Ruido seminario

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Ruido seminario

  1. 1. LA CONTAMINACIÓN ACÚSTICA Dr. EDUARDO FLORES CASTRO Departamento de Física Universidad de Panamá
  2. 2. INTRODUCCIÓN Vitrubio (siglo I a.C.) estableció recomendaciones sobre acústica arquitectónica para teatros. Galileo (siglo XVII) introduce el concepto de frecuencia. Euler y Rayleigh (siglo XVIII) en sus obras Dissertatio Physica de Sono y Theory of Sound, se presentan los primeros trabajos teóricos del sonido. Sabino (siglo XIX) cálculo la reverberación de una sala en función de sus material absorbentes.
  3. 3. ¿QUÉ ES LA ACÚSTICA? La acústica es la ciencia que estudia las propiedades de las vibraciones de las partículas de un medio susceptible de engendrar sonidos, infrasonidos o ultrasonidos y de propagarlos y hacerlos perceptibles. ¿QUÉ ES EL SONIDO? El sonidos es una vibración mecánica, que se propaga en un medio (gas, líquido ó sólido) capaz de ser percibida por el oído.
  4. 4. ¿QUÉ ES EL RUIDO? Se define como el conjunto de fenómenos vibracionales aéreos, percibidos e integrados por el sistema auditivo, que provocan en el receptor humano, bajo ciertas condiciones, una reacción de rechazo en forma de molestia, fatiga o lesión. Un sonido no tiene que ser fuerte para ser ruido. A veces un ruido muy suave como el goteo de un grifo, nos molesta, impidiendo concentrarnos o dormir. Los ruidos más fuertes son, sin duda, más perjudiciales.
  5. 5. CAMPOS DE AUDICIÓN El campo de audición en el hombre está entre 20 Hz y 20 000 Hz. El campo de las frecuencias por debajo a 20 Hz constituyen los infrasonidos. Las frecuencias superiores a los 20 000 Hz son los ultrasonidos. Ambos son inaudibles para el hombre. El umbral de audición varía con la frecuencia. El umbral del dolor está alrededor de los 120 dB.
  6. 6. El intervalo de frecuencia entre 500 Hz a 5 000 Hz, es cuando el oído es más sensible. Es en este rango de frecuencia que se sitúa la voz humana. En la zona de bajas frecuencias nuestro sistema auditivo atenúa notablemente los niveles que le llegan. Los ruidos de alta frecuencia son los más dañinos. Los equipos de medida de ruido introducen “filtro” o curva “A” que atenúa los sonidos a bajas frecuencias de una forma similar a como lo hace el oído.
  7. 7. Curva de percepción sonora del oído humano.
  8. 8. EFECTOS DEL RUIDO Si los ruidos exceden de los 80 dBA y la exposición al ruido se prolonga meses, se origina una sordera, denominada neurosensorial, que por destruir las células auditivas del oído interno es irreversible. Con la edad se origina una disminución de la percepción auditiva que se denomina presbiacústica. Esta disminución se inicia a los 25 años y es más acusada en los hombres que en las mujeres.
  9. 9. Entre los efectos que produce el ruido tenemos: ● Efectos Fisiológicos: hipertensión. ● Perturbación del sueño: el nivel deseable para proteger el sueño es menor a 35 dBA. ● Efectos en el comportamiento: A parir de 68 dBA, el 28 % de los europeos introdujeron aislamientos a sus vivienda. ● Efectos en la comunicación: Con niveles mayor a 70 dBA, el 75 % de las personas cierran las ventanas para poder entenderse. ● Efectos sobre la audición: a partir de 80 dBA aparece la fatiga auditiva y aumento del umbral de percepción. ● Para niveles mayor a 85 dBA durante 8 horas diarias aparece la sordera profesional.
  10. 10. El oído interno tiene forma de caracol. En su interior hay células muy pequeñas, llamadas células pilosas (en un milímetro caben 500 de ellas). Son las principales responsables de que oigamos. Los ruidos fuertes las destruyen. Lamentablemente las células pilosas, una vez destruidas, no vuelven a crecer.
  11. 11. GENERACIÓN DE SONIDO Desde el punto vista fisiológico el sonido es el resultado de las variaciones de presión en el aire que incide sobre el tímpano. El oído medio amplifica estas señales y el oído interno las transforma en señales eléctricas, que se interpretan en el cerebro como “sonido”. Mientras que la presión atmosférica media es de 101 325 N/m2, la conversación normal produce tan sólo una variación de 0,020 N/m2. Estas pequeñas variaciones instantáneas de presión son las que nuestro oído interpreta como sonido.
  12. 12. MOLESTIAS La molestia por el ruido puede definirse como un sentimiento general de desagrado hacia una fuente sonora que se cree tiene efectos perjudiciales sobre la salud y bienestar de la persona. Resulta fácil establecer si una persona se siente molesta por el ruido, pero difícil cuantificar el grado de molestia. Para ruido de tráfico durante el día, a partir de los 68 dBA, la molestia crece considerablemente.
  13. 13. El ruido produce: ● Enfermedades cardiacas. ● Estrés. ● Predispone a la violencia. ● Disminuye la concentración. ● Afecta el crecimiento y el aprendizaje en los niños. ● En mujeres embarazadas puede ocasionar que el infante tenga problemas de aprendizaje. ● La CEE ha determinado que el ruido produce 1 % de pérdidas del PIB. ● El ruido afecta también a los animales, alterando el equilibrio ecológico del lugar. ● Los ruidos muy fuertes que se traducen en vibraciones dañar los edificios.
