Ruido minera

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Ruido minera

  1. 1. GUIA AMBIENTAL MANEJO DE PROBLEMAS DE RUIDO EN LA INDUSTRIA MINERA REALIZADO POR:Edvard Falch (M.Sc.), KILDE Akustikk A/S, P.O.Box 27, N-5032 Minde, NorwayTel: +47-55288913, Fax: +47-55287860, E-mail: edvard.falch@kilde-akustikk.no POR ENCARGO DEL: Ministerio de Energía y Minas, República del Perú Dirección General de Asuntos Ambientales Bergen/Lima 10 de Junio de 1997
  2. 2. CONTENIDO1. INTRODUCCIÓN 52. ALCANCES 63. ASPECTOS FÍSICOS 8 3.1 RUIDO Y SONIDO 8 3.2 NIVELES DE SONIDO EN DECIBELES 9 3.2.1 NIVEL DE PRESIÓN DEL SONIDO 9 3.2.2 NIVEL DE POTENCIA DEL SONIDO 11 3.2.3 DECIBELES COMBINADOS 124. CARÁCTER DEL RUIDO 15 4.1 ESPECTRO 15 4.2 SONORIDAD 16 4.3 EL FACTOR TIEMPO 20 4.4 TIPOS DE RUIDO 20 4.5 NIVEL DE RUIDO EQUIVALENTE 215. EFECTOS DEL RUIDO 23 5.1 EFECTOS EN LOS SERES HUMANOS 23 5.1.1 INTERFERENCIA CON LA COMUNICACIÓN 23 5.1.2 PÉRDIDA DE LA AUDICIÓN INDUCIDA POR EL RUIDO 23 5.1.3 EFECTOS DE PERTURBACIÓN DEL SUEÑO 23 5.1.4 EFECTOS CARDIOVASCULARES 25 5.1.5 EFECTOS EN EL RENDIMIENTO 25 5.1.6 RESPUESTAS DE ENOJO 26 5.1.7 EFECTOS EN EL COMPORTAMIENTO SOCIAL 26 5.2 EFECTOS EN LA FAUNA 26 5.2.1 ASOCIACIÓN 27 5.2.2 NORMAS DE COMPORTAMIENTO 27 5.2.3 MAMÍFEROS Y ANIMALES DOMÉSTICOS 28 5.2.4 AVES Y ANIMALES DE CORRAL 286. ESTABLECIMIENTO DE LÍMITES DE RUIDO 29 6.1 PROCEDIMIENTOS PARA ESTABLECER LÍMITES 29 6.2 REGULACIONES Y LÍMITES DE RUIDO EN OTROS PAÍSES 317. SOLUCIÓN A LOS PROBLEMAS DE RUIDO 33Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 2
  3. 3. 7.1 IDENTIFICACIÓN DE LOS PROBLEMAS DE RUIDO 33 7.2 MÉTODOS DE CUANTIFICACIÓN 33 7.3 ORGANIZACIÓN Y PLANEAMIENTO 34 7.4 REDUCCIÓN TÉCNICA DEL SONIDO 358. PROPAGACIÓN DEL RUIDO 36 8.1 FUENTES PUNTUALES 36 8.2 PROPAGACIÓN DEL SONIDO EN EL AIRE 37 8.3 EFECTOS METEOROLÓGICOS 37 8.4 HUMEDAD Y PRECIPITACIÓN 39 8.5 ABSORCIÓN POR LA VEGETACIÓN 39 8.6 REFLEXIONES 39 8.7 ABSORCIÓN 41 8.8 DIFRACCIÓN 419. FUENTES DE RUIDO 43 9.1 RADIACIÓN Y GENERACIÓN DE RUIDO 43 9.2 FUENTES DE RUIDO EN LA INDUSTRIA MINERA 4410 CONTROL TÉCNICO DEL RUIDO 47 10.1 MATERIALES ACÚSTICOS 47 10.1.1 MATERIALES ABSORBENTES 47 10.1.2 MATERIALES DE BARRERA 48 10.1.3 MATERIALES DE AMORTIGUACIÓN 49 10.2 ENCERRAMIENTOS ACÚSTICOS 50 10.3 SILENCIADORES Y MUFLES 53 10.4 ABSORCIÓN DEL SONIDO EN HABITACIONES 55 10.5 PANTALLA AL AIRE LIBRE 57 10.6 CONTROL ACTIVO DEL RUIDO 57 10.7 EVALUACIÓN DE LOS RESULTADOS 59 10.8 COSTO DE CONTROL DEL RUIDO 6011. MEDICIONES DEL RUIDO 61 11.1 INSTRUMENTOS UTILIZADOS PARA MEDIR EL NIVEL DEL SONIDO 61 11.2 FACTORES AMBIENTALES 62 11.3 CALIBRACIÓN 56 11.4 ESTACIONES DE MONITOREO DE RUIDO 63 11.5 REGISTRO DE DATOS 64 11.6 MEDICIONES DE EMISIÓN 65 11.6.1 SERIES ISO 3740 65 11.6.2 ISO 8297 67 11.7 DIRECTIVIDAD 70 11.8 MEDICIONES AMBIENTALES 71 11.9 IDENTIFICACIÓN DE LAS PRINCIPALES FUENTES DE RUIDO 7312. CÁLCULO DE RUIDOS 76Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 3
  4. 4. 12.1 NIVELES DE REFERENCIA 76 12.1.1 FUENTES MÓVILES DE RUIDO 77 12.1.2 FUENTES DE RUIDO EN ÁREAS CERRADAS 77 12.2 MÉTODO GENERAL DE PREDICCIÓN 78 12.3 INFORMES DE CÁLCULOS 8613. REFERENCIAS 88APÉNDICE 1: NOMENCLATURA 92APÉNDICE 2: LISTA DE SÍMBOLOS 96Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 4
  5. 5. 1. INTRODUCCIONEn nuestra vida diaria, estamos expuestos constantemente a los ruidos. En muchospaíses industrializados, se ha desarrollado lo que se llama “ruido comunitario”, queconsiste en la exposición al ruido ambiental fuera de las áreas de trabajo, que se haido incrementando hasta dar como resultado un problema ambiental severo. Lasfuentes principales de ruido comunitario son el ruido por transporte, industrias, obraspúblicas, de construcción y el vecindario.De acuerdo a un muestreo representativo realizado en 1993, casi el 25% de lapoblación europea se encuentra expuesta a ruido mayor de 65 dB LAeq,24h, (a nivel deáreas abiertas) provocado por los medios de transporte. El ruido industrial claro queafecta a menos personas, pero todavía es un problema para los que están expuestosa estas fuentes. Un estudio realizado en Noruega el año 1996 indica que el 5% de lapoblación se encuentra expuesta al ruido provocado por las industrias a más de 55 dBLaeq8hr, (a nivel de áreas abiertas). Teniendo en cuenta que a un nivel de presión desonido de 65 dB, el acto de conciliar el sueño puede ser perturbado enormementeproduciendo un estado de enojo en las personas, queda claro que el ruido comunitarioes un problema de salud ambiental genuino.El ruido no sólo es un problema en países industrializados sino también en muchospaíses en vías de desarrollo, especialmente debido al progreso técnico, urbanización,e incremento en el tráfico. Por lo tanto, en la última década cada vez más países entodo el mundo han reconocido que la lucha activa contra el ruido es necesaria, y elnúmero de países que establecen regulaciones por ruido comunitario se haincrementado.Las regulaciones por ruido implican la disminución del ruido. El objetivo de ladisminución del ruido es proteger la salud y el bienestar de la población. Con este fin,deben crearse condiciones aceptables de vida para que las actividades humanas másimportantes puedan ser llevadas a cabo sin molestias o interferencias en la medidaque sea posible. Para lograr este objetivo es necesario aplicar todas las medidasposibles en el control del ruido como:– prevenir y mitigar emisiones– aplicar tecnología de bajo nivel de ruido– restricciones temporales para las actividades que son indebidamente ruidosasGuía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 5
  6. 6. Frecuentemente, estas medidas no son suficientes para alcanzar condicionesaceptables de vida. Por lo tanto, deben aplicarse medidas adicionales, por ejemplo:– Considerar el ruido en el planeamiento de uso de tierra– Medidas de reducción del ruido en su camino de propagación– Aislamiento de edificiosLa industria minera, que incluye diferentes actividades tales como operaciones deminado y metalúrgicas, cubre una variedad inmensa de fuentes de ruido, muchos delos cuales tienen una naturaleza compleja. Están involucrados diversos tipos demaquinaria, los que pueden contener frecuencias bajas o altas predominantementeasí como componentes tonales, los que pueden ser impulsivos y también presentarpatrones de sonido desagradables. Obviamente, los problemas ambientales en laindustria de la minería son problemas comunes con muchos otros tipos de industrias.Esta guía Ambiental puede por lo tanto ser de utilidad, no sólo en la industria minera,sino también en muchos otros tipos de industrias que tienen problemas de ruidoambiental.2. ALCANCESLa presente guía está destinada principalmente a manejar problemas de ruidoambiental en la industria minera. Teniendo como objetivo principal al grupo de losingenieros, se orienta principalmente a apoyarlos con información práctica yexperiencias previas en diferentes tópicos que se relacionan con este asunto. Sinembargo, la industria minera es muy compleja, y consta de diferentes operaciones yfuentes de ruido que pueden ser también de interés común a todos los gruposinvolucrados con problemas de ruido en la industria.La guía no está dirigida a expertos en ruido. El objetivo principal es proporcionar unpanorama actualizado a los que no son expertos. Por lo tanto, los tópicos generalesde ruido son incluidos al igual que tópicos específicos en la materia. Para losinteresados se ha incluido una lista de referencia de textos y ejemplos prácticos sobreel control de ruidos.La guía proporciona la información pertinente que nos enseña cómo llevar a cabomediciones simples, mitigación y evaluación del control del ruido. Sin embargo,muchos casos de ruido ambiental pueden ser muy complejos. En dichas situaciones,esta guía nos permitirá comunicarnos con expertos en ruido.Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 6
  7. 7. Esta guía enfoca el ruido ambiental, más no el ruido ocupacional. Sin embargo, altratar los problemas de ruido ambiental no podemos separarlo de los problemas deruido ocupacional, ya que se originan en las mismas fuentes de ruido. Por lo tanto,muchos tópicos en esta guía son relevantes en lo que respecta al ruido ocupacionalasí como de los ruidos ambientales, por ejemplo: “fuentes de ruido, control técnico deruido, mediciones de ruido, etc.”La presente guía esta basada en informaciones actualizadas de los estándares ydocumentos internacionales. En lo posible, se hace referencia de los estándaresprovenientes de la International Standards Organization (ISO), y criterios de ruido dela Organización Mundial de la Salud (OMS).Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 7
  8. 8. 3. ASPECTOS FISICOS3.1 Ruido y sonidoFísicamente, el sonido es producido por la vibración de cualquier cuerpo y se propagaen el aire (u otros medios) como movimiento ondulatorio a cierta velocidad. En el aire,el medio con el que trabajaremos en esta guía, la velocidad de la onda esaproximadamente 344 m/s a 20°C. Se ilustra el principio de la onda de origen ymovimiento en la Figura 1. Figura 1. La transformación de las vibraciones en ondas. (Ref.12) a) Por un punto vibratorio en una banda de movimiento b) Por un pistón vibratorio en un medio fluidoLa figura 1 demuestra que a medida que un pistón oscila en un tubo, la onda depresión es transmitida en la misma frecuencia y con la misma forma de onda como lavibración del pistón que lo produce. Al ajustarse la velocidad del sonido en el aire, lalongitud de onda (λ ) se define por el intervalo de tiempo entre compresionessucesivas, que se establece a su vez por la frecuencia de la perturbación.Por lo tanto λ = cT = c/fDonde:λ es la longitud de onda (metros)Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 8
