condición de ruido tonal en fre­cuencias bajas. Los límites actuales de inmisión sonora en viviendas tienen en cuenta la con­dición tonal de un ruido penando su percepción. Por el contrario, el ruido de los ventiladores es un continuo típico de esos equipos, que se suman obviamente a los anteriores.

Figura 3. Espectro del ruido de un transformador, destacando los picos en las bandas de 100, 200 y 315 Hz

Decibel Sudamericana S.A. tuvo que atender los problemas de ruido originado por varias subestaciones de Edesur y Edenor, todas adjudicadas por concurso. Una de las primera fue la  sub­estación transformadora N° 133 “Austria” ubicada en la calle Austria 2049, construida por Alstom (anteriormente Alsthom, posteriormente GEC-Alsthom) para Edenor, la que fue inau­gu­ra­da en noviembre de 1997 en medio urbano con una ubi­ca­­ción muy sensible dentro de la Ciudad de Buenos Aires (ver Figura 4).

Figura 4. Fotografía de la subestación, tomada de Google Earth

Se trata de una construcción que incluye dos boxes con planta rectangular de 9 m x 6 m y altura variable de hasta 8 m, a partir de la que se inicia un “cuello de cisne” que sirve de con­ducto de salida de aire. A su vez, el aire ingresa impul­sa­do por ventiladores, desde el subsuelo a través de un piso de rejas. Estos boxes están cerrados en 3 de sus lados por paredes de hormigón y un cuarto con una pared hermética desmontable para per­mi­tir ingreso y egreso del transformador.

Cada box aloja un transformador de 80 MVA. Los niveles sonoros medidos para unidades si­milares en planta abierta son del orden de unos 80 dBA según punto de medición y carga de trabajo.

Los objetivos acústicos planteados fueron permitir el funcionamiento continuo de la sub­estación en cualquier condición de carga y horario, sin afectar por ruidos a las viviendas vecinas (edificios de varios pisos) de acuerdo con las limitaciones de la norma IRAM 4062 (equivalente a la ISO 1996) y la Ordenanza Municipal N° 33.701, vigentes al momento del trabajo.

El tratamiento fonoabsorbente superficial con placas Sonex de Illbruck (anteriores a las Fonac usadas en los trabajos posteriores) que tienen un índice NRC > 0,70, permitió regenerar en el interior de los boxes niveles sonoros del mismo orden que los medidos en espacio abierto, valores sobre los cuales se diseñaron los tratamientos de atenuación sonora hacia el exterior.

Para la pared desmontable se empleó un sistema de placas dobles de hormigón alivianado que se deslizan sobre guía “ad hoc”, con un índice de reducción acústica compensado R_W = 45 dB. La sa­lida superior contó con un divisorio intermedio (incluyendo la clapeta superior de cierre para in­cen­dio) ac­tuando como silenciador, con una longitud de 3 m y re­ves­timiento en el resto de conducto (ca. 3 m) hasta la salida lateral con el mismo material de los boxes. Las predicciones de pérdida por in­serción se basaron en el modelo de Bolt Beranek & Newman (BBN)[[i]] teniendo en cuenta las frecuencias propias de los transfor­madores más que la de los ventiladores[[ii]].

En la entrada bajo el nivel del piso, se generó una cámara de muy bajo tiempo de reverbe­ra­ción con bafles Bel absorbentes suspendidos de la reja, orientado tanto a la atenuación de los ventila­dores como de los transformadores.

El resultado final puede resumirse en la opinión del comitente en su publicación (EDENOR, Flash Informa­tivo, N° 11, 13/10/1997): “Austria: Se han recibido numerosas felicitaciones por parte de vecinos de la zona donde está ubicada la nueva subestación Austria. … y que su perfecta aislación acústica ha provocado que los vecinos se refieran a ella como la ‘subestación silenciosa’. Todos estos elementos han posibilitado que los vecinos, a pesar de su desconfianza inicial, la hayan aceptado e integrado a su barrio solicitando incluso se les permita visitarla y conocer de esta manera algunos de los elementos tecnológicos que contribuyen a mejorar su calidad de vida.”

Este tratamiento aplicado por primera vez a una subestación del tipo descripto, no solo re­sultó satis­fac­torio, sino que permitió su aplicación a numerosas subestaciones ubicadas en el ámbito del AMBA, incluyendo a la mayor subestación de este tipo que en ese momento estaba en ejecución en medio urbano (600 MVA) por la misma Alstom (a la sazón, GEC Alsthom). Su tratamiento se describe en una nota separada de ésta.

Lic. Juan C. Giménez de Paz

Expresidente

Decibel Sudamericana S.A.

[1] La magnetostricción, se basa en el fenómeno que ocurre cuando un material ferromagnético es expuesto a un campo magnético generando una deformación en el material. Cuando este fenómeno comienza a tener un efecto sobre el transformador, éste presenta una vibración que se convierte en ruido en el rango audible a una frecuencia que es al doble de la frecuencia de la fuente.

[[1]] I.L.Vér, “Acoustical Design of Parallel Baffle Mufflers”. Nelson Acoustic Conference (Madison, USA, 1981) y actualizaciones posteriores.

[[1]] E. Reiplinger, “Study of Noise Emitted by Power Transformers based on Today’s Viewpoint”. International Conference on Large High Voltage Electric Systems. (Paris, 1988)