Generalidades
El control activo de ruido es una nueva técnica para atenuar, eliminar o cancelar el ruido acústico. La atenuación de dicho ruido se realiza generando un nuevo ruido (antirruido) mediante dispositivos electroacústicos de tal forma que en una zona de interés del medio acústico se produzca una interferencia destructiva (ondas de presión en oposición de fase).
La técnica del control activo de ruido (CAR) es un método cuyo desarrollo ha ido ganando interés durante los últimos años. Esta técnica es complementaria de los medios pasivos, y resulta de gran interés cuando el rango de frecuencias de la perturbación que se quiere controlar se encuentra localizado en las bajas frecuencias.
El ruido puede controlarse por métodos pasivos y/o activos. La tecnología del control pasivo del ruido se encuentra en un estado muy maduro y proporciona soluciones eficientes a frecuencias medias y altas, con un coste razonable. Sin embargo, a frecuencias bajas, la envergadura de la solución pasiva, en términos de volumen y peso, la hace poco rentable o inviable. Es en este margen de frecuencias bajas, o longitudes de onda largas, donde se pueden aplicar las técnicas de control activo del ruido.
Un controlador activo de ruido está formado por: un sensor de referencia (un micrófono, tacómetro, acelerómetro, etc.), un controlador electrónico que modifica en amplitud y fase la señal del sensor de referencia, un altavoz que genera ondas de presión y un micrófono de realimentación al sistema que sirva para modificar su funcionamiento y conseguir disminuciones de presión acústica justamente donde esté colocado el mismo. Con tales elementos se intenta conseguir una disminución de nivel de presión sonora en una determinada zona del espacio, con una dimensión aproximada entorno a la décima parte de la longitud de onda. El sistema puede generalizarse para un sistema múltiple, es decir, para conseguir la atenuación de varias zonas espaciales de un determinado recinto. En este caso, se necesitan al menos tantos altavoces como zonas a cancelar.
Control activo de ruido en conductos
En un tubo las ondas de bajas frecuencias se propagan como ondas planas a lo largo de su eje. Colocando un micrófono de referencia, uno o varios altavoces, y un micrófono de error, en este mismo orden según la propagación de las ondas y lo más próximo a la fuente de ruido, es posible obtener excelentes resultados de atenuación en toda la longitud del conducto.
Control activo de ruido en aviones
El control activo de ruido en aviones es un tema de constante interés e investigación, debido sin duda a las mejoras en cuanto a peso y volumen puede ofrecer esta técnica en el diseño de aeronaves respecto a las técnicas pasivas de control. Tales mejoras conllevan un considerable ahorro de combustible por lo que no tardarán en implementarse en los nuevos modelos de aviones.
Los sensores de referencia pueden suelen ser acelerómetros colocados en las proximidades de los motores. Los altavoces, se colocan en el reposacabezas de cada uno de los asientos o bien se distribuyen de forma camuflada en los paneles del habitáculo. Se consiguen atenuaciones importantes de todas las componentes periódicas del ruido en el margen de frecuencias comprendido entre 50 y 500 Hz. Diversas compañías aéreas empiezan ya a introducir estos sistemas de control. A continuación se muestra uno de estos sistemas comerciales.
Control activo de ruido en el automóvil
El control activo de ruido acústico en automóviles también se empieza a desarrollar rápidamente por las mismas razones que se aplican en las aeronaves: minimizar el tamaño y el peso del habitáculo para conseguir importantes atenuaciones acústicas. El ruido que se puede encontrar en el habitáculo de un coche está producido principalmente por tres fuentes: motor, rodadura y viento. De estos tres ruidos el mas fácil de eliminar es el ruido del motor, ruido de componentes periódicas. La atenuación de los otros dos tipos de ruido, al ser ruidos de banda ancha, no es tan significativa como lo es la atenuación del ruido de motor.
Los sensores suelen ser micrófonos, acelerómetros y tacómetros. Los actuadores electroacústicos son los propios altavoces del equipo de audio. El tipo de control depende de la aplicación en concreta: o bien crear zonas de silencio concretas alrededor de los reposacabezas, o bien atenuar el nivel de presión acústica del ruido de forma global, es decir, en todo el habitáculo. Este último objetivo no es fácil de lograr y el diseño del sistema de control es bastante complejo.