Ruido minera

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, Norway
Tel: +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

CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN 5

2. ALCANCES 6

3. 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 12

4. 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 21

5. 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 28

6. ESTABLECIMIENTO DE LÍMITES DE RUIDO 29

6.1 PROCEDIMIENTOS PARA ESTABLECER LÍMITES 29
6.2 REGULACIONES Y LÍMITES DE RUIDO EN OTROS PAÍSES 31

7. SOLUCIÓN A LOS PROBLEMAS DE RUIDO 33

Guía Ambiental para el Manejo de Ruido Página 2

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 35

8. 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 41

9. FUENTES DE RUIDO 43

9.1 RADIACIÓN Y GENERACIÓN DE RUIDO 43
9.2 FUENTES DE RUIDO EN LA INDUSTRIA MINERA 44

10 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 60

11. 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 73

12. CÁLCULO DE RUIDOS 76


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 86

13. REFERENCIAS 88

APÉNDICE 1: NOMENCLATURA 92

APÉNDICE 2: LISTA DE SÍMBOLOS 96


1. INTRODUCCION

En nuestra vida diaria, estamos expuestos constantemente a los ruidos. En muchos
países industrializados, se ha desarrollado lo que se llama “ruido comunitario”, que
consiste en la exposición al ruido ambiental fuera de las áreas de trabajo, que se ha
ido incrementando hasta dar como resultado un problema ambiental severo. Las
fuentes principales de ruido comunitario son el ruido por transporte, industrias, obras
públicas, de construcción y el vecindario.

De acuerdo a un muestreo representativo realizado en 1993, casi el 25% de la
población europea se encuentra expuesta a ruido mayor de 65 dB LAeq,24h, (a nivel de
áreas abiertas) provocado por los medios de transporte. El ruido industrial claro que
afecta a menos personas, pero todavía es un problema para los que están expuestos
a estas fuentes. Un estudio realizado en Noruega el año 1996 indica que el 5% de la
población se encuentra expuesta al ruido provocado por las industrias a más de 55 dB
Laeq8hr, (a nivel de áreas abiertas). Teniendo en cuenta que a un nivel de presión de
sonido de 65 dB, el acto de conciliar el sueño puede ser perturbado enormemente
produciendo un estado de enojo en las personas, queda claro que el ruido comunitario
es un problema de salud ambiental genuino.

El ruido no sólo es un problema en países industrializados sino también en muchos
países 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 en
todo el mundo han reconocido que la lucha activa contra el ruido es necesaria, y el
número de países que establecen regulaciones por ruido comunitario se ha
incrementado.

Las regulaciones por ruido implican la disminución del ruido. El objetivo de la
disminución 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 más
importantes puedan ser llevadas a cabo sin molestias o interferencias en la medida
que sea posible. Para lograr este objetivo es necesario aplicar todas las medidas
posibles 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 ruidosas


Frecuentemente, estas medidas no son suficientes para alcanzar condiciones
aceptables 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 edificios

La industria minera, que incluye diferentes actividades tales como operaciones de
minado y metalúrgicas, cubre una variedad inmensa de fuentes de ruido, muchos de
los cuales tienen una naturaleza compleja. Están involucrados diversos tipos de
maquinaria, los que pueden contener frecuencias bajas o altas predominantemente
así como componentes tonales, los que pueden ser impulsivos y también presentar
patrones de sonido desagradables. Obviamente, los problemas ambientales en la
industria 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 ruido
ambiental.

2. ALCANCES

La presente guía está destinada principalmente a manejar problemas de ruido
ambiental en la industria minera. Teniendo como objetivo principal al grupo de los
ingenieros, se orienta principalmente a apoyarlos con información práctica y
experiencias previas en diferentes tópicos que se relacionan con este asunto. Sin
embargo, la industria minera es muy compleja, y consta de diferentes operaciones y
fuentes de ruido que pueden ser también de interés común a todos los grupos
involucrados con problemas de ruido en la industria.

La guía no está dirigida a expertos en ruido. El objetivo principal es proporcionar un
panorama actualizado a los que no son expertos. Por lo tanto, los tópicos generales
de ruido son incluidos al igual que tópicos específicos en la materia. Para los
interesados se ha incluido una lista de referencia de textos y ejemplos prácticos sobre
el control de ruidos.

La guía proporciona la información pertinente que nos enseña cómo llevar a cabo
mediciones 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.


Esta guía enfoca el ruido ambiental, más no el ruido ocupacional. Sin embargo, al
tratar los problemas de ruido ambiental no podemos separarlo de los problemas de
ruido 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 ocupacional
así como de los ruidos ambientales, por ejemplo: “fuentes de ruido, control técnico de
ruido, mediciones de ruido, etc.”

La presente guía esta basada en informaciones actualizadas de los estándares y
documentos internacionales. En lo posible, se hace referencia de los estándares
provenientes de la International Standards Organization (ISO), y criterios de ruido de
la Organización Mundial de la Salud (OMS).