  9. 9. T es el tiempo entre compresiones sucesivas (segundos) c es la velocidad del sonido en el aire (metros por segundo) f es la frecuencia del disturbio (períodos por segundo=Hertz (Hz))El sonido como lo experimenta el hombre, es definido como energía acústica en unrango de frecuencia aproximado de 20-20,000 Hz. Los efectos del ruido dependenprincipalmente de la frecuencia del sonido. Por lo tanto, el análisis de espectro esimportante en mediciones de ruido.El sonido físico evoca respuestas fisiológicas durante su trayectoria auditiva. Sinembargo, no todos los sonidos evocan repuestas fisiológicas auditivas. Por ejemplo: elultrasonido (sobre los 20,000 Hz) y el infrasonido hasta cierto límite (por debajo de los20 Hz) se encuentran fuera del rango de frecuencia que anima el sistema auditivo y,por lo tanto, no son perceptibles.Desde el punto de vista físico no existe ninguna diferencia entre los conceptos sonidoy ruido, a pesar de que tiene una diferencia importante para el oído humano. El ruidoes una clase de sonido que se considera no deseada. En algunas situaciones, pero noen todas, el ruido puede afectar desfavorablemente a la salud y al bienestar de losindividuos o de poblaciones enteras. No es posible definir el ruido exclusivamentesobre bases de parámetros físicos. En su lugar es de práctica común definir el ruidooperacionalmente como energía acústica audible que puede afectar adversamentetanto fisiológica como psicológicamente el bienestar de las personas.3.2 Niveles de Sonido en Decibeles3.2.1 Nivel de Presión del SonidoEl sonido puede describirse como pequeñas variaciones en la presión atmosférica, porejemplo: una presión de sonido de tiempo variable, p(t). Comparada con la presión 5atmosférica (aprox. 10 Pa a nivel del mar) la presión del sonido es extremadamentepequeña. La presión del sonido en la región de 10-5 Pa (N/m2) a 10 2 Pa es relevante aloído humano. Ya que el rango de la presión del sonido es tan extenso, es usual (ypráctico) expresar el nivel de presión del sonido (Lp) en decibeles (dB) en una escalalogarítmica: 2 Lp = 10 log10 [p/pref]Donde:p es la presión del sonido (Pa)Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 9
  10. 10. pref es la presión de referencia estandarizada 0.00002 Pa (= 20µPa).Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 10
  11. 11. En la Tabla 1 se muestran algunos ejemplos de la presión del sonido y los niveles depresión del sonido (dB) asociados a sonidos comunes:Tabla 1: Sonidos típicos en los niveles de presión de sonido (dB) y presión del sonido (Pascal)Nivel de presión sonora Presión sonora Sonido común (dB) (Pa) 140 200 Avión grande a propulsión 120 20 Discoteca 100 2 Tráfico pesado - ciudad 80 0.2 Oficina atareada 60 0.02 Conversación normal 40 0.002 Área urbana tranquila 20 0.0002 Susurro 0 0.00002 Punto inicial de audición3.2.2 Nivel de Potencia del SonidoTodas las fuentes de ruido tienen una potencia de sonido característico, una medidabásica de su salida acústica. Mientras que el nivel de presión del sonido depende demuchos factores externos, por ejemplo: la distancia y la orientación del receptor, elviento y las gradientes de temperatura y el ambiente, la potencia del sonido esesencialmente una propiedad física sólo de la fuente. El nivel de potencia del sonidoes ampliamente utilizado para clasificar y comparar las fuentes de ruido. El nivel depotencia del sonido no puede medirse directamente, pero se calcula en base a lasmediciones de su presión aplicando los estándares de emisión del sonido.Al igual que la presión del sonido, el nivel de potencia del sonido (L W) también seexpresa en decibeles (dB) en una escala logarítmica: LW = 10 log10 [W/Wref]Donde:W es la potencia del sonido (Watts) -12 W ref es la potencia de referencia estandarizada 10 WattGuía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 11
  12. 12. En la Tabla 2 se muestran algunos ejemplos de la potencia y niveles de potencia delsonido, asociados a fuentes comunes: Tabla 2. Niveles típicos de potencia de sonido (dB) y potencia de sonido (W) para fuentes comunes de ruidoNivel de Potencia del Sonido Potencia del Sonido Fuente de ruido comunes (dB) (W) 180 1,000,000 Cohete Saturno 160 10,000 Motor del Turbojet 140 100 Avión a propulsión 120 1 Martillo de cincelar grande 100 0.01 Radio hi-fi 70 0.00001 Conversación normal 50 0.0000001 SusurroLa potencia y la presión del sonido se encuentran relacionadas entre sí. Un fococomún de luz puede servir como analogía para ilustrar esta relación: los focos de luzestán clasificados por su consumo de potencia en Watts, por ejemplo: focos de 25 W,100W, etc. La iluminación de un foco de 100W es mucho mayor que el de 25W en unradio dado. Asimismo, una fuente de sonido de un nivel de potencia de 100W es másruidoso (por ejemplo: la presión del sonido es más alta) que una fuente de 25W en unradio dado.3.2.3 Decibeles combinadosEl ruido ambiental industrial usualmente se emite de más de una fuente, y esnecesario calcular en decibeles el efecto combinado de los niveles de presión desonido de las fuentes simples. Obviamente, como el decibel es una expresiónlogarítmica, los decibeles no pueden agregarse aritméticamente, por ejemplo: 70 dB y70 dB no son 140 dB.Un método simple y directo para combinar (agregar) niveles de decibeles se ilustra acontinuación utilizando el cuadro en la Figura 2.Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 12
  13. 13. Figura 2. Cuadro para agregar niveles de sonido en decibeles. (Ref.3)La Figura 2 es utilizada para combinar dos niveles de sonido. El primer paso escalcular la diferencia entre ellos, sin tomar en cuenta la magnitud del nivel del sonido.El segundo paso es encontrar la cantidad de decibeles (0-3 dB) que deberánagregarse al más alto de los dos niveles de sonido. Se puede observar que el nivelcombinado de las dos fuentes iguales (por ejemplo: la diferencia equivale a 0 dB) elnivel combinado del sonido es 3 dB más alto. (70 dB+ 70 dB = 73 dB, y 0dB + o dB=3dB). Además, si la diferencia esta por encima de los 14-15 dB el nivel del ruidocombinado equivale al más alto de los dos. (70 dB + 55 dB = 70 dB).Ejemplo: Cuatro fuentes de ruido tienen niveles de presión de sonido Lp de 81, 75, 75 y 73 dB respectivamente. El nivel de ruido global es de 83.5 dB. En la figura 3 se ilustra el precedimiento del cálculo.Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 13
  14. 14. 81 (-6) 75 75 (-2) 73 +1 +2 82 (-5) 77 -1.5 83.5 dB Figura 3. Niveles de sonido combinadosGuía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 14
  15. 15. 4. CARÁCTER DEL RUIDOLas características físicas principales, además del nivel de presión del sonido, es lafrecuencia, el tipo y variaciones en el tiempo. Estas características son explicadas endetalle más adelante.4.1 EspectroComo se mencionó anteriormente la frecuencia del sonido es un parámetro importantepara caracterizar el ruido. Muchas de las fuentes de ruido emiten energía acústica enla región de 50-10,000 Hz. Nuevamente, debido al amplio rango de variación, elespectro frecuentemente se divide en bandas relacionadas geométricamente llamadasbandas de octava, (o bandas de octava de tercera para resoluciones de frecuenciasmás finas), La banda de frecuencia se denota por su centro de frecuencia. La Tabla 3muestra las bandas de octava de estándares internacionales con sus límites de bandamás bajos/más altos, y el centro de frecuencia correspondiente. Tabla 3. Bandas de octava estandarizadas internacionalmente 1/1 (Hz) Límite más bajo de banda Frecuencia de centro Límite más alto de banda (Hz) (Hz) (Hz) 22 31.5 44 44 63 88 88 125 177 177 250 254 254 500 707 707 1,000 1,414 1,414 2,000 2,828 2,828 4,000 5,656 5,656 8,000 11,312 11,312 16,000 22,624La Figura 4 muestra un análisis de frecuencia en bandas de octava de una turbina degas pequeña, medida al aire libre, a una distancia de 100m. De este análisis de bandade octava de ruido se puede determinar la magnitud de su reducción y se puedeidentificar las fuentes más importantes. (El ruido sale en la banda de 50 Hz; el picoprobablemente se origina en la compresora, a una frecuencia de 2000 Hz).Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 15
  16. 16. Figura 4. Turbina a gas pequeña en áreas abiertas a una distancia de 100m. (Ref.3)Los niveles de ruido en las diversas bandas de octava pueden combinarse de lamisma manera que los de las diferentes fuentes de ruido, para obtener el nivel deruido total, véase Capítulo 3.2.3Debe tenerse en cuenta que el ruido caracterizado en bandas de octava es una formagruesa de análisis. En muchas situaciones, por ejemplo, al identificar loscontribuidores de ruido simple en el nivel de ruido de la máquina, es necesario unaresolución de frecuencia más fina, y frecuentemente se utiliza un ancho de bandaangosta y constante. Sin embargo, es suficiente el uso de bandas de octava en elcontrol de ruido ambiental en situaciones prácticas.4.2 SonoridadSe llama sonoridad a la magnitud subjetiva del ruido. Principalmente, la sonoridaddepende del nivel de presión del sonido, la frecuencia y duración. A frecuencias bajas,Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 16
  17. 17. la sonoridad cambia rápidamente con respecto a los cambios en el nivel de presión delsonido. La Figura 5 demuestra esto para tonos puros. Cada línea de sonoridad,expresada en la unidad phon, muestra la forma en que el nivel de presión de sonido,del tono, debe variar a frecuencias diferentes para mantener una sonoridad constante.A 1000 Hz el valor-phon es igual al nivel de presión del sonido. Si la duración delsonido es menor a los aproximadamente 200 ms, la sonoridad se reduce comparadocon la Figura 5. Además, también muestra los niveles de presión de sonido típicos yregiones de frecuencia dominantes de fuentes comunes de ruido.Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 17
  18. 18. Figura 5. Perfiles normales de igual intensidad sonora para tonos puros. (Ref.12)Idealmente, los instrumentos para medir la presión de sonido deberían dar una lecturaigual a la intensidad sonora en unidades phon, sin embargo, esto es difícil de lograr.Por lo tanto, una aproximación simple es utilizada con muchos propósitos prácticos. LaGuía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 18
  19. 19. curva de ponderación A de la figura 6 es utilizada para ponderar los niveles de presióndel sonido como una función de la frecuencia, aproximadamente de acuerdo a laintensidad sonora. Lo que significa que, la energía a frecuencias altas y bajas sonreducidas en relación con la energía en el rango de frecuencia - media. Todos losmedidores del nivel de sonido de precisión incorporan el filtro-A, muchos de ellostambién el filtro B y C (ya que la intensidad sonora depende del nivel de presión delsonido), y algunas veces el filtro-D (para ruidos provocados por aviones). Las curvasde los filtros A,B,C, y D se muestran en la Figura 6. Figura 6. Filtros A, B, C, y D estándares característicos de los medidores del nivel sonoro. (Ref.6)En la mayoría de fuentes de ruido el filtro –A, por sí solo se utiliza para medicionesprácticas. El filtro C se usa en algunas situaciones para caracterizar las fuentes deruido de baja frecuencia. Los filtros B y D no se utilizan frecuentemente.Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 19