  14. 14. MEDICIÓN DEL RUIDO 1.PRESIÓN SONORA y NIVEL DE PRESIÓN SONORA La presión sonora, se mide en Pascal (1 Pa = 1 N/m2), pero para el campo auditivo del ser humano estas unidades supondrían utilizar números entre 0,000 01 y 100 Pa. Es más práctico utilizar escala logarítmica, ya que se adapta mejor a la manera como responde nuestro oído. Valor 1 10 100 1 000 10 000 100 000 Potencia 100 101 102 103 104 105 Logaritmo 0 1 2 3 4 5
  15. 15. El nivel de presión sonora (Lp) es el logaritmo del cociente de la presión sonora al cuadrado y la presión de referencia al cuadrado. La unidad de medición del nivel de presión sonora es el Bel (B).  p2 L p = log 2 p  0   B   Por lo tanto el decibelio (dB) será:  p2 L p = 10 log 2 p  0     = 20 log p  dB p    0 
  16. 16. Para no tener que usar decibelios negativos y hacer coincidir el umbral de audición en “0” decibelios, se toma la presión mínima perceptible como referencia (2,0x10-5 Pa). Por lo tanto:  p L p = 20 log p  0   p  = 20 log  2,0 x10 − 5      dB   El nivel de presión sonora expresa el nivel de sonido en un punto, a cierta distancia de la fuente. Siempre que se especifica un nivel de presión sonoro, debe indicarse la distancia a la fuente sonora y/o las características del entorno de medición para que los datos tengan algún significado.
  17. 17. Presión sonora, p (Pa) Lp (dB) Comentario 63,20 130 Más allá del dolor 20,00 120 Umbral del dolor 6,32 110 Martillo neumático a 1 m 2,00 100 Prensas de estampación 0,63 90 Orquesta sinfónica 0,20 80 Calle de mucho tráfico 0,063 2 70 Interior de un vehículo 0,020 0 60 Conversación a 1 m 0,006 3 50 Ruido de fondo de oficina 0,002 0 40 Sala de estar 0,000 63 30 Dormitorio 0,000 20 20 Estudio de grabación 0,000 063 10 Laboratorio de acústica 0,000 020 0 Umbral de audición
  18. 18. 2. POTENCIA SONORA y NIVEL DE POTENCIA SONORA. La potencia sonora es la energía sonora que puede radiar una determinada fuente. La unidad de medida de la potencia sonora es el Watt. Por las mismas razones argumentadas para la presión sonora (valores muy bajos y extensos) se utiliza la unidad de decibelios, para medir el Nivel de Potencia Sonora (LW). LW  W = log W  0   B  
  19. 19. Por lo tanto la LW en decibelio (dB) será:  W  L W = 10 log  W  dB   0 Si tomamos la potencia de referencia (W0 ) igual a 1,0x10-12 W (1,0 pW), tenemos: LW  W = 10 log  1,0 x10 −12    dB  
  20. 20. Potencia sonora, W (W) LW (dB) 10 000 160 1 000 150 100 140 10 130 1 120 0,1 110 0,01 100 0,001 90 0,000 1 80 0,000 01 70 0,000 001 60 0,000 000 1 50 0,000 000 01 40 Comentario Turborector Orquesta de 75 músicos Vehículo en autopista Voz gritando Voz normal Voz cuchicheada
  21. 21. 3. INTENSIDAD SONORA y NIVEL DE INTENSIDAD SONORA La intensidad sonora (I) en una dirección determinada y en punto de un campo sonoro es igual al flujo de energía por unidad área, siendo el área perpendicular a la dirección especificada. Si la fuente sonora es puntual, equidireccional y con potencia sonora W, irradiará en forma esférica. Por lo tanto, si llamamos S a la superficie de la esfera, y considerando que la intensidad sonora varía con el cuadrado de la distancia (r). tenemos: W W I= = S 4πr 2 W m2
  22. 22. Por lo tanto el Nivel de Intensidad Sonora (LI) es:  I    I L I = 10 log  = 10 log  1,0 x10 −12  dB  I     0 Donde I0 es la intensidad sonora de referencia igual a 1,0x10-12 W/m2 (1,0 pW/m2). Sabiendo que la potencia y la intensidad sonora están relacionadas a través de la expresión: W = I•S Dividiendo ambos términos entre I0, W  I = I0  I0   S  
  23. 23. Aplicando el logaritmo de base 10 a ambos términos: W  I   = log  + log( S ) log  I  I0    0 Multiplicando por 10 ambos términos, W  I 10 log  = 10 log I  I 0    0   + 10 log( S )   Como W0 = I0 ●(1 m2 ), entonces:  W  I  10 log  W  = 10 log I  + 10 log( S )    0    0 Finalmente: L W = L I + 10 log( S )
  24. 24. Ejemplo: Determine la potencia sonora que irradia al exterior el hueco de un extractor de 50 cm de diámetro, situado en la fachada de un edificio industrial, si en el interior de la nave y en las proximidades al hueco, el nivel sonoro medio es de 95 dB. L W = L I + 10 log( S ) LW  π[ 0,50] 2   = 88 dB = 95 + 10 log   4  
  25. 25. FRECUENCIA Nuestro oído es capaz de captar frecuencias entre 20 Hz y 20 000 Hz. El espectro del campo audible se ha dividido en diez bandas de frecuencias. Estas bandas son consecutivas y ocupan un ancho de frecuencia del espectro denominado banda de octava. Cada banda se denomina por el valor de la frecuencia central. Estos valores están normalizados y tienen como característica que cada uno de estos valores es el doble de la banda anterior y la mitad del precedente.