3. ASPECTOS FISICOS

3.1 Ruido y sonido

Físicamente, el sonido es producido por la vibración de cualquier cuerpo y se propaga
en 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 es
aproximadamente 344 m/s a 20°C. Se ilustra el principio de la onda de origen y
movimiento 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 fluido

La figura 1 demuestra que a medida que un pistón oscila en un tubo, la onda de
presión es transmitida en la misma frecuencia y con la misma forma de onda como la
vibración del pistón que lo produce. Al ajustarse la velocidad del sonido en el aire, la
longitud de onda (λ ) se define por el intervalo de tiempo entre compresiones
sucesivas, que se establece a su vez por la frecuencia de la perturbación.

Por lo tanto λ = cT = c/f

Donde:λ es la longitud de onda (metros)


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 un
rango de frecuencia aproximado de 20-20,000 Hz. Los efectos del ruido dependen
principalmente de la frecuencia del sonido. Por lo tanto, el análisis de espectro es
importante en mediciones de ruido.

El sonido físico evoca respuestas fisiológicas durante su trayectoria auditiva. Sin
embargo, no todos los sonidos evocan repuestas fisiológicas auditivas. Por ejemplo: el
ultrasonido (sobre los 20,000 Hz) y el infrasonido hasta cierto límite (por debajo de los
20 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 sonido
y ruido, a pesar de que tiene una diferencia importante para el oído humano. El ruido
es una clase de sonido que se considera no deseada. En algunas situaciones, pero no
en todas, el ruido puede afectar desfavorablemente a la salud y al bienestar de los
individuos o de poblaciones enteras. No es posible definir el ruido exclusivamente
sobre bases de parámetros físicos. En su lugar es de práctica común definir el ruido
operacionalmente como energía acústica audible que puede afectar adversamente
tanto fisiológica como psicológicamente el bienestar de las personas.

3.2 Niveles de Sonido en Decibeles

3.2.1 Nivel de Presión del Sonido

El sonido puede describirse como pequeñas variaciones en la presión atmosférica, por
ejemplo: una presión de sonido de tiempo variable, p(t). Comparada con la presión
5
atmosférica (aprox. 10 Pa a nivel del mar) la presión del sonido es extremadamente
pequeña. La presión del sonido en la región de 10-5 Pa (N/m2) a 10 2 Pa es relevante al
oído humano. Ya que el rango de la presión del sonido es tan extenso, es usual (y
práctico) expresar el nivel de presión del sonido (Lp) en decibeles (dB) en una escala
logarítmica:

2
Lp = 10 log10 [p/pref]

Donde:p es la presión del sonido (Pa)


pref es la presión de referencia estandarizada 0.00002 Pa (=
20µPa).


En la Tabla 1 se muestran algunos ejemplos de la presión del sonido y los niveles de
presión 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 audición

3.2.2 Nivel de Potencia del Sonido

Todas las fuentes de ruido tienen una potencia de sonido característico, una medida
básica de su salida acústica. Mientras que el nivel de presión del sonido depende de
muchos factores externos, por ejemplo: la distancia y la orientación del receptor, el
viento y las gradientes de temperatura y el ambiente, la potencia del sonido es
esencialmente una propiedad física sólo de la fuente. El nivel de potencia del sonido
es ampliamente utilizado para clasificar y comparar las fuentes de ruido. El nivel de
potencia del sonido no puede medirse directamente, pero se calcula en base a las
mediciones 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 se
expresa 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 Watt


En la Tabla 2 se muestran algunos ejemplos de la potencia y niveles de potencia del
sonido, asociados a fuentes comunes:

Tabla 2. Niveles típicos de potencia de sonido (dB) y potencia de sonido (W) para
fuentes comunes de ruido

Nivel 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 Susurro

La potencia y la presión del sonido se encuentran relacionadas entre sí. Un foco
común de luz puede servir como analogía para ilustrar esta relación: los focos de luz
están 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 un
radio dado. Asimismo, una fuente de sonido de un nivel de potencia de 100W es más
ruidoso (por ejemplo: la presión del sonido es más alta) que una fuente de 25W en un
radio dado.

3.2.3 Decibeles combinados

El ruido ambiental industrial usualmente se emite de más de una fuente, y es
necesario calcular en decibeles el efecto combinado de los niveles de presión de
sonido de las fuentes simples. Obviamente, como el decibel es una expresión
logarítmica, los decibeles no pueden agregarse aritméticamente, por ejemplo: 70 dB y
70 dB no son 140 dB.

Un método simple y directo para combinar (agregar) niveles de decibeles se ilustra a
continuación utilizando el cuadro en la Figura 2.


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 es
calcular 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 deberán
agregarse al más alto de los dos niveles de sonido. Se puede observar que el nivel
combinado de las dos fuentes iguales (por ejemplo: la diferencia equivale a 0 dB) el
nivel combinado del sonido es 3 dB más alto. (70 dB+ 70 dB = 73 dB, y 0dB + o dB=3
dB). Además, si la diferencia esta por encima de los 14-15 dB el nivel del ruido
combinado 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.