  20. 20. 4.3 El Factor TiempoCon el fin de medir el nivel de presión de sonido la presión (promedio cuadrado) debeser promediada sobre cierto período de tiempo. Para sonidos continuos, la elección depromediar el tiempo es innecesaria en vista que es suficientemente alto encomparación con el período de tiempo de las fluctuaciones de presión de sonido. Losmedidores de niveles de sonido estándar normalmente incorporan graduaciones “Fast”y “Slow” que corresponden a los tiempos promediados de 125 ms y 1s.El sonido puede parecer continuo a la audición humana ya que el tiempo promedio deaudición es mucho más largo que el tiempo del ciclo acústico. De forma similar, losmedidores del nivel de sonido pueden fabricarse con el fin de parecer continuosseleccionando convenientemente un tiempo largo en promedio. La respuesta “Slow”(1s) es considerablemente más grande que el tiempo promedio de audición, y esutilizada para obtener una lectura continua, cuando el nivel de sonido fluctúarápidamente en promedio. La respuesta “Fast” es considerada que será de un ordensimilar al del sistema de audición humano (125 ms). Las lecturas del medidorutilizando “Fast” son comúnmente utilizadas para caracterizar los niveles máximoscuando fluctúa considerablemente la presión del sonido.4.4 Tipos de ruidoEl tipo más simple de sonido, conocido como tonos puros, tiene un ciclo de presiónque se define en una frecuencia simple. Los tonos puros en la naturaleza son raros.Un diapasón puede servir como ejemplo. En la industria, muchas máquinas emitenruidos de tono a frecuencias discretas, típico en el ruido generado por maquinaria derotación, por ejemplo: el chillido de una llanta, el crujido de una herramienta dematerial cortante, el sonido agudo de las hojas de una sierra, etc. Las fuentes típicasde los ruidos industriales con componentes de tono (a frecuencias discretas) son:- Ventiladores- Bombas- TransformadoresSe puede encontrar ruido de banda ancha en un rumor, un gruñido o un silbido. Comosu nombre lo indica, no existe ningún contenido de energía en frecuencias discretas.Los ruidos de banda ancha que se originan por procesos no periódicos dan comoresultado ruidos no periódicos que no tienen contenido de tono. Sin embargo, laenergía acústica puede concentrarse en una o más áreas del espectro. Las fuentestípicas de ruido industrial que emiten ruidos de banda ancha son:Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 20
  21. 21. - Molinos de martillo- Martillo neumático- Turbina a gas (véase Fig.4)El ruido impulsivo está formado por uno o más golpes de la energía del sonido, conuna duración de menos de 1s cada uno. El sonido impulsivo puede ser de bandaancha o puede ser de frecuencia discreta. Fuentes típicas de sonido industrial consonido impulsivo son:- Golpe del Martillo- Explosiones- Golpes de máquinas de imprenta4.5 Nivel de Ruido EquivalenteEl objetivo básico de las mediciones de ruido es cuantificar la exposición de ruido totalen términos simples. Las investigaciones tanto en laboratorio como in situ muestranque la dosis de ruido físico total se correlaciona con lo que el ser humano percibe delsonido (tiempo variable). El período de interés puede ser un intervalo de segundos,minutos u horas. Por lo tanto, el nivel de ruido variable en el tiempo a largo plazo esmedido frecuentemente como el nivel promedio en el tiempo Leq, es decir el total de laenergía acústica es medida promediándola en el período de tiempo de medición. Portodo esto, el nivel de ruido durante un período de tiempo esta representado por unnivel singular.El Leq puede considerarse como un nivel de ruido estable y continuo que tendría lamisma energía acústica total igual al del ruido real fluctuante en el mismo período detiempo. Véase Figura 7. Por lo tanto, el Leq es denominado como el nivel de ruidoequivalente. Debe establecerse el período de tiempo de medición.Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 21
  22. 22. Figura 7. El nivel de presión sonora equivalente de un período de 24 horas. (Ref.3)Leq esta ganando gran aceptación como una escala para medir la exposición al ruido alargo plazo. Por ejemplo: El ISO la ha adoptado para la medición de la exposición alruido comunitario (Véase Ref. 34) y al riesgo de daño auditivo (Véase Ref. 35).Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 22
  23. 23. 5. EFECTOS DEL RUIDO5.1 Efectos en los Seres HumanosLa Salud ha sido definida por la Organización Mundial de la Salud (OMS) como “ Unestado de bienestar físico, mental y social completo y no solamente la ausencia deenfermedad o dolencia”. Esta es una amplia definición que cubre los impactos delruido tales como: daño auditivo y perturbación de las actividades humanas quepueden traer como consecuencia reacciones de disconformidad.Se ha demostrado que el ruido comunitario puede tener un número de efectos directosadversos diferentes a daños auditivos. Estos incluyen interferencia con lacomunicación, respuestas de enojo, efectos al dormir, en el sistema cardiovascular ypsicofisiológico, rendimiento y en el comportamiento social. Más adelante sepresentan efectos adversos reconocidos según los criterios de salud ambiental de laOMS sobre ruido comunitario (Ref. 32).5.1.1 Interferencia con la ComunicaciónEl ruido tiende a interferir en la comunicación con el auditorio, donde el discurso esmás importante. La percepción del discurso tiene especial importancia en los salonesde clase o auditorios de conferencias, y en situaciones donde los oyentes tienendificultades de audición. Para una distancia de 1 m. del hablante al oyente es conocidoque se puede tener un nivel de fondo de hasta:- 45 dB, un discurso relajante es 100% comprensible- 55 dB, un discurso puede ser entendido claramente- 65 dB, un discurso hablado con un mayor esfuerzo vocal puede entenderse.Un discurso también se ve afectado por las características de reverberación en elauditorio. Un tiempo de reverberación alto reduce la inteligibilidad de un discurso. Paraoyentes sensitivos o cuando se escucha mensajes complicados, el nivel de fondodebería ser 10 dB más bajo que el nivel del discurso.5.1.2 Pérdida de la audición inducida por el ruidoEjemplos de exposiciones a ruido comunitario de alto nivel son las discotecas,deportes motorizados, prácticas de tiro, etc. En circunstancias normales, el ruidoindustrial no es considerado peligroso para la audición en la comunidad.Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 23
  24. 24. Para propósitos prácticos, el daño en la audición, se asume está asociado con laexposición a la energía total de un ruido particular, por ejemplo: la equivalencia delnivel de ruido de la ponderación A por más de 8 horas LAeq,8h. El análisis de datosdisponibles ha proporcionado bases estadísticas con el fin de predecir el grado depérdida auditiva que probablemente será experimentado por las personas expuestasal ruido continuo durante unas 8 horas (día de trabajo) por un período de hasta 45años, Véase Tabla 4. Tabla 4. Riesgo de daño auditivo, %. (Ref.35) Años de exposición al ruidoLAeq,8h 2 añ. 5 añ. 10 añ. 20 añ. 30 añ. 40 añ. 45 añ.«Normal» 1 2 3 7 14 32 5085 dB 1 3 6 13 22 42 5790 dB 3 7 12 23 32 54 6595 dB 4 10 20 35 45 61 72100 dB 5 14 31 49 58 74 82105 dB 8 20 45 65 77 87 91110 dB 10 28 58 85 91 95 95El riesgo se considera insignificante para LAeq,8h, menores de 75-80 dB, por encima deeste nivel el riesgo se incrementa con el aumento del nivel del sonido, sin embargo elincremento en el riesgo puede ser difícil de demostrar en seres humanos.Ya que el principio de energía igual puede ser adoptado, un criterio base de 80 dBLAeq,8h, implica que el riesgo también será insignificante con 83 dB LAeq,4h con 86 dBLAeq,2h y con 89 dB LAeq,1h. (A este respecto, debe considerarse que el Perú sí tieneregulaciones nacionales para el ruido ocupacional en la industria minera, Véase Ref.41).No está claro si las regulaciones con respecto al riesgo de daños pueden o noextenderse por un tiempo muy corto de ruido impulsivo. La evidencia indica que elincremento de riesgo existe cuando los niveles de sonido impulsivo alcanzan de 130 -150 dB L peak.5.1.3 Efectos de perturbación del sueñoEl ruido continuo así como el intermitente puede producir perturbación en el sueño.Los ruidos de fondo más intensos producen efectos más graves de perturbación delGuía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 24
  25. 25. sueño. Se han identificado los efectos subjetivos en las dificultades de conciliar elsueño, calidad de sueño subjetivo, efectos adversos como dolor de cabeza ycansancio. Se hace mención de los grupos más sensibles como los ancianos,personas con dificultades para dormir y los trabajadores de turnos.Para evitar las perturbaciones del sueño por ruidos continuos el nivel de sonidoequivalente no debería exceder los 30 dB, para ruido fluctuante el nivel máximo nodebería exceder los 45dBA en el interior. Particularmente, cabe resaltar que si fueraposible dormir con una ventana ligeramente abierta, se experimentaría una reducciónde afuera hacia adentro de 15 dB. (60 dB fuera de la ventana produce 45 dB en elinterior).Para prevenir perturbaciones en el sueño, se debería considerar al mismo tiempo: elnivel de ruido equivalente, los niveles de eventos de sonido (niveles máximos) y elnúmero de eventos. La reducción de ruido en la primera parte de la noche se cree esefectiva para quedarse dormido.5.1.4 Efectos CardiovascularesMuchos estudios han demostrado que la presión arterial es más alta en lostrabajadores expuestos al ruido y en las poblaciones que viven en lugares ruidososalrededor de los aeropuertos y en calles ruidosas; que en poblaciones con control deruido. Mientras que otros estudios no indican efectos. La evidencia total sugiere unaasociación débil entre exposición al ruido a largo plazo y el incremento en la presiónarterial o hipertensión.5.1.5 Efectos en el RendimientoHay pocos o casi ningún estudio sobre los efectos del ruido en la productividadhumana en situaciones comunitarias. En cambio, el efecto del ruido en el desempeñode las labores ha sido estudiado en laboratorios de investigación. Dos ejemplos de lainfluencia en el desempeño de labores: Un evento nuevo, como el comienzo de unruido desconocido causará distracción e interferencia en muchas clases de labores. Elruido impulsivo puede producir efectos destructivos como resultado de respuestas desobresalto.La exposición persistente al ruido durante la niñez puede dañar la facultad de leer;mientras más larga sea la exposición, mayor será el daño. Parece claro que centrosde cuidado diario de niños y escuelas no deberían ubicarse cerca de fuentes de ruidoimportantes, tales como: carreteras, aeropuertos y centros industriales.Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 25