  26. 26. Banda de frecuencia (Hz) Frecuencia central (Hz) Octava 20 – 43 31,5 Primera 43 – 83 63 Segunda 83 – 167 125 Tercera 167 – 333 250 Cuarta 333 – 667 500 Quinta 667 – 1 333 1 000 Sexta 1 333 – 2 667 2 000 Séptima 2 667 – 5 333 4 000 Octava 5 333 – 10 667 8 000 Novena 10 667 – 21 333 16 000 Décima En términos generales, el ruido ambiental está ubicado entre 63 Hz y 4 000 Hz.
  27. 27. Al equipo de medición sonora (sonómetro) se le puede adaptar un dispositivo de atenuación de las bajas frecuencias, semejante al que dispone nuestro sistema auditivo. A este dispositivo se le denomina filtro “A”, y el nivel de intensidad sonora se mide en estos casos en dBA. A continuación presentamos los valores de atenuación “A” para el espectro de frecuencia. f (Hz) 31,5 63 A (dB) -39,4 -26,1 125 250 500 -16,1 -8,6 -3,2 1 000 2 000 4 000 8 000 10 000 0,0 1,2 1,0 -1,1 -6,6 El dBA es la unidad más ampliamente utilizada. Si el filtro “A” no se utiliza, el nivel sonoro será el decibelio lineal (dBL).
  28. 28. -40 Atenuación (dB) -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 100 1000 Frecuencia (Hz) Atenuación que proporciona el filtro A. 10000
  29. 29. PROPAGACIÓN DE LAS ONDAS SONORAS El sonido se propaga en el aire a 348 m/s y en el agua a 1 500 m/s. En vista que la rapidez de propagación de una onda está relacionada con la longitud de onda y la frecuencia por: v = λf Por lo tanto, la longitud de onda para las frecuencias de 20 Hz y 20 000 Hz en el aire son de 17 m y 0,001 7 m.
  30. 30. La manera en que se propagan las ondas depende de la relación entre el tamaño de la fuente y la longitud de onda. Se puede tener ondas planas o direccionales, cuando: • La fuente es grande, en relación a λ. • Estamos situados cerca de una fuente de gran tamaño. • La fuente emite λ pequeña. • La fuente emite ondas con frecuencias altas. Se puede tener ondas esférica u omnidireccional, cuando: • La fuente es pequeña, en relación a λ. • Estamos situados lejos de una fuente de pequeño tamaño • La fuente emite ondas con λ grande. • La fuente emite ondas con frecuencias bajas.
  31. 31. 1. REFLEXIÓN Las ondas sonoras se reflejan siguiendo la ley de Snell. En las superficies planas el sonido se refleja de forma que el ángulo de reflexión es igual al de incidencia. En las superficies cóncavas concentran las ondas sonoras y las convexas las dispersarlas. En locales cerrados interviene la reflexión de las ondas sonoras en las paredes y mobiliario. La incidencia sobre la reflexiones del sonido depende del coeficiente da absorción del sonido de las superficies.
  32. 32. 2. ATENUACIÓN 2.1. ATENUACIÓN DEL SONIDO CON LA DISTANCIA Una fuente sonora puntual y omnidireccional de potencia sonora Lw que radie sonido libremente, propaga su energía en forma esférica atenuándose el nivel de presión sonora Lp en función de la distancia r a la fuente sonora. Si la fuente está en el aire como un avión: LP = L W − 20 log( r ) − 11 Si está sobre una superficie reflectora, como en la mayoría de los casos: LP = L W − 20 log( r ) − 8
  33. 33. Si no se dispone de datos de la potencia sonora, pero a la distancia r1 se conoce el nivel de presión sonora de la fuente LP1, puede calcularse a cualquiera distancia r2 el nivel de presión sonora Lp2. Como: Restando: Finalmente: LP1 = L W − 20 log( r1 ) − 8 LP2 = L W − 20 log( r2 ) − 8 LP2 − LP1 = −20 log( r2 ) + 20 log( r1 ) LP 2  r2  = LP1 − 20 log  r   1
  34. 34. Ejemplo: En cuanto se reduce el nivel de presión sonora si duplicamos la distancia a la fuente. Sabiendo que: Como en este caso: LP2  r2  = L P1 − 20 log  r   1 r2 =2 r1 L P2 = L P1 − 20 log( 2) L P2 = L P1 − 20[ 0,30] Finalmente: L P2 = L P1 − 6 Esto significa que cuando duplicamos la distancia el nivel de presión sonora se reduce en 6 dB.