81 (-6) 75 75 (-2) 73

+1 +2

82 (-5) 77

-1.5

83.5 dB

Figura 3. Niveles de sonido combinados


4. CARÁCTER DEL RUIDO

Las características físicas principales, además del nivel de presión del sonido, es la
frecuencia, el tipo y variaciones en el tiempo. Estas características son explicadas en
detalle más adelante.

4.1 Espectro

Como se mencionó anteriormente la frecuencia del sonido es un parámetro importante
para caracterizar el ruido. Muchas de las fuentes de ruido emiten energía acústica en
la región de 50-10,000 Hz. Nuevamente, debido al amplio rango de variación, el
espectro frecuentemente se divide en bandas relacionadas geométricamente llamadas
bandas de octava, (o bandas de octava de tercera para resoluciones de frecuencias
más finas), La banda de frecuencia se denota por su centro de frecuencia. La Tabla 3
muestra las bandas de octava de estándares internacionales con sus límites de banda
más 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 22,624

La Figura 4 muestra un análisis de frecuencia en bandas de octava de una turbina de
gas pequeña, medida al aire libre, a una distancia de 100m. De este análisis de banda
de octava de ruido se puede determinar la magnitud de su reducción y se puede
identificar las fuentes más importantes. (El ruido sale en la banda de 50 Hz; el pico
probablemente se origina en la compresora, a una frecuencia de 2000 Hz).


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 la
misma manera que los de las diferentes fuentes de ruido, para obtener el nivel de
ruido total, véase Capítulo 3.2.3

Debe tenerse en cuenta que el ruido caracterizado en bandas de octava es una forma
gruesa de análisis. En muchas situaciones, por ejemplo, al identificar los
contribuidores de ruido simple en el nivel de ruido de la máquina, es necesario una
resolución de frecuencia más fina, y frecuentemente se utiliza un ancho de banda
angosta y constante. Sin embargo, es suficiente el uso de bandas de octava en el
control de ruido ambiental en situaciones prácticas.

4.2 Sonoridad

Se llama sonoridad a la magnitud subjetiva del ruido. Principalmente, la sonoridad
depende del nivel de presión del sonido, la frecuencia y duración. A frecuencias bajas,


la sonoridad cambia rápidamente con respecto a los cambios en el nivel de presión del
sonido. 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 del
sonido es menor a los aproximadamente 200 ms, la sonoridad se reduce comparado
con la Figura 5. Además, también muestra los niveles de presión de sonido típicos y
regiones de frecuencia dominantes de fuentes comunes de ruido.


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 lectura
igual 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. La


curva de ponderación A de la figura 6 es utilizada para ponderar los niveles de presión
del sonido como una función de la frecuencia, aproximadamente de acuerdo a la
intensidad sonora. Lo que significa que, la energía a frecuencias altas y bajas son
reducidas en relación con la energía en el rango de frecuencia - media. Todos los
medidores del nivel de sonido de precisión incorporan el filtro-A, muchos de ellos
también el filtro B y C (ya que la intensidad sonora depende del nivel de presión del
sonido), y algunas veces el filtro-D (para ruidos provocados por aviones). Las curvas
de 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 mediciones
prácticas. El filtro C se usa en algunas situaciones para caracterizar las fuentes de
ruido de baja frecuencia. Los filtros B y D no se utilizan frecuentemente.


4.3 El Factor Tiempo

Con el fin de medir el nivel de presión de sonido la presión (promedio cuadrado) debe
ser promediada sobre cierto período de tiempo. Para sonidos continuos, la elección de
promediar el tiempo es innecesaria en vista que es suficientemente alto en
comparación con el período de tiempo de las fluctuaciones de presión de sonido. Los
medidores 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 de
audición es mucho más largo que el tiempo del ciclo acústico. De forma similar, los
medidores del nivel de sonido pueden fabricarse con el fin de parecer continuos
seleccionando convenientemente un tiempo largo en promedio. La respuesta “Slow”
(1s) es considerablemente más grande que el tiempo promedio de audición, y es
utilizada para obtener una lectura continua, cuando el nivel de sonido fluctúa
rápidamente en promedio. La respuesta “Fast” es considerada que será de un orden
similar al del sistema de audición humano (125 ms). Las lecturas del medidor
utilizando “Fast” son comúnmente utilizadas para caracterizar los niveles máximos
cuando fluctúa considerablemente la presión del sonido.