  26. 26. 5.1.6 Respuestas de enojoEl enojo producido por el ruido puede definirse como un sentimiento de desagradoprovocado por el ruido. Sin embargo, las reacciones de enojo son susceptibles amuchos factores que no tienen relación con la acústica sino más bien de naturalezapsicológica, social o económica. Existe una diferencia considerable en las reaccionesindividuales al mismo ruido comunitario.Se ha demostrado que el enojo puede verse afectado por el nivel de ruido equivalente,el nivel de ruido máximo de un evento de ruido, el número de dichos eventos y elmomento del día. El enojo de la comunidad varía según la actividad. El umbral delenojo para ruidos estables y continuos es alrededor de 50 dB LAeq al aire libre. Si semantienen los niveles por debajo de los 55 dB LAeq pocas personas estarán muyenojadas durante el día. Para otros tipos de ruido, por ejemplo: ruido impulsivo, elumbral puede ser más bajo. Los niveles de ruido durante la tarde y la noche deberíande ser de 5 a 10 dB más bajos que durante el día.5.1.7 Efectos en el comportamiento socialDe los muchos ruidos comunitarios, la interferencia de la actividad más importanteparece estar relacionada con el descanso, recreación y ver televisión. Existe evidenciatotalmente consistente que el ruido por encima de los 80 dB causa un comportamientoque reducen la diligencia y los ruidos altos podrían incrementar un comportamientoagresivo.5.2 Efectos en la faunaLos efectos del ruido en los animales no han sido profundamente investigados yentendidos como en el caso de los humanos. Sin embargo, diversos estudios han sidollevados a cabo, y en este capítulo se presenta un resumen de las opiniones comunesvertidas en la actualidad.Los animales pueden reaccionar a la exposición al ruido de diferentes maneras, y lasreacciones variarán entre las diferentes especies. La audición es un elementoimportante para mantener a los enemigos alejados, conseguir comida, y tenercontacto con otros animales de la misma especie. El menoscabo en la audición seránormalmente más fatal para los animales silvestres que para los domésticos. Losanimales silvestres dependen totalmente de sus sentidos.Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 26
  27. 27. Los animales silvestres tienen normas naturales de reacción contra peligrospotenciales. Las observaciones demuestran:- interrupción de actividades en progreso- reacciones de estrés- reacciones de escape- reacciones de defensaLos animales en cautiverio no tienen la posibilidad de escapar, y pueden desarrollarreacciones de estrés.5.2.1 AsociaciónLos animales pueden asociar el ruido con peligro. Algunos estudios muestran que lasensación de peligro puede estar relacionada con experiencias anteriores. La visión esimportante. Una reacción normal entre los animales silvestres es considerar a loshumanos como un enemigo. Sin embargo, aparatos mecánicos (por ejemplo:máquinas industriales, etc.) son menos amenazadores. Por lo tanto, los animales noreaccionan ante el ruido que no representa ninguna clase de peligro, y que no tienenninguna relación con experiencias anteriores. Por otro lado, el ruido puede producirasociaciones positivas. Un tipo de ruido combinado con seguridad (por ejemplo:comida) puede dar como resultado ninguna reacción al repetirse en una etapaposterior.Los humanos si tienen la habilidad de desarrollar aversiones y sentimiento demenoscabo en su bienestar. Por esta razón, aún a niveles de ruido bajos puedenproducir reacciones negativas y perturbación cuando se siente que la fuente de ruidoes inútil, o no tiene sentido, el valor del uso es insignificante, innecesario, etc. Losanimales probablemente no tienen esta capacidad, al menos al mismo grado como enlos seres humanos.5.2.2 Normas de comportamientoLa evaluación de las reacciones de los animales silvestres al ruido está basadafrecuentemente en evaluaciones no controladas. La misma situación la tienen losanimales domésticos. Sin embargo, en cuanto a los animales domésticos, existe ungran número de investigaciones con observaciones médicas combinadas y cargas deruidos.Existen muchos estudios en los que los animales son expuestos al ruido condiferentes características. Muchos estudios de campo han observado las normas deGuía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 27
  28. 28. comportamiento de los animales. Generalmente, se asume que las aves son másvulnerables que los mamíferos. Los animales que viven próximos a límites donde nohay vida, por ejemplo: en el desierto y en el ártico están en peligro de extinción. Lamisma situación se aplica a los animales que viven bajo condiciones de estrés encautiverio. Otros animales pueden estar en peligro de extinción en períodos deescasez de comida (por ejemplo: en el invierno) o durante el período de apareo. Elruido que produce reacciones de escape puede conducir a la reducción de susrecursos alimenticios.Existen sólo unos pocos estudios de efectos a largo plazo del ruido y reacciones deperturbación experimentada por los animales. Cuando se cubren las necesidadesnaturales, la mayoría de animales se adaptan fácilmente al ambiente. Sin embargo, laperturbación y el ruido repetidos, será de cualquier manera un factor de ambientenegativo que puede influir y reducir el número de especies en el área.5.2.3 Mamíferos y animales domésticosAlgunos estudios indican que los niveles de ruido que exceden los 90 dB puedenproducir un incremento en las reacciones entre los mamíferos (reacciones de escape,etc.) mientras niveles de ruido más bajos proporciona un número mucho menor dereacciones. Los estudios sobre animales domésticos muestran reacciones variables,de acuerdo al carácter y nivel del ruido, y más aún que los animales domésticos seacostumbran con mayor facilidad al ruido.El ruido continuo por encima de 100 dB puede conducir a la reducción del apetito y dela producción de leche, y síntomas de fatiga hormonal entre el ganado vacuno, cerdos,cabras, etc. Puede incrementarse el pulso. Explosiones de alta intensidad y golpesviolentos pueden provocar reacciones de escape. Algunos estudios indicanreacciones aún a niveles bajos de ruido. Estudios realizados en granjas de visonesdemostraron que los animales se acostumbran fácilmente a ruidos impulsivos deaprox. 140 dB Lpeak. Sólo se observaron reacciones a corto plazo, y los animalesregresaron a su comportamiento normal luego de un período corto de tiempo. No seobservaron reacciones de pánico (matanza de cachorros, etc.).5.2.4 Aves y Animales de corralLos estudios indicaron que niveles altos de ruido pueden reducir la producción dehuevos. Los efectos a niveles bajos de ruido, por ejemplo por debajo de los 100 dBson difícilmente notados. Niveles de intensidad no han afectado el plumaje de lospollos.Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 28
  29. 29. 6. ESTABLECIMIENTO DE LÍMITES DE RUIDOEs una importante tarea de las autoridades promulgar regulaciones sobre losderechos y deberes en la emisión de ruido ambiental. Especialmente debe quedarclaro cuál es el grado de exposición que la población tiene que tolerar y cuándo lasmedidas de control de ruido tienen que llevarse a cabo. Dichas regulaciones del niveldel ruido ambiental han sido promulgadas en muchos países.Otro tipo de regulaciones, dirigidas a reducir el nivel de ruido en el ambiente, son losniveles de emisión de ruido de equipos nuevos de cierto tipo. Dichas regulaciones hansido difundidas ampliamente en muchos países europeos, y están dirigidasprincipalmente a equipos de remoción de tierra, como por ejemplo: las excavadoras,bulldozers, palas, etc.El presente capítulo se centra en las regulaciones ambientales. A continuación sepresentan documentos de principios y bases de dichas regulaciones. Una lista de loslímites de ruido en diferentes países se presenta en la Tabla 5.6.1 Procedimientos para establecer límitesEl ISO 1996 (Ref. 34) es un estándar general de la descripción y mediciones de ruidoambiental. El ISO 1996 puede ser el estándar base preferido para establecer loslímites de ruido. Se divide en tres partes; 1996-1, -2, -3. El objetivo de los estándareses proveer a las autoridades el material para la descripción de ruido en la comunidad yen ambientes laborales. Basados en estos principios, los límites de ruido puedenespecificarse y de acuerdo con estos límites de aceptabilidad pueden controlarseutilizando el método descrito en los estándares. Las secciones del 1al 3 no especificanlos límites de ruido.Parte 1: Cantidades y procedimientos básicos que definen las cantidades básicas quese utilizarán en la descripción del ruido en la comunidad y ambientes laborales;describe los procedimientos básicos en la determinación de estas cantidades. La parte1 conforma las bases de partes posteriores en las series – 1996.Parte 2: Levantamiento de datos correspondientes al uso de la tierra describe losmétodos que se utilizarán para medir y caracterizar el ruido ambiental orientadoprincipalmente al uso de la tierra. Utilizando estos datos como base, las autoridadespueden establecer un sistema para seleccionar el uso apropiado de la tierra, y loconcerniente a los niveles de ruido, de un área específica, o las fuentes de ruido –Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 29