  35. 35. 100 Cuando r2 = r1, LP = 100 dB 98 96 94 Lp (dB) 92 90 88 86 84 82 80 1 2 3 4 5 r2/r1 6 7 8 9 10
  36. 36. Ejemplo: A 2,0 m de distancia de un ventilador hemos medido 76 dBA. ¿Qué nivel sonoro se recibirá a 40,0 m? LP2 LP2 Finalmente:  r2  = L P1 − 20 log  r   1  40,0  = 76 − 20 log   2,0  L P2 = 50 dBA
  37. 37. Ejemplo: Una Reglamentación Municipal limita el nivel sonoro por la noche al exterior de la vivienda a 45 dBA. Debe instalarse una máquina al aire libre y a 50,0 m de unas viviendas. ¿Qué nivel sonoro podría hacer esta máquina a 2,0 m para poder instalar sin recurrir a medidas correctoras? L P1 = L P2 L P1 Finalmente:  r2  + 20 log  r   1  50,0  = 45 + 20 log   2,0  L P1 = 73 dBA
  38. 38. 2.2. ATENUACIÓN DEL SONIDO POR EL ARBOLADO La interposición de arbolado entre fuentes sonora y el receptor puede ayudar a atenuar el ruido si la densidad y espesor del arbolado es importante. Para ello son necesarias plantaciones de bosques de árboles, de hojas perenne, de más de 20,0 m de longitud de plantación, para que la eficacia sea de unos 3 o más decibelios. Además, es conveniente cubrir con matorrales y hierba la parte baja de troncos sin ramas para que el efecto sea de mayor rendimiento.
  39. 39. 3. EFECTOS METEOROLÓGICOS A grandes distancias (más de 150 m) intervienen en la propagación diversos factores atmosféricos que pueden modificar en algunos decibelios la propagación del sonido. Ellos son: ● La rapidez y sentido del viento. ● El gradientes de temperatura. ● Los gradientes de humedad. ● La absorción molecular del aire en las frecuencias agudas, según su temperatura y humedad.
  40. 40. SUMA Y RESTA DE DECIBELIOS Al sumar niveles sonoros en decibelios debe hacerse mediante procedimientos adecuados: Ya que: 35 dBA + 35 dBA no es 75 dBA Ni: 60 dBA + 40 dBA no es 100 dBA Si no que: 35 dBA (+) 35 dBA = 38 dBA Y: 60 dBA (+) 40 dBA = 60 dBA Donde el signo de adición entre paréntesis significa que se trata de una suma de cantidades logarítmicas.
  41. 41. Si tenemos dos nivel de presión sonora, LP1 y LP2, 2 2  P1   P2  LP1 = 10 log 2  , LP2 = 10 log 2  P  P   0   0  Para sumar los efectos de las dos fuentes [LP1 (+) LP2] , en donde cada fuente emite ondas sonoras con presiones P1 y P2 , se debe proceder así, LP1 ( + ) LP2 LP2  L P1  P 2   P 2  = 10 log 1  +  2  = 10 log10 10 + 10 10 2 2   P0   P0           Si tenemos la suma N fuentes con valores LXi, donde este puede ser el nivel sonoro equivalente o cualquier otro parámetro expresado en decibelios, resulta: L Xi  N L X = 10 log 10 10  dB  i =1    ∑
  42. 42. Para sumar o restar dB, podemos recurrir también a tablas como la siguiente: SUMA DE NIVELES RESTA DE NIVELES Diferencia de niveles Añadir al más elevado Diferencia de niveles Restar del más elevado 0 3,0 15 0,1 1 2,5 14 0,2 2 2,1 13 0,2 3 1,8 12 0,3 4 1,5 11 0,4 5 1,2 10 0,5 6 1,0 9 0,6 7 0,8 8 0,7 8 0,6 7 1,0 9 0,5 6 1,3 10 0,4 5 1,7 11 0,3 4 2,2 12 0,3 3* 4,3 13 0,2 2* 6,9 14 0,2 1* 37,1 15 0,1 0* -
  43. 43. ● Cuando el ruido problema y el ruido de fondo se llevan menos de 3 dB, no se debe de efectuar la resta utilizando la tabla. ● Cuando se desee sumar más de dos niveles sonoros utilizando la tabla, se suman dos de ellos y lo que resulte se suma al siguiente y así sucesivamente.
  44. 44. Ejemplo: Un acondicionador de aire origina al exterior de una vivienda un nivel de presión sonora LP de 44 dB. Determina el nuevo nivel de presión sonora si se coloca al lado, otro acondicionador de aire de igual característica. L Xi  N L X = 10 log 10 10  dB  i =1    ∑ 44 44  10  10 L P = 10 log 10 + 10    Finalmente: L P = 47 dB
  45. 45. Ejemplo: En una terraza hay tres compresores, el primero origina en al exterior de una ventana de una vivienda 40,0 dBA, el segunda 35,0 dBA y el tercera está dañado pero es igual a la segunda. ¿Determina, utilizando la tabla, cuál será el nivel sonoro total cuando los tres compresores estén en funcionamiento? El primer compresor (40,0 dBA) tiene una diferencia con el segundo (35,0 dBA) de 5, por lo que añadimos al primero 1,2 dBA, resultando 41,2 dBA. Los dos compresores en funcionamiento (40,0 (+) 35,0 = 41,2 dBA) tienen una diferencia con el tercero (35 dBA) de 6,2 dBA; por lo que añadimos 1,0 dBA a 41,2 dBA; resultando que los tres compresores en funcionamiento producen 42,2 dBA.