4.4 Tipos de ruido

El tipo más simple de sonido, conocido como tonos puros, tiene un ciclo de presión
que 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 emiten
ruidos de tono a frecuencias discretas, típico en el ruido generado por maquinaria de
rotación, por ejemplo: el chillido de una llanta, el crujido de una herramienta de
material cortante, el sonido agudo de las hojas de una sierra, etc. Las fuentes típicas
de los ruidos industriales con componentes de tono (a frecuencias discretas) son:
- Ventiladores
- Bombas
- Transformadores

Se puede encontrar ruido de banda ancha en un rumor, un gruñido o un silbido. Como
su 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 como
resultado ruidos no periódicos que no tienen contenido de tono. Sin embargo, la
energía acústica puede concentrarse en una o más áreas del espectro. Las fuentes
típicas de ruido industrial que emiten ruidos de banda ancha son:


- 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, con
una duración de menos de 1s cada uno. El sonido impulsivo puede ser de banda
ancha o puede ser de frecuencia discreta. Fuentes típicas de sonido industrial con
sonido impulsivo son:

- Golpe del Martillo
- Explosiones
- Golpes de máquinas de imprenta

4.5 Nivel de Ruido Equivalente

El objetivo básico de las mediciones de ruido es cuantificar la exposición de ruido total
en términos simples. Las investigaciones tanto en laboratorio como in situ muestran
que la dosis de ruido físico total se correlaciona con lo que el ser humano percibe del
sonido (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 es
medido frecuentemente como el nivel promedio en el tiempo Leq, es decir el total de la
energía acústica es medida promediándola en el período de tiempo de medición. Por
todo esto, el nivel de ruido durante un período de tiempo esta representado por un
nivel singular.

El Leq puede considerarse como un nivel de ruido estable y continuo que tendría la
misma energía acústica total igual al del ruido real fluctuante en el mismo período de
tiempo. Véase Figura 7. Por lo tanto, el Leq es denominado como el nivel de ruido
equivalente. Debe establecerse el período de tiempo de medición.


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 a
largo plazo. Por ejemplo: El ISO la ha adoptado para la medición de la exposición al
ruido comunitario (Véase Ref. 34) y al riesgo de daño auditivo (Véase Ref. 35).


5. EFECTOS DEL RUIDO

5.1 Efectos en los Seres Humanos

La Salud ha sido definida por la Organización Mundial de la Salud (OMS) como “ Un
estado de bienestar físico, mental y social completo y no solamente la ausencia de
enfermedad o dolencia”. Esta es una amplia definición que cubre los impactos del
ruido tales como: daño auditivo y perturbación de las actividades humanas que
pueden traer como consecuencia reacciones de disconformidad.

Se ha demostrado que el ruido comunitario puede tener un número de efectos directos
adversos diferentes a daños auditivos. Estos incluyen interferencia con la
comunicación, respuestas de enojo, efectos al dormir, en el sistema cardiovascular y
psicofisiológico, rendimiento y en el comportamiento social. Más adelante se
presentan efectos adversos reconocidos según los criterios de salud ambiental de la
OMS sobre ruido comunitario (Ref. 32).

5.1.1 Interferencia con la Comunicación

El ruido tiende a interferir en la comunicación con el auditorio, donde el discurso es
más importante. La percepción del discurso tiene especial importancia en los salones
de clase o auditorios de conferencias, y en situaciones donde los oyentes tienen
dificultades de audición. Para una distancia de 1 m. del hablante al oyente es conocido
que 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 el
auditorio. Un tiempo de reverberación alto reduce la inteligibilidad de un discurso. Para
oyentes sensitivos o cuando se escucha mensajes complicados, el nivel de fondo
debería ser 10 dB más bajo que el nivel del discurso.

5.1.2 Pérdida de la audición inducida por el ruido

Ejemplos de exposiciones a ruido comunitario de alto nivel son las discotecas,
deportes motorizados, prácticas de tiro, etc. En circunstancias normales, el ruido
industrial no es considerado peligroso para la audición en la comunidad.


Para propósitos prácticos, el daño en la audición, se asume está asociado con la
exposición a la energía total de un ruido particular, por ejemplo: la equivalencia del
nivel de ruido de la ponderación A por más de 8 horas LAeq,8h. El análisis de datos
disponibles ha proporcionado bases estadísticas con el fin de predecir el grado de
pérdida auditiva que probablemente será experimentado por las personas expuestas
al ruido continuo durante unas 8 horas (día de trabajo) por un período de hasta 45
años, Véase Tabla 4.

Tabla 4. Riesgo de daño auditivo, %. (Ref.35)

Años de exposición al ruido
LAeq,8h 2 añ. 5 añ. 10 añ. 20 añ. 30 añ. 40 añ. 45 añ.
«Normal» 1 2 3 7 14 32 50
85 dB 1 3 6 13 22 42 57
90 dB 3 7 12 23 32 54 65
95 dB 4 10 20 35 45 61 72
100 dB 5 14 31 49 58 74 82
105 dB 8 20 45 65 77 87 91
110 dB 10 28 58 85 91 95 95

El riesgo se considera insignificante para LAeq,8h, menores de 75-80 dB, por encima de
este nivel el riesgo se incrementa con el aumento del nivel del sonido, sin embargo el
incremento 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 dB
LAeq,8h, implica que el riesgo también será insignificante con 83 dB LAeq,4h con 86 dB
LAeq,2h y con 89 dB LAeq,1h. (A este respecto, debe considerarse que el Perú sí tiene
regulaciones 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 no
extenderse por un tiempo muy corto de ruido impulsivo. La evidencia indica que el
incremento de riesgo existe cuando los niveles de sonido impulsivo alcanzan de 130 -
150 dB L peak.