  30. 30. existentes o planeadas – que son aceptables con respecto al uso de la tierra. La Parte2 no especifica los límites de ruido.Parte 3: Aplicación de los límites de ruido. Establece los criterios que se deben utilizarpara aplicar los límites de ruido; también describe los procedimientos que seránusados para verificar el cumplimiento de dichos límites.Los principios fundamentales para la especificación del límite del ruido de acuerdo alISO 1996 son:- Los límites del ruido son especificados en términos del promedio de los niveles, LAr,T: LAr,T = LAeq,T + K1 + K2 donde LAeq,T es el nivel equivalente de presión del sonido continuo con ponderación A en un período de tiempo T. K1 es un factor de “corrección” por ajuste de tono si los componentes de tono son características esenciales del sonido. K2 en un factor de “corrección” por ajuste de impulso si los componentes de impulso son características esenciales del sonido.- Los límites del sonido deben establecerse sobre las bases de consideraciones generales de compatibilidad con las actividades humanas y el uso de la tierra. Dichos límites dependerán de muchos factores tales como el momento del día, las actividades que se protegerán, el tipo de fuentes de ruido, factores climáticos, sociales y económicos.- Las regulaciones sobre límites del ruido deben abarcar un número de elementos básicos que, en combinación definen únicamente las circunstancias bajo las cuales pueden verificarse de acuerdo con las regulaciones. Estos elementos son como siguen: Descripción del ruido Intervalos relevantes de tiempo Las fuentes y su condición de operación Puntos donde pueden verificarse los límites de ruido Condiciones meteorológicas Criterios para evaluar el cumplimiento de los límitesGuía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 30
  31. 31. 6.2 Regulaciones y límites de ruido en otros paísesEn muchos países, las regulaciones han sido promulgadas dependiendo de la fuentesde ruido. Las regulaciones tienen diferentes grados de obligatoriedad, que van desderequisitos de mandato legal hasta recomendaciones. Regulaciones legales completassólo existen en pocos países, por ejemplo: Holanda y Suiza. En Suiza, el siguientesistema de valores de ruido ambiental con medidas graduales ha sido introducido:Valores planeados. Ellos describen los valores objetivos que no deben sobrepasarseal planearse instalaciones nuevas de la industria (y transporte) así como de áreasurbanas.Umbrales de impacto ambiental del ruido. Estos indican el límite de la exposición delruido en áreas habitadas que no debe excederse al construir nuevas instalaciones o alalterarse considerablemente instalaciones existentes. Al mismo tiempo son los valoresobjetivos de medidas de remediación. En las áreas donde el umbral es sobrepasado,se permiten áreas habitadas sólo cuando han sido suficientemente aisladas.Valores de Alarma. Demarcan áreas donde las medidas de reparación tienen quellevarse a cabo con prioridad, posiblemente se han tomado medidas de aislamiento enlas áreas habitadas.En la Tabla 5 se muestran las regulaciones para el ruido industrial usados en algunospaíses. Los límites son valores sólo para áreas residenciales y están relacionados convalores al aire libre.Tabla 5. Límites de ruido en diferentes países para las instalaciones industriales en áreas residenciales. (Ref.27) País Descriptor del Hora del día Períodos de Hora de la ruido descanso nocheAustria Lr 50-55 40-45Bélgica L95 45-50 40-45 35-40Canadá Lr LAeq,1h ruido del tráficoDinamarca Lr 45-50 40-45 35-40Francia Lr 50-55 45-50 40-45Alemania Lr 50-55 Ajuste 6 dB 35-40Reino Unido Lr L90 + 10 dB L90 + 10 dBHong – Kong Lr 60-65 50-55Italia Lr 50-55 40-45Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 31
  32. 32. Japón L50 50-60 45-50 40-45Corea Lr 50-55 45-50 40Holanda Lr 50 45 40Noruega Lr 50 45 40Suecia Lr 50-55 45-50 40-45Suiza Lr 55 45Como se muestra en la Tabla 5, casi todos los países aplican el nivel promedio Lr deacuerdo al ISO 1996, cuando se trata de ruido industrial. También existen diferenciasconsiderables con respecto a los intervalos de tiempo de referencia y ajustes entre lospaíses.Muchos países sí tienen factores de ajuste (“corrección”) para los componentesimpulsivos (K2) y de tono (K1). Mientras K1, varía de 0 dB (sin ajustes) a 6 dB, el valormáximo de K2 puede diferir en 7 dB. (Ajustes promedio son de aprox. 5 dB tanto paraK1 y K2).En algunos países el día se encuentra subdividido en dos intervalos de tiempo dereferencia (día - noche), lo que permite separar las evaluaciones de exposicióndurante el día y la noche. Los valores correspondientes típicos difieren en 10 dB. Perolas diferencias de 15 dBA también están en uso. Otros países prefieren tres intervalosde tiempo (día / períodos de descanso / noche). De esta manera, los períodos dedescanso puede protegerse más efectivamente con valores que son 5 dB más bajosque los valores en el día.Una comparación de valores en varios países demuestra que pueden encontrarsediferencias de hasta 15 dB. Sin embargo, debido a la obligatoriedad diferente de lasregulaciones y a diferencias mencionadas en detalle arriba, este número debe serinterpretado con mucha cautela. Los requisitos del ruido proveniente de instalacionesindustriales concuerdan correctamente con los valores de lineamiento de la OMS paracondiciones deseables o aceptables en muchos países. (Véase capítulo 6.1 y Ref. 32).Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 32
  33. 33. 7. SOLUCIÓN A LOS PROBLEMAS DE RUIDOEl entendimiento tradicional del concepto “problemas de ruido en la industria” estadirigido al ruido ocupacional, por ejemplo: ruido en el área de trabajo. Sin embargo,existe un entendimiento creciente, de que el concepto también implica problemas deruido ambiental en muchas situaciones, y además, es de responsabilidad de laindustria controlar el ruido ambiental.En este capítulo se discute ampliamente sobre los principales procedimientos para elcontrol del ruido ambiental. La mayor parte de los tópicos es tratado en capítulosposteriores.7.1 Identificación de los problemas de ruido“¿Existe un problema de ruido en nuestro caso?” Aún si el ruido ocupacional es alto,no necesariamente existe un problema de ruido ambiental. El ruido ocupacional y elruido ambiental deben considerarse por separado. Existen dos formas de identificar unposible problema de ruido, aquí llamado identificación activa y pasiva:Identificación pasiva: es la situación en la que la industria restringe su acción inicial arecibir quejas de los vecinos sobre el ruido. Cualquier queja (por supuesto) debe serconsiderada como representación de problemas reales de ruido de los que se quejan.Sin embargo, si la industria va a tomar alguna acción para reducir el ruido en un casoen especial, debería depender del nivel de ruido y del carácter del ruido. (Véase másadelante). Se debe enfatizar que “ninguna queja” no significa “ninguna molestia”.Muchas personas no se quejan aún si el ruido es un gran fastidio para ellos.La identificación activa se aplica cuando la industria recolecta datos de ruido, ya seapor medición o cálculos, para determinar los niveles típicos de ruido y compararlos conlos criterios de ruido o límites de regulación de ruidos, si existen dichos límites. Deesta manera problemas potenciales de ruido se detectan de acuerdo a criteriosobjetivos para una población “normal”. Se debe tener presente que la población estacambiando con el tiempo. Algunas personas se mudan a otras áreas, otros llegan.7.2 Métodos de CuantificaciónTradicionalmente el ruido ambiental es cuantificado mediante mediciones. Sinembargo, el nivel del ruido frecuentemente esta fluctuando, en primer lugar debido acondiciones de operaciones industriales variables y condiciones meteorológicas. PorGuía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 33
  34. 34. lo tanto, las mediciones pueden tomar tiempo si los resultados son hechos para quesean confiables, ejemplo: poca incertidumbre en los resultados de las mediciones. Sediscuten en detalle los métodos de medición ambiental en el Capítulo 11.8.En la actualidad, en muchos países los cálculos del ruido se han hecho comunes, ylos procedimientos de cálculo son autorizados por las autoridades nacionales delmedio ambiente. Un método de cálculo de aceptación internacional está siendopreparado en la actualidad, Véase Ref. 38. Se describe este método en el Capítulo12.2. Debe tenerse en cuenta que la incertidumbre de los resultados obtenidos por loscálculos en muchas situaciones prácticas, son del mismo orden de magnitud que el dela incertidumbre de los resultados obtenidos por mediciones, y pueden ser aúnmenores, comparadas con la incertidumbre de situaciones de mediciones al azar yescasez de documentación.Los resultados de la medición (o cálculo) deberían compararse con los límites deregulación de ruidos para ruido industrial. A la falta de regulaciones del ruido industrial,los resultados de ruido ambiental cuantificados pueden compararse con los límites deotros países, los que se muestran en el Capítulo 6.2.7.3 Organización y PlaneamientoComo regla general, cualquier organización industrial debería tener como objetivoplanear cuidadosamente la forma de evitar fuentes de ruido alto. Es de especialimportancia consultar al fabricante sobre las especificaciones de ruido de máquinas einstalaciones nuevas. Sin embargo, las fuentes de ruido alto son en muchos casosimposibles de evitar. En dichos casos se recomienda los siguientes principios deplaneamiento:- Deberían esperarse reacciones substanciales cuando la situación del ruido en un área es modificada. Este es el caso especial de las áreas que fueron tranquilas, en donde períodos de tiempo de tranquilidad se vuelven ruidosos, debido a actividades alteradas o nuevas, nuevas instalaciones, etc.- La concentración de fuentes de ruido, con respecto al área y/o tiempo, es una medida importante para reducir la perturbación en el ambiente.- Concentración en el área: La reducción total del ruido mediante el uso de pantallas o encerramientos frecuentemente es más efectiva, y tiene un costo con mayor aprovechamiento si las instalaciones ruidosas están agrupadas.Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 34
