TEMA 6 (2016)

Apunte Español
Universidad Universidad de Valencia (UV)
Grado Ciencias Ambientales - 2º curso
Asignatura EVALUACIÓN DE LA CONTAMINACIÓN AMBIENTAL
Año del apunte 2016
Páginas 11
Fecha de subida 24/04/2016
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TEMA 6. CONTAMINACIÓN ACÚSTICA: EL RUIDO.
 LA FÍSICA DEL SONIDO.
El sonido es una onda longitudinal que se propaga necesariamente en un medio material elástico con una velocidad dada, esta velocidad depende del medio de propagación.
El sonido audible por el oído humano es la perturbación detectada por nuestro oído, producida por las rápidas variaciones de presión en el medio, por encima o debajo de la presión del medio (aproximadamente a presión atmosférica 105 Pa) y provoca una sensación en nuestro cerebro. Esta sensación es subjetiva por lo que es de difícil evaluación.
El oído humano tiene mayor sensibilidad a las frecuencias medias de entre 1KHz a 4KHz.
Las frecuencias audibles por el oído humano comprenden desde los 20HZ hasta los 20KHz Los parámetros característicos de las ondas son: frecuencia (v), energía (E), amplitud de presión (P), intensidad de energía radiada (I), potencia de la fuente (W) y resistencia o impedancia acústica (Z=c·p).
RELACIONES ENTRE LOS DISTINTOS PARÁMETROS.
Considerando un foco de sonido: I= WF = I= I= Foco puntual El nivel de intensidad o sensación sonora (LI), se calcula de la siguiente forma: LI = medido en dB En la escala de decibelios, K = 10. Si la intensidad (I) alcanza el límite superior (cuando tiene un valor de 10-12W/m2) el nivel de intensidad (LI) es de 0dB. Por el contrario, si la intensidad alcanza el límite inferior (cuando tiene un valor de 105W/m2) el nivel de intensidad es de 170dB.
Aunque se pueden percibir sonidos con intensidades de hasta 105W/m2, a partir de 1W/m2 se produce una sensación sonora dolorosa, por lo que este valor se ha fijado como el máximo tolerable para el oído humano, en el límite del umbral del dolor, que corresponde a un límite superior del nivel de intensidad de 120dB.
El nivel de sensación sonora varía en función de la presión (LP) y de la potencia acústica (LW) de una fuente puntual: De donde Po = 20µPa = 2·10-5Pa, que es el mínimo incremento de presión (en aire) que el oído humano percibe. Y Wo = 1pW = 10-12, que es la potencia acústica de referencia.
NIVEL SONORO CONTÍNUO EQUIVALENTE.
El nivel sonoro de un sonido real, compuesto de sonidos diferentes, fluctúa con el tiempo.
Se define así el nivel sonoro equivalente, o nivel equivalente, Leq como la media logarítmica de los niveles sonoros medidos durante un tiempo de un sonido real y representa el nivel sonoro del sonido continuo que tuviese la misma energía acústica que el sonido fluctuante real durante el mismo periodo de tiempo.
Donde LIi es el nivel sonoro correspondiente al intervalo de tiempo de medida, Ti y T es el tiempo total de medida.
Es importante destacar que Leq contiene dos conceptos: el nivel medido en dB y el tiempo de exposición. Además, la gran importancia del Leq reside en que es el principal parámetro utilizado en la legislación española y comunitaria para la protección de los trabajadores contra el ruido R.D.1316/1989 y Directiva 86/188/CEE, también se utiliza en la definición de índices para el control del ruido por tráfico en casi toda las legislaciones.
Con respecto a la adición de los niveles sonoros, los decibelios no se pueden sumar directamente. Si una maquina que emite un sonido de frecuencia 1000Hz tal que percibimos una sensación sonora de LI=100dB y se añade otra máquina emitiendo un sonido con las misma características, la sensación sonora que percibimos no es de 200dB. Con dos focos, la intensidad sonora será el doble.