5.1.3 Efectos de perturbación del sueño

El ruido continuo así como el intermitente puede producir perturbación en el sueño.
Los ruidos de fondo más intensos producen efectos más graves de perturbación del


sueño. Se han identificado los efectos subjetivos en las dificultades de conciliar el
sueño, calidad de sueño subjetivo, efectos adversos como dolor de cabeza y
cansancio. 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 sonido
equivalente no debería exceder los 30 dB, para ruido fluctuante el nivel máximo no
debería exceder los 45dBA en el interior. Particularmente, cabe resaltar que si fuera
posible dormir con una ventana ligeramente abierta, se experimentaría una reducción
de afuera hacia adentro de 15 dB. (60 dB fuera de la ventana produce 45 dB en el
interior).

Para prevenir perturbaciones en el sueño, se debería considerar al mismo tiempo: el
nivel de ruido equivalente, los niveles de eventos de sonido (niveles máximos) y el
número de eventos. La reducción de ruido en la primera parte de la noche se cree es
efectiva para quedarse dormido.

5.1.4 Efectos Cardiovasculares

Muchos estudios han demostrado que la presión arterial es más alta en los
trabajadores expuestos al ruido y en las poblaciones que viven en lugares ruidosos
alrededor de los aeropuertos y en calles ruidosas; que en poblaciones con control de
ruido. Mientras que otros estudios no indican efectos. La evidencia total sugiere una
asociación débil entre exposición al ruido a largo plazo y el incremento en la presión
arterial o hipertensión.

5.1.5 Efectos en el Rendimiento

Hay pocos o casi ningún estudio sobre los efectos del ruido en la productividad
humana en situaciones comunitarias. En cambio, el efecto del ruido en el desempeño
de las labores ha sido estudiado en laboratorios de investigación. Dos ejemplos de la
influencia en el desempeño de labores: Un evento nuevo, como el comienzo de un
ruido desconocido causará distracción e interferencia en muchas clases de labores. El
ruido impulsivo puede producir efectos destructivos como resultado de respuestas de
sobresalto.

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 centros
de cuidado diario de niños y escuelas no deberían ubicarse cerca de fuentes de ruido
importantes, tales como: carreteras, aeropuertos y centros industriales.


5.1.6 Respuestas de enojo

El enojo producido por el ruido puede definirse como un sentimiento de desagrado
provocado por el ruido. Sin embargo, las reacciones de enojo son susceptibles a
muchos factores que no tienen relación con la acústica sino más bien de naturaleza
psicológica, social o económica. Existe una diferencia considerable en las reacciones
individuales 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 el
momento del día. El enojo de la comunidad varía según la actividad. El umbral del
enojo para ruidos estables y continuos es alrededor de 50 dB LAeq al aire libre. Si se
mantienen los niveles por debajo de los 55 dB LAeq pocas personas estarán muy
enojadas durante el día. Para otros tipos de ruido, por ejemplo: ruido impulsivo, el
umbral puede ser más bajo. Los niveles de ruido durante la tarde y la noche deberían
de ser de 5 a 10 dB más bajos que durante el día.

5.1.7 Efectos en el comportamiento social

De los muchos ruidos comunitarios, la interferencia de la actividad más importante
parece estar relacionada con el descanso, recreación y ver televisión. Existe evidencia
totalmente consistente que el ruido por encima de los 80 dB causa un comportamiento
que reducen la diligencia y los ruidos altos podrían incrementar un comportamiento
agresivo.

5.2 Efectos en la fauna

Los efectos del ruido en los animales no han sido profundamente investigados y
entendidos como en el caso de los humanos. Sin embargo, diversos estudios han sido
llevados a cabo, y en este capítulo se presenta un resumen de las opiniones comunes
vertidas en la actualidad.

Los animales pueden reaccionar a la exposición al ruido de diferentes maneras, y las
reacciones variarán entre las diferentes especies. La audición es un elemento
importante para mantener a los enemigos alejados, conseguir comida, y tener
contacto con otros animales de la misma especie. El menoscabo en la audición será
normalmente más fatal para los animales silvestres que para los domésticos. Los
animales silvestres dependen totalmente de sus sentidos.


Los animales silvestres tienen normas naturales de reacción contra peligros
potenciales. Las observaciones demuestran:
- interrupción de actividades en progreso
- reacciones de estrés
- reacciones de escape
- reacciones de defensa

Los animales en cautiverio no tienen la posibilidad de escapar, y pueden desarrollar
reacciones de estrés.