  35. 35. - Tiempo de Concentración: Si instalaciones ruidosas están operando simultáneamente, y durante un tiempo limitado, preferiblemente de día, la tranquilidad relativa en un área puede mantenerse.- Las fuentes de ruido deben localizarse en áreas donde su propagación hasta las posiciones del receptor, incluya efecto de pantalla por terrenos intermedios, construcciones, etc. que eviten la propagación de ruido directo si fuera posible. Utilice la distancia: A mayor distancia entre la fuente y el receptor, menor es el nivel de ruido.- La información a los vecinos sobre las medidas planeadas para la reducción del ruido puede incrementar la aceptación de dichas medidas, y reducir el malestar total en el ambiente. La información dará la sensación de que los problemas son tomados de manera muy seria.7.4 Reducción Técnica del SonidoLa reducción del sonido en la fuente es frecuentemente la medida más efectiva, ydebe tener prioridad sobre las medidas de reducción en la ruta de propagación delruido. Sin embargo, en muchas situaciones es necesario combinar ambas medidas.Para el control efectivo del ruido ambiental es fundamental el conocimientofundamental de las fuentes de ruido existentes y potenciales, su nivel de emisión y losmecanismos que lo generan. Un conocimiento detallado de las partes que emitenruido en la fuente de emisión es la base para determnar las medidas de reducción delruido a un costo eficaz.Además, en el caso de diversas fuentes de ruido debería aclararse la importanciarelativa de cada uno sobre el nivel de ruido total en el ambiente. La reducción de ruidodebería comenzar con la fuente que proporciona la contribución más importante alambiente. Debería tomarse en cuenta que en muchas situaciones es necesario llevara cabo una reducción de ruido en más de una fuente, en el caso que la reducción deruido total sea efectiva.En el capítulo 11.6 se discuten los métodos para medir las emisiones de ruido, y seproporcionan los métodos para identificar las fuentes de ruido con el fin de determinarsu importancia relativa respecto al ruido total en el ambiente. Además, en el Capítulo10 se discuten los métodos técnicos de la reducción de ruido.Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 35
  36. 36. 8. PROPAGACIÓN DEL SONIDO8.1 Fuentes PuntualesLas fuentes de ruido tienen diferentes formas: las máquinas pequeñas sonconsideradas como fuentes puntuales, el tráfico en carreteras como fuentes en línea,y las fachadas de los edificios como fuentes de superficie. Sin embargo, las fuentes deruido pueden considerarse como fuentes puntuales simples si sus dimensiones físicasson pequeñas comparadas con la distancia al receptor. Muchas fuentes de ruidocomunes, incluyendo las fuentes de ruido industrial, normalmente pueden ser tratadasde esta manera. Como se muestra en la figura 8 la fuente puntual ideal puede produciruna serie de frentes esféricas de onda que resultan de perturbaciones sucesivas de lafuente puntual. La Figura 8 muestra que la energía del sonido se expande del mismomodo en todas direcciones y a medida que la onda viaja más allá de la fuente suenergía es recibida en un área esférica aumentada. Cuando la distancia del receptorde la fuente se dobla, el nivel de presión de sonido se atenúa en 6 dB. Figura 8. Propagación del frente esférico de onda de la fuente puntual. (Ref.12)Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 36
  37. 37. 8.2 Propagación del Sonido en el AireAdemás de la reducción del nivel de presión del sonido con la distancia, existenmuchos otros factores que pueden afectar significativamente la propagación delsonido en la atmósfera. Los efectos meteorológicos del viento y la temperatura alteranla dirección de la onda, la turbulencia la distorsiona, y la viscosidad causa absorción.Este último efecto es mucho mayor para las frecuencias altas que en las bajas, así laatmósfera tiende a actuar como un filtro. Además, la mayor parte de las medicionesson hechas casi al nivel del suelo donde la gente vive y trabaja. Por lo tanto, lareflexión y absorción del suelo entre la fuente y el receptor es muy importante cuandose estudia la transmisión del ruido al aire libre.8.3 Efectos MeteorológicosLas condiciones meteorológicas pueden influir en el nivel de ruido recibido si ladistancia entre la fuente y el receptor excede a aprox. 30 m. Ya que el aire es viscoso,la velocidad del viento a nivel del suelo es cero. Por encima del suelo la velocidad delviento se incrementa con la altura hasta que la velocidad de la masa principal de airees alcanzada. Esta región de variación de la velocidad del viento puede ser demuchos cientos de metros de espesor y afecta las mediciones hechas de la mayorparte de la fuentes de ruido. El efecto es que la dirección de la onda del sonido secambia mientras la onda viaja a través de la capa del aire con diferentes velocidadesdel viento. La dirección de propagación es refractada. A favor del viento el efecto derefracción hace girar las ondas de sonido hacia el piso y el nivel de sonido puedeincrementarse comparado con la situación de efectos sin refracción. En contra delviento el efecto de refracción es opuesto, y puede formarse una región de sombra conintensidad de sonido reducido, Véase Figura 9.Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 37
  38. 38. Figura 9. Refracción del sonido causada por el viento. (Ref.12)La velocidad del sonido se incrementa con la temperatura, por lo que es buenorecordar que en una atmósfera normal la temperatura por sí misma decrece con laaltura. El resultado es que, en ausencia del viento, las ondas del sonido cambian dedirección a partir del suelo, al igual que en el caso en contra del viento, formándoseuna región oscura a cierta distancia.Algunas veces, sin embargo, la gradiente de la temperatura cerca del suelo espositiva, por ejemplo: la temperatura se incrementa con la altura. Esta situación sellama inversión térmica y conduce a efectos opuestos a aquellos descritosanteriormente. Los efectos de refracción por temperaturas disminuidas o aumentadascon la altura se muestran en la Figura 10. Figura 10. Refracción del sonido causado por la temperatura. (Ref.12)Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 38
  39. 39. 8.4 Humedad y PrecipitaciónLa absorción del sonido en la atmósfera varía con la frecuencia, humedad, ytemperatura. La absorción es mayor a frecuencias altas, y muestra una tendencia aincrementarse con la temperatura pero disminuye cuando la humedad se encuentrarelativamente alta. La “capacidad” del sonido de “transportarse” en la neblina o enprecipitaciones débiles de cualquier tipo no se debe a ningún cambio físico del medioque conduce a su mejor propagación, sino más bien a una reducción de la actividadhumana que se combina con las condiciones atmosféricas para producir un nivel deruido de fondo más bajo que el normal durante estos períodos.8.5 Absorción por la VegetaciónSi la superficie del suelo por debajo de la onda de sonido fuese perfectamente plana yreflejante, la onda se propagaría sin ninguna atenuación en exceso debido a unaexpansión geométrica, (sin contar con los efectos debido a la propagación en el aire).Sin embargo, muchas de las cubiertas del suelo (por ejemplo: césped, maíz, arbustosy árboles), tienen una absorción significativa, causando una atenuación excesiva, y loque es más resaltante cuando la fuente o receptor (o ambos) están localizados cercadel suelo. Como podría esperarse, la atenuación es mucho mayor en frecuencias altasque en bajas.8.6 ReflexionesCuando las ondas del sonido se ponen en contacto con una superficie ocurre:- parte de la energía es reflejada- parte es transmitida a través de ella- parte es absorbida por ellaSi la superficie es relativamente plana y acústicamente dura, la mayor parte de laenergía es reflejada, y la superficie puede considerarse que refleja el sonido de lamisma manera como un espejo refleja la luz. La Fig. 11 demuestra este principiosimple.Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 39
  40. 40. Figura 11. Reflexión de una superficie plana. (Ref.12)Como las ondas de sonido son vibraciones de presión oscilante en la atmósfera, laonda reflejada y directa pueden ambas reforzarse o cancelarse entre si, debido a lageometría, produciendo problemas para hacerse mediciones cercanas a superficiesde reflexión.El efecto de las superficies curvas, superficies planas paralelas y esquinas en elcampo de sonido, se muestra en la Fig. 12. Figura 12. Superficies de Reflexiones de formas diversas. (Ref.12)Si la superficie de reflexión es curva entonces los rayos estarán enfocados si lasuperficie es cóncava, y dispersos si es convexa. Un rayo que entra por un vértice deángulo recto se reflejará en la misma dirección después de dos reflexiones. Lassuperficies paralelas causan dos efectos importantes: Ondas estacionarias, a ciertasfrecuencias, conducen a variaciones muy grandes en la presión del sonido. ElGuía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 40
  41. 41. segundo efecto, eco vibratorio, es causado por una reflexión continua y regular de lassuperficies paralelas con baja absorción.En cualquier área cerrada (por ejemplo: sonido en una zona cerrada), existirá unaregión cerca de la fuente de ruido donde las dimensiones de la fuente tendrán unefecto importante, una región más alejada donde el sonido directo será dominante,(como al aire libre), y más allá de ésta, una región dominada por el sonidoreverberante causado por las reflexiones de la superficie en un ambiente cerrado.Estas regiones se muestran en la Figura 13. Figura 13. Variación en la presión del sonido en un ambiente cerrado. (Ref.12)8.7 AbsorciónCuando una onda de sonido interactúa con una superficie, pierde parte de su energíapor absorción. La eficiencia de una superficie de absorción es expresada con unnúmero entre el 0 y el 1, llamado el coeficiente de absorción. “0” representa que nohay absorción, es decir: una reflexión perfecta, y 1 representa una absorción perfecta,por ejemplo: la energía no se refleja. La absorción depende de la frecuencia. Elmaterial de absorción puede reducir los niveles de ruido totales en auditorios ruidosos,y reducir la influencia de las reflexiones de superficies duras, por ejemplo lascausadas por máquinas ruidosas adyacentes a las superficies.8.8 DifracciónCuando una onda de sonido encuentra un obstáculo que es pequeño con relación a sulongitud de onda, pasa alrededor de él casi como si no existiera, formando unasombra muy pequeña. Pero, si la frecuencia de sonido es suficientemente alta, y lalongitud de onda por lo tanto suficientemente corta, se forma una sombra perceptible.El efecto de difracción de las ondas del sonido con frecuencias altas y bajasrespectivamente se muestra en las Figuras 14 y 15.Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 41