Para calcular el nivel sonoro de N fuentes:  LA PERCEPCIÓN DE LOS SONIDOS.
La percepción del sonido es subjetiva y depende de múltiples factores. En relación a esto, aparecen dos conceptos esencialmente distintos aunque muy relacionados: 1. La onda sonora es un ente físico capaz de producir la sensación de sonido.
2. La sonoridad es una sensación subjetiva y está producida por ciertas variaciones de presión en el oído.
Tanto el LP como el LI presentan ventajas y desventajas. Como ventaja hay que considerar que se tratan de medidas objetivas y sencillas de la intensidad del sonido. Por el contrario, como desventaja, no representan con precisión lo que realmente percibe nuestro oído.
Esto se debe a que la sensibilidad del oído humano depende mucho de la frecuencia y se comporta de diferente manera para diferentes niveles físicos de sonido, es decir, para sonidos de diferente amplitud.
Por ejemplo, a muy bajos niveles de intensidad (sonidos débiles), solo los sonidos de frecuencias medias son audibles, mientras que a altos niveles (sonidos fuertes), todas las frecuencias se escuchan más o menos como si fueran el mismo sonido.
A la característica del sonido por la que dos vibraciones de frecuencia y amplitud diferentes nos parecen iguales la llamamos sonoridad. Es una característica de la percepción humana del sonido.
 CURVAS EQUISONORAS.
Fletcher y Munson (1933) elaboraron las curvas equisonoras o isofónicas, con igual nivel de sonoridad. Se realizaron experiencias sobre unas 30000 personas de entre 18 y 25 años con audición normal.
El experimento consistía en escuchar un tono puro de 1000Hz y compararlo con otro tono puro de diferente frecuencia variando el nivel de presión sonoro hasta igualar la sensación producida por ambos.
Los resultados de los promedios de estas experiencias son las curvas equisonoras que muestran los sonidos de igual sonoridad para el oído humano, utilizando como unidad el fon.
Cada curva equisonora está formada por los sonidos que, para el oído humano, son el mismo sonido aunque sus características físicas, como la frecuencia o la intensidad, sean distintas.
Curvas equisonoras. Diferencia fon-decibelio.
Curva de 20 fones: todos los sonidos de la curva no parecen el mismo:  Sonido de 0,1KHz (100Hz) = 40dB  Sonido de 1KHz = 20dB  Sonido de 10KHz = 30dB A lo largo de cada curva, los sonidos nos parecerían igualmente intensos, aunque los niveles de presión varíen considerablemente, surgiendo la unidad de medida de nivel sonoro o sonoridad que llamamos fon.
La característica principal de esta unidad de medida es que es físicamente variable pero, subjetivamente constante, por lo que no es posible relacionarla matemáticamente con los parámetros físicos que rigen los movimientos vibratorios, estando obligados para ello a hacer uso de las tablas gráficas isofónicas.
Para relacionar fones entre sí, se opera igual que con los dB. Por definición el fon es la unidad de nivel de sonoridad y equivale al valor en decibelios (nivel de presión sonora) de un tono puro de 1000Hz que produce la misma sensación de sonoridad que el sonido considerado de acuerdo con las curvas isofónicas de Fletcher y Munson.
1 Fon = 1dB a 1000Hz ESCALAS DE PONDERACIÓN.
Es necesaria la utilización de filtro para poder intentar reproducir las curvas equisonoras atenuando las frecuencias bajas y muy altas, dejando casi inalteradas las frecuencias medias para adaptar las medidas físicas de sonido a las características del oído humano que se comporta de diferente manera con respecto a la frecuencia para diferentes niveles físicos del sonido.
Pero un único filtro no es suficiente, por lo que se han definido varios filtros o escalas de ponderación en función del rango de frecuencias e intensidades del sonido a medir.