  46. 46. Otra forma de hacer esto es utilizando la ecuación general, es decir, L Xi  N L X = 10 log 10 10  dB  i =1    ∑ 35,0 35,0   40,0 L A = 10 log10 10 + 10 10 + 10 10      Finalmente: L A = 42,1 dBA
  47. 47. Ejemplo: Las tres máquinas anteriores dan 42,1 dBA y deseamos saber el nivel sonoro cuando pare la máquina de 40,0 dBA (no utilizar la tabla). Las tres maquinas en funcionamiento (42,1 dBA) tiene una diferencia con la primera (40,0 dBA) de 2,1 dBA. L Xi  N L X = 10 log 10 10  dB  i =1    ∑ 40,0   42,1 L A = 10 log10 10 − 10 10  = 37,9 dBA    
  48. 48. ● Si se tienen n fuentes sonoras de igual nivel (LX ), la suma total de ellas (LA) se puede expresar como: L X3 L X2 L Xn   L X1 L A = 10 log10 10 + 10 10 + 10 10 + ...10 10      Como todas la LXi son iguales: LX   L A = 110 logn10 10       LX  L A = 10 log10 10  + 10 log[n]     En forma compacta: L A = L X + 10 log[n]
  49. 49. Ejemplo: Si un ventilador a 10 m produce 56,0 dBA, ¿Cuánto será el nivel sonoro si tenemos cinco ventiladores en batería, y funcionan todos a la vez? L A = L X + 10 log[n] L A = 56,0 + 10 log[ 5] Finalmente: L A = 63,0 dBA
  50. 50. RUIDO DE FONDO Se considera ruido de fondo, todos los ruidos presentes, excepto el que sea objeto de estudio. Cuando se realizan correcciones del nivel sonoro se debe restar logarítmicamente el ruido de fondo del ruido problema. Cuando el ruido de fondo sea igual o menor a 3 dBA con respecto al ruido problema, se recomienda posponer la medición del ruido problema. Cuando el ruido de fondo no se puede medir, se utiliza como ruido de fondo el porcentil L90, el cual es el valor que es superado el 90% del tiempo de medición.
  51. 51. Ejemplo: Suponga que se desea medir el ruido generado por un compresor colocado en el exterior de una empresa. Al medir el ruido del compresor a 5,0 m de distancia se determino que el ruido era de 87 dBA, y cuando se midió el ruido de la calle con el compresor apagado resultó igual a 84 dBA. ¿Qué podemos decir con respecto a esta medida? Hay que descartar la medida, por ser la diferencia entre el fondo y el ruido de interés igual a 3 dBA, por lo que se debe hacer las mediciones en un momento del día en que la diferencia entre el fondo y el ruido problema sea mayor a 3 dBA.
  52. 52. FORMAS DE MEDIR EL RUIDO 1. NIVEL SONORO EQUIVALENTE Para la medición de ruidos variables (tránsito e industrial), se utiliza el Nivel Sonoro Equivalente (LAeq, T) en dBA, que es el promedio de energía durante un tiempo T de medición. L Aeq,T  i =n f L i  = 10 log fi 10 10    i =1   ∑ Li = nivel sonoro (dBA) durante el tiempo con fracción fi (T). fi = la fracción de tiempo a nivel Li. nf = el número total de fracciones de tiempo en que ha sido divide el tiempo de medición T, y en donde se debe cumplir que: ∑ fi =1
  53. 53. Ejemplo: Una máquina, durante el 20 % del tiempo de su ciclo de trabajo, emite un sonido continuo de 88 dBA; durante el 50 % del tiempo emite 82 dBA, y durante el 30 % de tiempo del ciclo de trabajo emite 86 dBA. Determina el nivel sonoro equivalente de la máquina durante el ciclo completo de trabajo. L Aeq, T L Aeq Li  nf  = 10 log fi 10 10    i =1   ∑ 88 82 86  10 + 0,50 ⋅ 10 10 + 0,30 ⋅ 10 10  = 10 log 0,20 ⋅ 10    Finalmente: L Aeq = 85 dBA
  54. 54. Ejemplo: Su ponga que una empresa desea determinar el nivel de ruido equivalente en una jornada de 8 horas, y usted posee un sonómetro que mide solamente nivel sonoro promedio y que el sonómetro no tiene acumulación de datos. Se determina el nivel sonoro cada 15 min, durante la jornada de 8,0 h.
  55. 55. Del análisis del gráfico anterior se obtiene la siguiente tabla y el nivel medio de sonoro (Lp) Tiempo (h) fi = ti/8,0 Promedio (dBA) 1,0 1,0/8,0 = 0,125 79 1,0 1,0/8,0 = 0,125 85 2,0 2,0/8,0 = 0,250 94 1,0 1,0/8,0 = 0,125 86 3,0 3,0/8,0 = 0,375 78 nf = 5 ∑ T = 8 .0 i i =1 nf = 5 ∑f i =1 i = 1,000 LP = 84
  56. 56. Por lo tanto, el nivel sonoro equivalente durante la jornada es: Li   n L Aeq,8h = 10 logfi 10 10   i =1    ∑ 79 85 94 86 78   L Aeq,8h = 10 log0,125 • 10 10 + 0,125 • 10 10 + 0,250 • 10 10 + 0,125 • 10 10 + 0,375 • 10 10      Finalmente: L Aeq,8h = 89 dBA
  57. 57. ● Existen diferencias entre el nivel sonoro equivalente y el nivel medio. Además, es importante que un equipo tenga una buena calibración para que los resultados sean confiables.