  42. 42. Figura 14. Efecto de difracción a frecuencias bajas. (Ref.12) Figura 15. Efecto de difracción a frecuencias altas. (Ref.12)Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 42
  43. 43. 9. FUENTES DE RUIDO9.1 Radiación y Generación de RuidoLa mayor parte de las máquinas pueden considerarse como un ensamblaje decomponentes. Los componentes activos son aquellos que contienen las fuentes deenergía. Ejemplos de ello son los motores eléctricos, motores diesel, bombas, etc.Típicamente la Potencia es convertida de una fuente de energía a otra, es decir deeléctrica a mecánica. Asimismo, la máquina tiene un número de componentes de ruidopasivos, tales como paneles, tanques de aceite, partes para llevar cargas, etc.Los mecanismos básicos de ruido acústicos en un mecanismo son mostrados en laFigura 16: Generación Fuente Transmisión Vía Radiación Surperficie Figura 16. Mecanismo básico de ruido acústico en una máquinaLa generación es definida como el fenómeno físico que crea las fuerzas dinámicas opresiones en un componente activo. La fuente es la ubicación de un componenteactivo donde se lleva a cabo la generación del ruido. Un ejemplo simple de generacióny fuente es el impacto de la caída de un cuerpo a un plato.La transmisión se define como el proceso de propagación de ondas acústicas en unmedio. Este puede ser: el aire, líquido o estructuras.Las máquinas frecuentemente están formadas de partes macizas diseñadas paratomar las cargas estáticas de los componentes activos. A través de éstas setransmiten fuerzas dinámicas o vibraciones en una ruta característica de cada una delas fuentes. Éstas pueden ser clasificadas como fuentes transmitidas a través del aire,líquido o estructuras.Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 43
  44. 44. La radiación es el proceso de acoplamiento acústico entre la estructura y el medio quelo rodea. Para propósitos de control de ruido, la radiación es considerada desde lasuperficie de la estructura que proporciona una contribución dominante al ruidoresultante de la máquina. En estructuras, éstas son típicamente platos o partes largasque soportan la carga de la estructura. En ruidos transportados a través de líquidos,puede tratarse de una superficie libre. Puede suceder una radiación de ruidotransportado a través del aire al final de ductos o tubos.Ejemplo, el caso de una bomba con la que se transmite ruido hacia la superficie, através de las diferentes partes de su estructura: Cardán Rotor BOMBA Motor electrico Estator Superficie Brida del motor Motor electrico eléctrico Armadura Armadura del del reservorio reservorio (RADIACIÓN) Superficie del Reservorio (RADIACIÓN) Figura 17. Transmisión de ruido a través de las estructuras de la bomba hacia la superficie9.2 Fuentes de Ruido en la Industria MineraLa industria minera esta formada por diferentes operaciones tales como las de minadoy las metalúrgicas, abarcando una variedad enorme de fuentes de ruido, muchas delas cuales tienen una naturaleza complicada. Existen máquinas grandes y otrasfuentes productoras de ruidos no-mecánicos como hornos y calderas. Cada una tienesus características particulares, y el ruido puede originarse en numerosas fuentesGuía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 44
  45. 45. básicas tales como aire a alta velocidad, engranajes, impacto roca-a-metal, bombas,ventiladores, etc. No es posible discutir acerca de todas las fuentes de ruido, sinembargo en la Tabla 6 se ha hecho una lista de aquellas que se estima son las demayor importancia en la industria minera. También se ha hecho una lista de losremedios para el control de los ruidos importantes de las fuentes principales, junto conlos niveles de potencia de sonido. Los métodos de las técnicas de control de ruido sediscuten en el Capítulo 10.Tabla 6. Fuentes importantes de ruido en la industria de la minería. Remedios para el control de ruido. Niveles típicos de potencia de sonido (LWA) de fuentes quietas y regularesFuente de ruido Principales fuentes de Nivel de Potencia del Remedios principales para Contribución de Ruido sonido Lwa, (dB) la reducción de ruido Regular AquietadoCompresores de aire Escape de aire comprimido. 100-120 100-110 Encerramientos para la Impactos del pistón interno o absorción del sonido. del tornillo (Estándares en modelos nuevos)Calderas Ventilador y ductos. 100-110 85-95 Encerramiento Radiación del quemador frontalSecadores Centrífugos Flujo de material interno. 100-110 95-100 Sellos acústicos para la Ruido de motor y engranajes carcasa de centrífuga. Aislamiento o amortiguación exterior.Faja Transportadora Limpiadores e impactos de 100-105 95-100 Cubrir alimentadores. las partes mecánicas y Forros de impacto en los material roto. Ruido del motor chutes. Control de ruidos en y engranajes. motores y engranajesChancadoras Impacto y flujo de materiales. 110-120 85-105 Encerramiento de la Ruido de motor y engranaje Chancadora. Forros de impacto en el chute de alimentación.Tractor de oruga, Motor, admisión y escape de 110-120 100-115 Enerramiento del motor.cargador frontal, aire. (El impacto del ruido Silenciadores de admisión yExcavadores, puede incrementar los niveles escape.Camiones de ruido en 5-10 dB)Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 45
  46. 46. Ventiladores y Pulsación del aire. Motores 105-120 90-110 Los sopladores centrífugosSopladores son mejores que los axiales. Silenciadores de admisión y escape. Control del ruido en el motor.Hornos Turbulencia del aire en el 110-120 90-100 Encerramiento proceso. Ruido de origen aéreo emitido de las paredes del horno.Molinos Flujo interno del material 100-110 85-105 Encerramiento parcial del Impacto del material. «lado de caída» del cilindro. Forro de jefe.Equipo de perforación Ruido del Compresor. - 120hidráulica Sonido de la perforaciónEquipo de perforación Escape de aire comprimido. 130 125 Cámara de expansión en elneumática Sonido de la perforación escape.Bombas Radiación del trabajo en las 90-100 80-90 Forro aislador en la Tubería tuberías.Zarandas vibratorias Impactos de material. Flujo de 100-110 90-105 Encerramiento de la material sobre el cedazo. zaranda. Bastidor elástico Motores con amortiguadores no metálicos.Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 46
  47. 47. 10. CONTROL TÉCNICO DEL RUIDOEn el campo de la ingeniería sobre control de ruido ambiental existen tres manerasdiferentes de reducir el ruido en el receptor:- disminuir la fuerza de la fuente con el rediseño o reemplazo.- modificar la ruta de propagación con el uso de encerramientos, pantallas, etc.- proteger o aislar al receptorGeneralmente, la reducción de la fuente de ruido es el método más deseado de lostres, y frecuentemente la medida más efectiva en cuanto al control técnico del ruido serefiere. Este capítulo enfoca principios básicos del control técnico del ruido, que puedeaplicarse tanto en la fuente como a lo largo de la ruta del receptor.10.1 Materiales AcústicosSe dice que “todos los materiales son acústicos, pero algunos son mejores que otros”.Los materiales acústicos pueden dividirse en tres categorías básicas:- Materiales absorbentes, utilizados para transformar la energía del sonido a energía térmica, por absorción. En general, el aislamiento del sonido de origen aéreo (Véase más adelante) es poco confiable en los materiales absorbentes.- Materiales de barrera, por ejemplo: material de masa densa, que proporciona aislamiento del sonido entre la fuente y el receptor. En general, la absorción del sonido es poco confiable para los materiales de barrera.- Materiales de amortiguación, que puede adherirse a las planchas de metal para reducir la radiación del ruido.10.1.1 Materiales AbsorbentesLos materiales de absorción más comunes son del tipo fibroso o poroso, por ejemplo:lana de vidrio o de mineral, y espuma de poliuretano. Sus propiedades de absorciónson caracterizadas por el coeficiente de absorción, Véase Capítulo 8.7. La figura 18muestra el desempeño típico de absorción de esta clase de materiales, se ha utilizadola espuma de poliuretano de diferentes espesores para la ilustración que se muestra.Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 47
  48. 48. Figura 18. Desempeño típico de los materiales de absorción. (Ref.3)Como se muestra en la figura 18, la absorción es más efectiva a frecuencias altas quea bajas. Esto implica que las técnicas de absorción dan mejores resultados en fuentesde ruido de frecuencias altas. Además, la absorción se incrementa con el grosor delmaterial. La línea punteada en la Figura 18 representa 1 pulgada (25mm) de espumacon película protectora. La película tiene como efecto reducir la absorción afrecuencias altas.10.1.2 Materiales de BarreraEl parámetro global que describe el aislamiento, o la capacidad de detener el sonido,es el aislamiento del sonido transmitido a través del aire, que depende de lafrecuencia. El peso del material aislante es un parámetro importante en el aislamientodel sonido, también son de importancia los parámetros de rigidez y amortiguacióninterior. La tabla 7 proporciona algunos valores típicos de aislamiento del sonido paraalgunos materiales comunes utilizados en los encerramientos acústicos y barreras deaislamiento. Las barreras dobles (por ejemplo: paredes), instaladas sobre pie derecho,incrementarán el aislamiento del sonido transmitido a través del aire comparadas conlos valores en la Tabla 7.Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 48
  49. 49. Tabla 7. Aislamiento del sonido a través del aire en decibeles para materiales comunes Bandas de octava, Hz Material: 125 250 500 1000 2000 4000 Plancha de Acero, 1 mm 14 21 24 32 36 39 Plancha de acero, 2.6 mm 23 25 33 34 40 43 Tripley, 20 mm 24 22 27 28 25 27 Vidrio, 6 mm 17 23 25 27 28 29 Concreto, 100 mm 29 35 37 43 44 5010.1.3 Materiales de AmortiguaciónPara resumir, los materiales de amortiguación son un medio efectivo para la reducciónde la amplitud de la vibración mecánica, y transforman la energía mecánicadirectamente en energía térmica. Por ejemplo: si un platillo que está sonando estocado, el nivel de ruido decae abruptamente debido a la amortiguación proporcionadapor los dedos. Todos los materiales tienen una amortiguación inherente, los materialesviscoelásticos son los más efectivos, por ejemplo: la mayor parte de materiales decaucho y plástico.Se puede aplicar de tres manera básicas la amortiguación externa:- Se logra la amortiguación al aplicar un forro de material de amortiguación (Lámina libre) directamente a la superficie, aplicada con un roceador (proceso que demanda tiempo), o en planchas, con un lado adhesivo para facilitar su aplicación sobre superficies razonablemente planas. El espesor de una lámina de amortiguación libre sobre planchas de metal debe al menos tener la mitad de espesor del metal, o el 10% del peso, para proporcionar algún efecto. La figura 19 muestra el principio de la amortiguación de lámina libre. Figura 19. Amortiguación de lámina libre. (Ref.3)Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 49