A muy bajos niveles de presión o intensidad sonora, solo los sonidos de frecuencias medias con audibles, mientras que a los altos niveles de intensidad, todas las frecuencias se escucharan, más o menos, con la misma sonoridad.
De esta forma se diseñaron tres filtros correspondientes a niveles de alrededor de 40, 70 y 100dB, llamados escalas de ponderación A, B y C.
 CARACTERÍSTICAS DE LOS FILTROS ESTÁNDAR A, B, C, Y D.
La siguiente gráfica hace referencia a los dB que hay que sumar para obtener la respuesta normalizada de un sonido de 1000Hz.
En la red A, se encuentran los sonidos de bajo nivel y correspondes a aproximadamente 40dB.
En la red B, se encuentran los sonidos de nivel medio y se encuentran entre los 40 y los 70dB.
En la red C, se encuentran los sonidos de nivel elevado que corresponden a más de 70dB.
En la escala o red de ponderación D solo se sitúan el ruido de los aviones.
El resultado de una medición con la red de ponderación A se expresa en dB(A). Esto es análogo para el resto de redes de ponderación.
A pesar de estas recomendaciones, en el control de ruido en la industria se emplea la escala A en todos los niveles, ya que esta escala muestra una buena correlación con el ruido.
 DISTINTOS NIVELES DE INTENSIDAD SONORA.
 APARATOS DE MEDIDA.
SONORÓMETROS.
Se clasifican por su precisión: los más precisos son los del tipo 0, mientras que los más imprecisos son los del tipo 3.
Los sonómetros miden el nivel acústico, haciendo un promedio en el tiempo de las ondas sonoras que inciden sobre una membrana elástica, un micrófono. Llevan filtros de ponderación de frecuencia con algunas de la escalas A, B ó C.
Las escalas más utilizadas son las escalas de ponderación A, ya que está desarrollada para simular la curva de respuesta del oído humano a niveles moderados, y se correlaciona mejor con la molestia de un sonido.
Además, suelen llevar incorporado un dispositivo de calibrado interno, que es una fuente de sonido patrón que se utiliza para ajustar todo el equipo.
DOSÍMETROS.
Son utilizados para la protección personal del ruido y miden la dosis de ruido.
Relacionan el nivel de presión sonora con el tiempo de exposición al mismo. La unidad de medida es el Pa2·h.
ANALIZADOR DE FRECUENCIAS.
Es un equipo de medición acústica que permite analizar los componentes en frecuencia de un sonido.
 RUIDO.
No existe una única definición de ruido: 1.
2.
3.
4.
Sonido molesto, bien por su incoherencia, por su volumen o por ambos.
Sonido no deseado.
Combinación de sonidos no coordinados que producen una sensación desagradable.
Sonido susceptible de producir efectos fisiológicos o psicológicos sobre una persona o grupo de personas o que interfiera e impida alguna actividad humana.
El ruido siempre ha sido un problema ambiental importante y esta causado por la actividad humana.
Las principales fuentes o focos de ruido son:  La industria, especialmente la metalmecánica emite altos niveles de ruido.
 El tráfico terrestre y aéreo, un gran número de coches, camiones, aviones y trenes transitan regularmente con motores diesel sin silenciadores adecuados.
 La construcción.
 Los locales de ocio perturban la tranquilidad de los vecinos.
El ruido representa grandes diferencias con respecto a otros contaminantes:  Es el contamínate más barato de producir y necesita muy poso energía para ser emitido.
 Es complejo de medir y cuantificar.
 No deja residuos, no tiene un efecto acumulativo en el medio, pero si puede tener un efecto acumulativo en sus efectos en el hombre.
 Esta localizado, es decir, tiene un radio de acción mucho menor que otros contaminantes.
 No se traslada a través de los sistemas naturales, como el aire o el agua contaminada.
 Se percibe solo por un sentido, el oído, lo cual hace subestimas su efecto. Por ejemplo, en el agua la contaminación se puede percibir por su olor, color o sabor.