  58. 58. 2. NIVEL SONORO DÍA-NOCHE El nivel sonoro día-noche (Day-Nigth Level) que fue implementado por la EPA en 1972, es el nivel sonoro equivalente en 24 horas, pero incrementado en 10 dBA los niveles sonoros entre en la 22 h y las 7 horas. L dn  15  Ld 10  9  ( Ln + 10 ) 10  = 10 log 10 +  10   24   24  
  59. 59. Ejemplo: Considere el caso en que en una empresa el nivel sonoro equivalente medido durante el “día” (desde la 7 h hasta las 22 h) fue Ld = 70,4 dBA, y el nivel sonoro equivalente medido durante la “noche” (desde la 22 h hasta las 7 h) fue Ln = 62,6 dBA. Determina el nivel sonoro día-noche.  15  Ld 10  9  ( Ln +10 ) 10  L dn = 10 log 10 +  10  24  24     L dn  15  70,410  9  ( 62,6 +10 )10  = 10 log + 10 10  24  24     Finalmente: L dn = 71,4 dBA
  60. 60. Ejemplo: Los niveles sonoros durante 24 horas en la parada de autobuses de la Caja del Segura Social (Transístmica) es el mostrado. Determine el Ldn.
  61. 61. Como el nivel sonoro equivalente durante las 15 horas del “día” fue de 77 dBA, mientras que el nivel sonoro equivalente durante las 9 horas de la “noche” fue de 71 dBA. L dn  15  Ld 10  9  ( Ln +10 ) 10  = 10 log 10 + 10  24  24     L dn Finalmente:  15  7710  9  ( 71+10 ) 10  = 10 log 10 +  10  24  24     L dn = 79 dBA
  62. 62. 3. NIVEL DE EXPOSICIÓN AL RUIDO DE SUCESOS AISLADOS Para la medición de ruidos aislados, como el paso de un avión, se utiliza el nivel de exposición a sucesos simples (L AE). El cual está definido como el nivel sonoro expresado en dBA, que contiene la misma energía sonora constante durante 1 segundo, que la emitida por del suceso. Si realizamos una medición durante un tiempo total T (en segundo) de un suceso sonoro, y durante este tiempo han ocurrido un número n de eventos singulares; y considerando que la intensidad media durante la medición fue I, podemos decir que la energía (E) media por unidad de área es:
  63. 63. E = I•T Si dividimos esta energía por unidad de área, entre el número de eventos, obtenemos la energía media por unidad de área de cada evento (AE) E I•T AE = = n n Como la energía por unidad de área de referencia, es igual a AE0 = I0 (1 s), y si dividimos la ecuación anterior entre este valor, obtenemos:  I  T  AE =    AE 0  I0  n   
  64. 64. Aplicando el logaritmo de base diez a ambos términos:  AE log  AE 0    I  = log  I   0  T  + log   n  Multiplicando por diez,  AE   I  T 10 log  AE  = 10 log I  + 10 log n       0    0 Finalmente: L AE L AE = L Aeq, T + 10 log T − 10 log n  AE = 10 log  AE 0  L Aeq, T  I = 10 log I  0   = nivel de exposición al evento singular.     = nivel sonoro equivalente durante el tiempo T.  
  65. 65. Ejemplo: Si en una calle el ruido debido al paso de un vehículo resulta igual a 79,5 dBA. Determina el nivel sonoro equivalente en 1,0 hora, si por esa vía pasan 150 vehículos por hora. L Aeq,1h = L AE − 10 log T + 10 log n L Aeq,1h = 79,5 − 10 log(3 600 ) + 10 log(150 ) Finalmente: L Aeq,1h = 65,7 dBA
  66. 66. Ejemplo: Si en otro día de la semana, se determinó que el nivel sonoro equivalente en una hora de medición fue de 70,0 dBA, cuál fue la cantidad de vehículos que pasaron por la calle en esa hora. L Aeq,1h = L AE − 10 log T + 10 log n 10 log n = L Aeq,1h − L AE + 10 log T n = 10  L Aeq,1h −L AE +10 log T      10   Finalmente: = 10  70,0 − 79,5 +10 log( 3 600 )      10   n = 404 vehículos
  67. 67. TIEMPO DE REVERBERACIÓN El Tiempo de Reverberación (Tr), es el tiempo necesario, medido en segundo, para que un sonido impulsivo o continuo, pero interrumpido bruscamente, se atenúe 60 dB. El Tiempo de Reverberación depende de la frecuencia. En términos generales el Tr es mayor a frecuencias bajas que a frecuencias altas. El valor de Tr es muy importante si se quiere conseguir buenos niveles de inteligibilidad dentro de los locales.
  68. 68. Para calcular el Tr (en segundo) de un local, sin realizar mediciones directas del mismo, se puede utilizar la formula de Sabine:  V Tr = 0,161  4mV +  ∑   ( α iS i )   V = Volumen de la sala en m3. S = La superficie en m2 de cada pared o cuerpo presente en el recinto. α = coeficiente de absorción de cada material. 4m = coeficiente de absorción del aire del recinto, el cual depende de la humedad relativa, la temperatura ambiente y la frecuencia del sonido. Se utiliza sólo en grandes locales y para frecuencias iguales o superiores a 500 Hz.