  50. 50. - Al aplicar una lámina de confinamiento (u hoja) de metal delgado sobre un forro de material de amortiguación, la efectividad de amortiguación generalmente se incrementa. La figura 20 muestra el principio de amortiguación de la lámina de confinamiento. Las ventajas principales comparadas con las láminas libres son: 1. Se requiere de menores pesos y espesores 2. Mecanismos de mejor calidad para prevenir el efecto al medio ambiente. Figura 20. Amortiguación por lámina de confinamiento (Ref.3)- Diseñando y construyendo una cubierta compuesta prefabricada de lámina de confinamiento que se instala en partes críticas (emisión). Aquí, las láminas de metal están soldadas al material viscoelástico. Con estas láminas, los elementos críticos de vibración pueden ser completamente fabricados a partir de un material de amortiguación. Esta técnica tiene muchas aplicaciones industriales, por ejemplo: encerramientos de máquinas, chutes de sistemas de transporte, etc.10.2 Encerramientos AcústicosLos encerramientos acústicos pueden ser uno de los métodos más potentes dereducción de ruido, surtiendo efecto tanto en los interiores de la planta como al airelibre. Sin embargo, frecuentemente los encerramientos son rechazados por losoperadores y el personal de mantenimiento debido a la molestia asociada con lapérdida de la visibilidad, accesibilidad y facilidades para el mantenimiento que seproporcione. Por lo tanto, el encerramiento debe ser bien diseñado y debe prestarseatención a estas dificultades potenciales.Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 50
  51. 51. Rendimiento Acústico- El rendimiento acústico de un encerramiento se caracteriza frecuentemente por la pérdida por inserción, por ejemplo: la diferencia del nivel en la misma ubicación con y sin el encerramiento. Las pérdidas típicas por inserción para encerramientos utilizados en la industria son 10-30 dB, dependiendo de la frecuencia de la maquinaria, material de barrera, penetraciones de la superficie del encerramiento y escapes acústicos.Escapes Acústicos- El factor que limita la pérdida por inserción de los encerramientos es frecuentemente denominado escape acústico. La Figura 21 es un gráfico que sirve para calcular el efecto de escape acústico. Se debe notar que un encerramiento con un potencial de aislamiento de sonido de 45dB se reduce a 20 dB con una abertura de (sólo)1%. Figura 21. Efecto de escape acústico en reducciones de ruido potenciales en las paredes. (Ref.3)Encerramientos Clásicos- Una construcción popular de pared es una combinación de material de planchas y un compuesto de materiales de absorción y de barrera, por ejemplo la que se muestra en la Figura 22. Tome en cuenta que los encerramientos sí tienen en el interior láminas de absorción.Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 51
  52. 52. Figura 22. Panel típico de encerramiento y efecto de Pérdida de Transmisión (p.e. aislamiento del sonido). (Ref.3)- La mayor parte de los encerramientos tienen numerosas penetraciones, debido a los conductos eléctricos, la plomería, carga de alimentación, y las aberturas de ventilación para refrigeración. Las aberturas pequeñas son fáciles de sellar con cinta adhesiva, etc. Sin embargo, debe utilizarse trampas para el sonido, las que se encuentran comercializadas, para aberturas grandes que sirven en la entrada y salida del aire, como se muestra en la Fig. 23. Figura 23. Trampas para el sonido en entradas y salidas del aire.Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 52
  53. 53. - Se deben diseñar paneles de acceso y puertas de manera tal, que la pérdida por inserción del encerramiento no se reduzca substancialmente. Utilice sellos de caucho para reducir/eliminar escapes.- Ventanas: Mientras más grueso sea el vidrio, mayor será el aislamiento del sonido. Debería considerarse el uso de ventanas dobles para niveles de ruido extremadamente altos.Encerramientos Parciales- Cuando el encerramiento total no es factible o práctico debería considerarse un parcial. Existen dos tipos básicos de encerramientos parciales: 1. Encerramientos que abarcan totalmente fuentes importantes de ruido pero no la máquina completa. 2. Encerramientos que abarcan parcialmente una máquina o fuente de ruido.- Reglas generales para diseños de encerramiento parcial: 1. Cierre tantos lados de la fuente de ruido como sea posible. 2. Cubrir completamente los paneles y paredes con materiales de absorción.Recubrimiento- Recubrimiento (o aislamiento) es un tipo especial de “encerramiento” para ruido proveniente de las tuberías. En la Figura 24 se muestra un método de recubrimiento muy efectivo. Aproximadamente 5 cm de material de absorción sirve para recubrir las paredes del tubo, ésta es luego recubierta con una lámina de plomo, vinil denso o lámina metálica. Se puede lograr una reducción de ruido de 15-30 dB, dependiendo de la región de frecuencia principal de la fuente de ruido. Figura 24. Recubrimiento o aislamiento del Tubo. (Ref.3)10.3 Silenciadores y MuflesLos silenciadores y mufles abarcan un rango importante de los aparatos utilizados enla reducción del ruido. No existe una distinción técnica entre un silenciador y un mufle,Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 53
  54. 54. por lo que se intercambian ambos términos frecuentemente. Existen dos tiposprincipales de silenciadores: absorbentes y reactivos.Silenciadores Absorbentes- Los silenciadores absorbentes contienen materiales porosos o fibrosos y dependen de la disipación de la energía acústica absorbida. Un ejemplo de silenciador absorbente, incluyendo la pérdida por inserción, se muestra en la Fig. 25. Figura 25. Pérdida por inserción en dos silenciadores absorbentes. (Ref.3)- Los rendimientos generales de los silenciadores absorbentes son: 1. La atenuación se incrementa a frecuencias altas mientras es más angosto el espaciamiento. 2. Mientras más grueso es el material absorbente mejor es el rendimiento a frecuencias más bajas. 3. Si se incrementa la longitud de los silenciadores, el rendimiento se incrementa también, pero no linealmente.Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 54
  55. 55. - Los silenciadores absorbentes son utilizados principalmente en el tratamiento del ruido donde volúmenes importantes de aire o gas son transportados a presiones estáticas relativamente bajas.Silenciadores Reactivos- Los silenciadores reactivos no contienen ningún material absorbente pero dependen de la reflexión o expansión de las ondas sonoras con autodestrucción correspondiente como el mecanismo básico de reducción del ruido. Probablemente, el ejemplo más básico de silenciadores reactivos es el mufle de automóviles. En la figura 26 se muestra el principio de los silenciadores reactivos. S1 S2 S1 L Figura 26. Áreas S1 y S2 de cruce- seccional y silenciador de longitud L en una cámara de expansión simple.- El rendimiento acústico de los silenciadores reactivos es más bien selectivo espectralmente. Para muchas aplicaciones el silenciador debe ser diseñado o calibrado a frecuencias discretas del ruido. Las dimensiones L, S1 y S2 son parámetros básicos de diseño. Algunos ejemplos comunes de uso, incluyen motores de combustión interna, compresoras, sopladores, bombas, etc.10.4 Absorción del Sonido en HabitacionesSi consideramos los edificios como una fuente de ruido ambiental, la fuerza de talfuente depende principalmente de: a) Niveles de potencia sonora de la máquina(s)dentro del edificio y b) el nivel general de ruido (reverberante) en la habitación,causado por el ruido reflectante que se acumula en ambientes interiores. (Véase cap.8.6).Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 55
  56. 56. Imagine una fuente simple de sonido en una habitación. Si la fuente de sonido sedetiene repentinamente, entonces el nivel de presión de sonido general en lahabitación disminuirá gradualmente hasta que no quede nada de él. La tasa dedisminución se mide en términos de tiempo de reverberación, T (seg.. Popularmentese define al tiempo de reverberación como el tiempo que transcurre hasta que ningúnsonido sea escuchado en la habitación. Técnicamente es el tiempo que se requierepara que el campo sonoro reverberante disminuya a 60 dB.El tiempo de reverberación está relacionado con el nivel reverberante del ruido.Ambos dependen de las propiedades de absorción de las superficies en la habitación.Para superficies duras acústicamente (coeficiente bajo de absorción) el nivelreverberante del ruido es alto y el tiempo de reverberación es largo. Si una o mássuperficies son suaves acústicamente por ejemplo: poroso o fibroso (coeficiente altode absorción) la situación es diferente:El tiempo de reverberación, T, puede calcularse según las formas de la habitaciónmediante la fórmula: T = 0.161 V/Aabs (seg.)Donde: V es el volumen de la habitación en metros cúbicos Aabs es la absorción total de la habitación en metros cuadrados.La absorción total de la habitación A, es calculada al formar el producto del área desuperficie total de la habitación S tot y el coeficiente promedio de absorción (α) de lassuperficies: Aabs = Stot α (α se define en el Acápite 8.7) Aabs = S1 α1 + S2 α2 + S 3 α3 + ⋅⋅⋅⋅⋅ + S k αkDonde: Sk es cada área de la superficie (pared, techo, piso, etc.), en metroscuadrados. αk es el coeficiente de absorción de la superficie correspondiente SkAdemás en la actualidad es posible calcular el nivel de presión del sonido en el campode reverberación, Lp, de una fuente con el nivel de potencia del sonido LW: Lp = LW + 10log10(4/Aabs) (dB)Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 56

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