5.2.1 Asociación

Los animales pueden asociar el ruido con peligro. Algunos estudios muestran que la
sensación de peligro puede estar relacionada con experiencias anteriores. La visión es
importante. Una reacción normal entre los animales silvestres es considerar a los
humanos como un enemigo. Sin embargo, aparatos mecánicos (por ejemplo:
máquinas industriales, etc.) son menos amenazadores. Por lo tanto, los animales no
reaccionan ante el ruido que no representa ninguna clase de peligro, y que no tienen
ninguna relación con experiencias anteriores. Por otro lado, el ruido puede producir
asociaciones positivas. Un tipo de ruido combinado con seguridad (por ejemplo:
comida) puede dar como resultado ninguna reacción al repetirse en una etapa
posterior.

Los humanos si tienen la habilidad de desarrollar aversiones y sentimiento de
menoscabo en su bienestar. Por esta razón, aún a niveles de ruido bajos pueden
producir reacciones negativas y perturbación cuando se siente que la fuente de ruido
es inútil, o no tiene sentido, el valor del uso es insignificante, innecesario, etc. Los
animales probablemente no tienen esta capacidad, al menos al mismo grado como en
los seres humanos.

5.2.2 Normas de comportamiento

La evaluación de las reacciones de los animales silvestres al ruido está basada
frecuentemente en evaluaciones no controladas. La misma situación la tienen los
animales domésticos. Sin embargo, en cuanto a los animales domésticos, existe un
gran número de investigaciones con observaciones médicas combinadas y cargas de
ruidos.

Existen muchos estudios en los que los animales son expuestos al ruido con
diferentes características. Muchos estudios de campo han observado las normas de


comportamiento de los animales. Generalmente, se asume que las aves son más
vulnerables que los mamíferos. Los animales que viven próximos a límites donde no
hay vida, por ejemplo: en el desierto y en el ártico están en peligro de extinción. La
misma situación se aplica a los animales que viven bajo condiciones de estrés en
cautiverio. Otros animales pueden estar en peligro de extinción en períodos de
escasez de comida (por ejemplo: en el invierno) o durante el período de apareo. El
ruido que produce reacciones de escape puede conducir a la reducción de sus
recursos alimenticios.

Existen sólo unos pocos estudios de efectos a largo plazo del ruido y reacciones de
perturbación experimentada por los animales. Cuando se cubren las necesidades
naturales, la mayoría de animales se adaptan fácilmente al ambiente. Sin embargo, la
perturbación y el ruido repetidos, será de cualquier manera un factor de ambiente
negativo que puede influir y reducir el número de especies en el área.

5.2.3 Mamíferos y animales domésticos

Algunos estudios indican que los niveles de ruido que exceden los 90 dB pueden
producir un incremento en las reacciones entre los mamíferos (reacciones de escape,
etc.) mientras niveles de ruido más bajos proporciona un número mucho menor de
reacciones. Los estudios sobre animales domésticos muestran reacciones variables,
de acuerdo al carácter y nivel del ruido, y más aún que los animales domésticos se
acostumbran con mayor facilidad al ruido.

El ruido continuo por encima de 100 dB puede conducir a la reducción del apetito y de
la producción de leche, y síntomas de fatiga hormonal entre el ganado vacuno, cerdos,
cabras, etc. Puede incrementarse el pulso. Explosiones de alta intensidad y golpes
violentos pueden provocar reacciones de escape. Algunos estudios indican
reacciones aún a niveles bajos de ruido. Estudios realizados en granjas de visones
demostraron que los animales se acostumbran fácilmente a ruidos impulsivos de
aprox. 140 dB Lpeak. Sólo se observaron reacciones a corto plazo, y los animales
regresaron a su comportamiento normal luego de un período corto de tiempo. No se
observaron reacciones de pánico (matanza de cachorros, etc.).

5.2.4 Aves y Animales de corral

Los estudios indicaron que niveles altos de ruido pueden reducir la producción de
huevos. Los efectos a niveles bajos de ruido, por ejemplo por debajo de los 100 dB
son difícilmente notados. Niveles de intensidad no han afectado el plumaje de los
pollos.


6. ESTABLECIMIENTO DE LÍMITES DE RUIDO

Es una importante tarea de las autoridades promulgar regulaciones sobre los
derechos y deberes en la emisión de ruido ambiental. Especialmente debe quedar
claro cuál es el grado de exposición que la población tiene que tolerar y cuándo las
medidas de control de ruido tienen que llevarse a cabo. Dichas regulaciones del nivel
del ruido ambiental han sido promulgadas en muchos países.

Otro tipo de regulaciones, dirigidas a reducir el nivel de ruido en el ambiente, son los
niveles de emisión de ruido de equipos nuevos de cierto tipo. Dichas regulaciones han
sido difundidas ampliamente en muchos países europeos, y están dirigidas
principalmente 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 se
presentan documentos de principios y bases de dichas regulaciones. Una lista de los
límites de ruido en diferentes países se presenta en la Tabla 5.