  69. 69. EL SONÓMETRO Es el instrumento que se utiliza para medir el sonido. Es importante que se lea con detenimiento las instrucciones del fabricante del equipo, y que se utilice preferiblemente batería de larga duración, las que se insertarán y retirarán con el equipo apagado. Micrófono Preamplificador Amplificador Ponderación de frecuencia Controlador de nivel Integrador de tiempo Dispositivo de lectura
  70. 70. 1. MICRÓFONO El micrófono convierte las variaciones de presión de las ondas sonoras en el tiempo, en señales eléctricas, también variables en el tiempo. Según el tipo de micrófono tendrá mayor sensibilidad si la onda incide frontalmente (0º) o cuando la incidencia es perpendicular (90º).
  71. 71. 2. LA PRECISIÓN DEL SONÓMETRO La precisión está asociada a su incertidumbre estandar. Bajo este criterio, los micrófonos se reclasifican en: Tipo 0: De laboratorio con, uS ≤ 0,1 dB Tipo 1: De precisión con, 0,1 < uS ≤ 1,0 dB Tipo 2: De uso general con, 1,0 < uS ≤ 2,0 dB Tipo 3: De reconocimiento con, 2,0 < uS ≤ 4,0 dB Cuando se van ha realizar mediciones al aire libre, se bebe utilizar Pantalla Antiviento, para impedir que el viento que incide sobre el micrófono genere ondas sonoras que interfieran en la medición.
  72. 72. 3. PONDERACIÓN 3.1. Ponderación de frecuencia Es la respuesta del sonómetro en función al rango de frecuencia de la onda que incide sobre el micrófono. Ponderación A: Se utiliza para valorar el daño auditivo e inteligibilidad de la palabra. Es utilizada en leyes y reglamentos contra el ruido producido a cualquier nivel. Ponderación B: Fue creada para modelar la respuesta del oído humano a intensidades medias. Sin embargo, en la actualidad es muy poco empleada.
  73. 73. Ponderación C: Fue creada para modelar la respuesta del oído ante sonidos de gran intensidad. Se utiliza para evaluar ruidos en la comunidad y de baja frecuencia en la banda de frecuencias audibles. Ponderación D: Tiene su utilidad en el análisis del ruido provocado por los aviones. Ponderación U: Es reciente. Se aplica para medir sonidos audibles en presencia de ultrasonidos.
  74. 74. 3.2. PONDERACIÓN DE TIEMPO Es el tiempo que el sonómetro utiliza para realizar una medida y la inmediatamente siguiente. Ponderación S (slow/lenta): Responde lentamente ante los eventos sonoros. El tiempo de respuesta es aproximadamente 1,0 s. Ponderación F (fase/rápida): Por tener una constante de tiempo próxima a 0,125 s, puede reflejar fluctuaciones poco sensibles a la ponderación S. Ponderación I (impulse/impulso): Tiene una constante de tiempo de 35 ms. Se emplea para evaluara la intensidad de sonidos de corta duración. Ponderación P (peak/pico): Permite cuantificar niveles picos de presión sonora extremadamente cortos (50 μs).
  75. 75. REGLAMENTO COPANIT 44 – 2000. HIGIENE Y SEGURIDAD EN AMBIENTES DE TRABAJO DONDE SE GENERE RUIDO 4.1. DEL EMPLEADOR. 4.1.1. Debe estar apropiada y suficientemente informado acerca de los daños del ruido a la salud. 4.1.2. Efectuar la evaluación con el fin de conocer las características del ruido y sus componentes. 4.1.3. Mantener actualizado el expediente de registro de los niveles sonoros. 4.1.4. Vigilar que en los centros de trabajo no sean rebasados los niveles máximos permitidos.
  76. 76. 4.1.5. Adoptar como criterio de selección, la capacidad auditiva de los aspirantes a los cargos en donde el ruido esté por encima de los 85 dB. 4.1.6. Mantener un control médico adecuado que reduzca las lesiones auditivas producto del trabajo. 4.1.7. Brindar a los trabajadores sin costo alguno, el equipo de protección auditivo. Capacitar, por lo menos una vez al año, a los trabajadores para prevenir, reducir o limitar los riesgos producidos por el ruido.
  77. 77. Duración de la exposición máxima (En una jornada de trabajo de 8 h) Nivel de ruido permitido (dBA) 8 horas 85 7 horas 86 6 horas 87 5 horas 88 4 horas 90 3 horas 92 2 horas 95 1 hora 100 45 minutos 102 30 minutos 105 15 minutos 110 7 minutos 115
  78. 78. Caso 1: Ruido en arenera. 71 68 74 62 62 53 56 59 59 65
  79. 79. CASO 2: Silenciadores de un ventilador
  80. 80. Distancia desde el ventilador (m) Sin silenciador Intensidad promedio (dBA) Con silenciador Intensidad promedio (dBA) 0,0 78 64 10,0 77 65 20,0 75 63 40,0 74 59 60,0 73 55 80,0 71 52 110,0 68 52 120,0 66 51 125,0 65 50
  81. 81. RUIDO EN LA CIUDAD DE PANAMÁ. El ruido es un elemento subjetivo, que cambia con las sociedades. Encuesta Se realizó a una población de 300 transeúntes del área de estudio (5 km2). El 73 % de los encuestados son del sexo masculino y el 27 % restante del sexo femenino. La edad de los encuestados se distribuye de la siguiente manera: Menos de 18 años 18 %. Entre 18 y 40 años 40 %. Entre 41 y 65 años 29 %. Mayores de 65 años 13 %.