Las primeras medidas frente al ruido consisten en la fijación de los niveles máximos de ruido para coches, aviones, etc.
Tras el establecimiento del impacto se procede a tomar medidas legislativas, por ejemplo, el ruido de los coches se ha conseguido reducir en un 85% desde 1970.
La molestia que originan las fuentes de ruido es función de diferentes factores: 1.
2.
3.
4.
De las características del ruido.
Del tipo de fuente.
De los niveles de ruido en el entorno.
De la sensibilidad al ruido de los receptores.
5. Del periodo del día en el que se produce, si es de noche o de día.
6. Del día de la semana.
Un sonido que puede ser considerado agradable, como un concierto de música, se convierte en un ruido molesto si el receptor pretende dormir.
Los sonidos que durante la actividad laboral pasan desapercibidos, se convierten en ruidos perfectamente reconocibles en periodos de descanso.
Algunas de las actividades o estados requieren ambientes sonoros más silenciosos, donde se percibe como ruido cualquier sonido que no se relacione con la actividad.
Estudios y encuestas psico-sociológicas, resultan imprescindibles para establecer que indicadores de ruido son lo que se correlacionan mejor con las molestias percibidas.
El objetivo de estos indicadores es fijar una base numérica sobre la cual regular, controlar, reprimir o prevenir las actividades ruidosas.
Tras muchos años de investigación no se ha conseguido aun una unanimidad de criterios en cuento a la validez de los indicadores utilizados hasta la actualidad, es un tema que sigue en continuo debate y revisión.
Según el documento emitido por la Unión europea (Position paper on EU noise indicators), los indicadores de ruido deberían tener varios atributos ara su adopción generalizada, entre otros: - Aplicabilidad práctica: es la facilidad para calcularlo a partir de mediciones efectuadas con equipamiento ampliamente disponible.
- Transparencia: que resulte sencillo de explicar y entender.
LEGISLACIÓN.
RD 1513/2005 por el que se desarrolla la Ley del Ruido 37/2003 en lo referente a la evaluación y gestión del ruido ambiental.
 ÍNDICES DE RUIDO.
Definimos el LeqA como el nivel de ruido continúo equivalente ponderado A. Calcula el nivel de un ruido supuesto constante que tuviera la misma energía que la señal de ruido acústico variable que está siendo medida.
El LeqA se expresa en dBA, y no tiene sentido si no va acompañado de una base de tiempo o intervalo de observación: LeqA,T.
No es una medida de molestia de ruido, aunque se correlaciona bien con la molestia.
 NIVEL DE EVLAUCACIÓN Lr.
Cuando un gran número de personas están involucradas, las reacciones tienden a distribuirse alrededor de un promedio y el parámetro Lr intenta poner un valor numérico a un ruido, con el objetivo de cuantificar su molestia en relación a la población en general.
Se define en la norma ISO 1996-2 y se trata básicamente de una medida de la exposición al ruido corregida por factores conocidos que incrementan la molestia.
Se utiliza para comprobar niveles medidos con límites de ruido que varían, generalmente dependiendo del uso de la zona que está siendo investigada.
Lr = LeqA + Ki + KT + KR + KS El parámetro básico es LeqA, y las penalizaciones añadidas son: Ki, por impulsos en el ruido.
KT, por tono y contenido de formación.
KR, por hora del día.
Ks, es una penalización, tanto positiva como negativa, para ciertas fuentes y situaciones.
Las normas internacionales describen como determinar Lr, pero no imponen límites legales, estos están regulados por el país o por la autoridad local, ya que las diferencias en el estilo de vida, el clima y el diseño de los edificios hacen que la armonización internacional de los límites de ruido sea difícil.
Niveles establecidos por percentiles LAN,T expresan el nivel de ruido ponderado A excedido durante el N% del tiempo de medida T.
LA10, LA50, LA90, corresponden al nivel sonoro superado durante el 10, 50 y 90% del tiempo de medida T. Por ejemplo, LA90 = 45dB(A), lo que significa que durante el 90% del tiempo de medida los niveles son superiores a 45 dB(A).
