Esta última resultante de la reducción de presión, que no es disipada por sí sola por la válvula de control, es la que debe ser eliminada o atenuada a niveles aceptables.

Para llevar a cabo el tratamiento del ruido generado por la válvula de control -principal fuente de ruido en una planta-, debemos tener en consideración los siguientes aspectos.

Límite de velocidad del fluido aguas abajo de la válvula

La atenuación del ruido no se resuelve sólo con la incorporación de un trim especial atenuador de ruido, pues existe una segunda fuente de ruido en la velocidad de salida del fluido, que se presenta normalmente cuando hay válvulas muy pequeñas en relación al diámetro de la cañería. Producto de esta diferencia, es necesario recurrir al uso de reducciones que hagan calzar ambos diámetros. No obstante, el empleo de estas reducciones también genera turbulencia en el fluido y, por lo tanto, ruido que finalmente se transmite al sistema. La solución es seleccionar una válvula de control en la cual se debe alcanzar una velocidad de salida de 0.3 Mach o menos.

Diseño de las cañerías

Se debe establecer un diseño que permita que el tránsito del flujo a través de la cañería sea lo más suave posible. Se sugiere considerar la instalación entre la válvula de control y una singularidad (codos, tees, etc.), de un tramo de cañería recta equivalente a 4 ó 6 diámetros de cañería. Esta distancia reducirá la turbulencia del fluido, disminuyendo la posibilidad de otra fuente de ruido.

Máximo nivel de ruido en válvula de control

Niveles de ruido superiores a 110 dBA no son recomendables, ya que normalmente están asociados a una alta vibración que podría resultar en deterioro del funcionamiento o daño severo a la válvula de control, actuador, instrumentos, cañerías y soportes.

En este caso, el uso de aislación acústica (o térmica) no es una buena solución, ya que solamente encubre el ruido generado, sin considerar la energía del mismo, expresada por medio de las mencionadas vibraciones.

Ejemplo práctico

Hace algunos años, una planta de gas en Arabia Saudita experimentó la ruptura de una antorcha de quemado de ácido. Los ingenieros de planta realizaron pruebas para determinar el origen de la vibración que habría causado el daño, tras lo cual propusieron algunos cambios al sistema de cañerías. Aunque los cambios fueron implementados, el problema continuó y la cañería y los soportes de la antorcha comenzaron a fracturarse.

Se desarrolló un nuevo análisis, incluyendo datos de proceso en la evaluación. Para esto, se utilizó un software de dinámica de fluidos para simular las condiciones del proceso, integrando también el cálculo de velocidad sónica y una correlación entre la velocidad del gas, la vibración y los cálculos de caída de presión.

El estudio reveló que una válvula de control tamaño 10" era el principal contribuyente para la excesiva vibración. Aún cuando las válvulas incorporaban un trim para atenuar ruido, éstas estaban sub-dimensionadas, generando velocidades de salida por sobre 0.7 Mach. Esta situación no sólo creaba un nivel de ruido inaceptable, sino que también inducía altos niveles de vibración a las cañerías. Por esta razón, se propuso instalar un nuevo trim para atenuación de ruido, aunque ajustar el trim no tuvo efecto, debido a que la velocidad de salida continuó siendo un factor de alto ruido.

Finalmente, se comprobó que la solución adecuada era instalar una válvula tamaño 16", que posee un trim ate-nuador de ruido y un tamaño correcto para eliminar cualquier efecto debido a la velocidad de salida. Con esta configuración, la velocidad se redujo a 0.3 Mach, lo que disminuyó significativamente el ruido y eliminó la vibración que afectaba a la cañería aguas abajo.