6.1 Procedimientos para establecer límites

El ISO 1996 (Ref. 34) es un estándar general de la descripción y mediciones de ruido
ambiental. El ISO 1996 puede ser el estándar base preferido para establecer los
límites de ruido. Se divide en tres partes; 1996-1, -2, -3. El objetivo de los estándares
es proveer a las autoridades el material para la descripción de ruido en la comunidad y
en ambientes laborales. Basados en estos principios, los límites de ruido pueden
especificarse y de acuerdo con estos límites de aceptabilidad pueden controlarse
utilizando el método descrito en los estándares. Las secciones del 1al 3 no especifican
los límites de ruido.

Parte 1: Cantidades y procedimientos básicos que definen las cantidades básicas que
se utilizarán en la descripción del ruido en la comunidad y ambientes laborales;
describe los procedimientos básicos en la determinación de estas cantidades. La parte
1 conforma las bases de partes posteriores en las series – 1996.

Parte 2: Levantamiento de datos correspondientes al uso de la tierra describe los
métodos que se utilizarán para medir y caracterizar el ruido ambiental orientado
principalmente al uso de la tierra. Utilizando estos datos como base, las autoridades
pueden establecer un sistema para seleccionar el uso apropiado de la tierra, y lo
concerniente a los niveles de ruido, de un área específica, o las fuentes de ruido –


existentes o planeadas – que son aceptables con respecto al uso de la tierra. La Parte
2 no especifica los límites de ruido.

Parte 3: Aplicación de los límites de ruido. Establece los criterios que se deben utilizar
para aplicar los límites de ruido; también describe los procedimientos que serán
usados para verificar el cumplimiento de dichos límites.

Los principios fundamentales para la especificación del límite del ruido de acuerdo al
ISO 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 límites


6.2 Regulaciones y límites de ruido en otros países

En muchos países, las regulaciones han sido promulgadas dependiendo de la fuentes
de ruido. Las regulaciones tienen diferentes grados de obligatoriedad, que van desde
requisitos de mandato legal hasta recomendaciones. Regulaciones legales completas
sólo existen en pocos países, por ejemplo: Holanda y Suiza. En Suiza, el siguiente
sistema de valores de ruido ambiental con medidas graduales ha sido introducido:

Valores planeados. Ellos describen los valores objetivos que no deben sobrepasarse
al planearse instalaciones nuevas de la industria (y transporte) así como de áreas
urbanas.

Umbrales de impacto ambiental del ruido. Estos indican el límite de la exposición del
ruido en áreas habitadas que no debe excederse al construir nuevas instalaciones o al
alterarse considerablemente instalaciones existentes. Al mismo tiempo son los valores
objetivos 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 que
llevarse a cabo con prioridad, posiblemente se han tomado medidas de aislamiento en
las áreas habitadas.

En la Tabla 5 se muestran las regulaciones para el ruido industrial usados en algunos
países. Los límites son valores sólo para áreas residenciales y están relacionados con
valores 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 noche
Austria Lr 50-55 40-45
Bélgica L95 45-50 40-45 35-40
Canadá Lr LAeq,1h ruido del tráfico
Dinamarca Lr 45-50 40-45 35-40
Francia Lr 50-55 45-50 40-45
Alemania Lr 50-55 Ajuste 6 dB 35-40
Reino Unido Lr L90 + 10 dB L90 + 10 dB
Hong – Kong Lr 60-65 50-55
Italia Lr 50-55 40-45


Japón L50 50-60 45-50 40-45
Corea Lr 50-55 45-50 40
Holanda Lr 50 45 40
Noruega Lr 50 45 40
Suecia Lr 50-55 45-50 40-45
Suiza Lr 55 45

Como se muestra en la Tabla 5, casi todos los países aplican el nivel promedio Lr de
acuerdo al ISO 1996, cuando se trata de ruido industrial. También existen diferencias
considerables con respecto a los intervalos de tiempo de referencia y ajustes entre los
países.

Muchos países sí tienen factores de ajuste (“corrección”) para los componentes
impulsivos (K2) y de tono (K1). Mientras K1, varía de 0 dB (sin ajustes) a 6 dB, el valor
máximo de K2 puede diferir en 7 dB. (Ajustes promedio son de aprox. 5 dB tanto para
K1 y K2).

En algunos países el día se encuentra subdividido en dos intervalos de tiempo de
referencia (día - noche), lo que permite separar las evaluaciones de exposición
durante el día y la noche. Los valores correspondientes típicos difieren en 10 dB. Pero
las diferencias de 15 dBA también están en uso. Otros países prefieren tres intervalos
de tiempo (día / períodos de descanso / noche). De esta manera, los períodos de
descanso puede protegerse más efectivamente con valores que son 5 dB más bajos
que los valores en el día.