También se suele utilizar con frecuencia los niveles LA1 y LA99, que representan los niveles sonoros superados durante el 1% y el 99% del tiempo total de medida, son los valores máximo (LA1) y mínimo (LA99) del nivel sonoro fluctuante considerado.
 RUIDO DE TRÁFICO RODADO.
Es la fuente de ruido más importante en todos los países, y la causa más frecuente de molestias e interferencias, por lo que las medidas de reducción del ruido del tráfico tienen prioridad absoluta.
EL LeqA, es el índice de ruido preferido por casi todos los países, pero también se utilizan el nivel de evaluación LT y el nivel percentil LA10.
 ÍNDICES DE RUIDO: CONTROL EN EL TRABAJO.
La dosis porcentual de ruido establece, con respecto a una referencia establecida por las normas o leyes de cada país, el tanto por ciento de energía sonora absorbida por el personal que trabaja en determinados puestos de trabajo.
Se puede medir directamente con los dosímetros. Es posible obtener el nivel sonoro continuo equivalente, LeqA,T, para un tiempo T determinado, si se conoce la dosis de ruido E, medida con un dosímetro: LeqA,T = 10 · log (E) – 10 · log (T) + 94 (dBA) Definiéndose la dosis porcentual de ruido (D) como: Donde Eo es la dosis de referencia (Eo = 1,012 Pa2h) correspondiente, para un tiempo de oh a un nivel sonoro equivalente de 85dBA, aceptado en la mayoría de países.
LepA,8 = 10 · log (1,1012) – 10 · log (8) + 94 = 85dBA Hay países que tienen los 90 dBA como promedio de la jornada de trabajo de 8h.
Si el nivel de ruido se mantiene constante toda la jornada de referencia, 8h, pero la medida del dosímetro es de un tiempo inferior, tmedida, entonces la dosis E es:  TIEMPO DE EXPOSICIÓN.
Es el tiempo T que es admisible tolerar determinado nivel de exposición personal, LeqA para sufrir daños mínimos; pero si LeqA 115dBA, no se recomiendo exponerse, sin protección, ni siquiera por escasos segundos.
Los controles en el trabajo deben de tomar medidas técnicas de prevención que actúen sobre: 1. La Fuente (remodelación rediseño o nueva localización).
2. El Medio (aislamiento, absorción o barrera).
3. El Receptor (aislamiento o nueva localización).
Los controles en el trabajo también deben de saber gestionar el ruido. Para ello es obligatorio el uso de protección auditiva, la señalización es obligatoria en los lugares con un nivel acústico ambiente superior a los 90dB de ruido continuo y/o 140dB de ruido instantáneo.
 NUESTRO MARCO JURÍDICO SOBRE EL RUIDO.
Comunidad Europea: directiva 2002/49/CE de 25 de Junio de 2002.
Nacional: Ley 37/2003 del ruido, de 17 de noviembre.
El real decreto 1513/2005, de 16 de Diciembre, por el que se desarrolla la Ley del Ruido 37/2003, de 17 de Noviembre, en lo referente a la evaluación y gestión del ruido ambiental.
Autonómico: Ley 7/2002, de 3 de Septiembre, de la Generalitat Valenciana de Protección cntra la contaminación Acústica.
Decreto 104/2006, de 14 de Julio del Consell, de planificación y gestión en materia de contaminación acústica.
 MARCO JURÍDICO DE PROTECCIÓN DE LOS TRABAJDORES.
Comunidad Europea: directiva 2003/10/CE.
Nacional: real decreto 286/06, de 10 de Marzo, sobre la protección de la salud y la seguridad de los trabajadores contra los riesgos relacionados con la exposición al ruido.
Los valores superiores de exposición que dan lugar a una acción son: LeqA,d = 85dB(A) y Lpico = 137dB(C) ...