  82. 82. En la parada de la Caja del Seguro Social. 110 105 Nivel sonoro (dBA) 100 95 90 85 80 75 70 Límite O.M.S. 65 60 55 Máximo Promedio 50 0 3 6 9 12 horas del día 15 18 21 24 Fig 4.1. Nivel sonoro durante 24 horas en los predios del H.C.S.S., del 21 junio de 2001.
  83. 83. Mediciones Semanales 85 Nivel Sonoro (dBA) 80 75 70 Límite O.M.S. 65 Matutino Vespertino Nocturno 60 lun mar mie jue vie sab dom días de la semana Fig. 4.2. Nivel Sonoro promedio durante la semana del 18 al 24 de junio de 2001, en los predios de la H.C.S.S.
  84. 84. Mediciones Mensuales 85 Nivel Sonoro (dBA) 80 75 70 Límite O.M.S. 65 Matutino Vespertino Nocturno 60 may jun jul ago sep oct nov dic ene feb mar abr mes del año Fig.4.4. Resultados de las mediciones mensuales de los niveles sonoros promedio obtenidos durante el 2001 en el HCSS.
  85. 85. Iglesia del Carmen (Vía España) 110 Máximo 105 Promedio Nivel sonoro (dBA) 100 95 90 85 80 75 70 65 Límite O.M.S. 60 55 50 0 3 6 9 12 15 18 21 24 horas del día Figura 4.6. Nivel Sonoro durante 24 horas en los predios de la Iglesia del Carmen, el 21 de septiembre de 2001.
  86. 86. Medición semanal 85 Matutino Vespertino Nocturno Nivel Sonoro (dBA) 80 75 70 65 Límite O.M.S. 60 lun mar mie jue vie sab dom días de la semana Fig 4.7. Nivel sonoro promedio durante la semana del 17 al 23 de septiembre de 2001, en los predios de la Iglesia El Carmen
  87. 87. Centro Médico Nacional (Ave. Justo Arosemena) 110 Máximo 105 Promedio Nivel sonoro (dBA) 100 95 90 85 80 75 70 65 Límite O.M.S. 60 55 50 0 3 6 9 12 15 18 21 horas del día Fig. 4.9. Nivel sonoro durante 24 horas en los predios del Centro Médico Nacional, el 10 de diciembre de 2001. 24
  88. 88. 85 Medición Semanal Matutino Nivel Sonoro (dBA) 80 Vespertino Nocturno 75 70 65 Límite O.M.S. 60 lun mar mie jue vie sab dom días de la semana Fig. 4.10. Nivel sonoro promedio durante la semana del 10 al 16 de diciembre de 2001, en los predios del Centro Médico Nacional
  89. 89. Hospital del Niño (Avenida Balboa) 110 Máximo 105 Promedio Nivel sonoro (dBA) 100 95 90 85 80 75 70 65 Límite O.M.S. 60 55 50 0 3 6 9 12 horas del día 15 18 21 Fig. 4.12. Nivel sonoro durante 24 horas en los predios del Hospital del Niño, el 22 de abril de 2002. 24
  90. 90. 85 Medición Semanal Matutino Vespertino Nocturno Nivel Sonoro (dBA) 80 75 70 Límite O.M.S. 65 60 lun mar mie jue vie sab dom días de la semana Fig. 4.13. Nivel sonoro promedio durante la semana del 22 al 28 de abril de 2002, en los predios del Hospital del Niño.
  91. 91. Área de estudio en donde se realizaron mediciones en 100 lugares. 1000 500 0 0 500 1000 1500 2000 2500 Mediciones realizadas en horas de la mañana Isolíneas de intensidad del nivel sonoro. 3000
  92. 92. 88 86 84 82 1000 80 78 76 Mañana 74 72 70 500 6:00 a.m. – 7:00 a.m. 68 66 64 62 60 58 0 56 500 1000 1500 2000 2500 3000 54 88 86 84 82 1000 80 78 Tarde 76 74 72 70 500 12:00 m – 1:00 p.m. 68 66 64 62 60 58 0 56 500 1000 1500 2000 2500 3000 54 88 86 84 82 1000 80 78 76 Noche 74 72 70 500 68 66 64 62 60 58 0 56 500 1000 1500 2000 2500 3000 54 9:00 p.m. – 10:00 p.m.
  93. 93. CONCLUSIONES Los niveles sonoros de mayor valor se midieron en: La transístmica (Universidad de Panamá). Calle Martín Sossa (Templo Hossana). Museo Reina Torres de Araúz. El valor medio del nivel sonoro se mantiene durante todo el año (78 dBA), valor que está por encima del limite aceptado por la O.M.S (70 dBA). Los niveles sonoros promedios de menor valor se midieron en las áreas de Bella Vista y La Cresta.

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