Una comparación de valores en varios países demuestra que pueden encontrarse
diferencias de hasta 15 dB. Sin embargo, debido a la obligatoriedad diferente de las
regulaciones y a diferencias mencionadas en detalle arriba, este número debe ser
interpretado con mucha cautela. Los requisitos del ruido proveniente de instalaciones
industriales concuerdan correctamente con los valores de lineamiento de la OMS para
condiciones deseables o aceptables en muchos países. (Véase capítulo 6.1 y Ref. 32).


7. SOLUCIÓN A LOS PROBLEMAS DE RUIDO

El entendimiento tradicional del concepto “problemas de ruido en la industria” esta
dirigido al ruido ocupacional, por ejemplo: ruido en el área de trabajo. Sin embargo,
existe un entendimiento creciente, de que el concepto también implica problemas de
ruido ambiental en muchas situaciones, y además, es de responsabilidad de la
industria controlar el ruido ambiental.

En este capítulo se discute ampliamente sobre los principales procedimientos para el
control del ruido ambiental. La mayor parte de los tópicos es tratado en capítulos
posteriores.

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 el
ruido ambiental deben considerarse por separado. Existen dos formas de identificar un
posible problema de ruido, aquí llamado identificación activa y pasiva:

Identificación pasiva: es la situación en la que la industria restringe su acción inicial a
recibir quejas de los vecinos sobre el ruido. Cualquier queja (por supuesto) debe ser
considerada 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 caso
en especial, debería depender del nivel de ruido y del carácter del ruido. (Véase más
adelante). 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 sea
por medición o cálculos, para determinar los niveles típicos de ruido y compararlos con
los criterios de ruido o límites de regulación de ruidos, si existen dichos límites. De
esta manera problemas potenciales de ruido se detectan de acuerdo a criterios
objetivos para una población “normal”. Se debe tener presente que la población esta
cambiando con el tiempo. Algunas personas se mudan a otras áreas, otros llegan.

7.2 Métodos de Cuantificación

Tradicionalmente el ruido ambiental es cuantificado mediante mediciones. Sin
embargo, el nivel del ruido frecuentemente esta fluctuando, en primer lugar debido a
condiciones de operaciones industriales variables y condiciones meteorológicas. Por


lo tanto, las mediciones pueden tomar tiempo si los resultados son hechos para que
sean confiables, ejemplo: poca incertidumbre en los resultados de las mediciones. Se
discuten 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, y
los procedimientos de cálculo son autorizados por las autoridades nacionales del
medio ambiente. Un método de cálculo de aceptación internacional está siendo
preparado en la actualidad, Véase Ref. 38. Se describe este método en el Capítulo
12.2. Debe tenerse en cuenta que la incertidumbre de los resultados obtenidos por los
cálculos en muchas situaciones prácticas, son del mismo orden de magnitud que el de
la incertidumbre de los resultados obtenidos por mediciones, y pueden ser aún
menores, comparadas con la incertidumbre de situaciones de mediciones al azar y
escasez de documentación.

Los resultados de la medición (o cálculo) deberían compararse con los límites de
regulación de ruidos para ruido industrial. A la falta de regulaciones del ruido industrial,
los resultados de ruido ambiental cuantificados pueden compararse con los límites de
otros países, los que se muestran en el Capítulo 6.2.

7.3 Organización y Planeamiento

Como regla general, cualquier organización industrial debería tener como objetivo
planear cuidadosamente la forma de evitar fuentes de ruido alto. Es de especial
importancia consultar al fabricante sobre las especificaciones de ruido de máquinas e
instalaciones nuevas. Sin embargo, las fuentes de ruido alto son en muchos casos
imposibles de evitar. En dichos casos se recomienda los siguientes principios de
planeamiento:

- 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.


- 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 Sonido

La reducción del sonido en la fuente es frecuentemente la medida más efectiva, y
debe tener prioridad sobre las medidas de reducción en la ruta de propagación del
ruido. Sin embargo, en muchas situaciones es necesario combinar ambas medidas.

Para el control efectivo del ruido ambiental es fundamental el conocimiento
fundamental de las fuentes de ruido existentes y potenciales, su nivel de emisión y los
mecanismos que lo generan. Un conocimiento detallado de las partes que emiten
ruido en la fuente de emisión es la base para determnar las medidas de reducción del
ruido a un costo eficaz.

Además, en el caso de diversas fuentes de ruido debería aclararse la importancia
relativa de cada uno sobre el nivel de ruido total en el ambiente. La reducción de ruido
debería comenzar con la fuente que proporciona la contribución más importante al
ambiente. Debería tomarse en cuenta que en muchas situaciones es necesario llevar
a cabo una reducción de ruido en más de una fuente, en el caso que la reducción de
ruido total sea efectiva.

En el capítulo 11.6 se discuten los métodos para medir las emisiones de ruido, y se
proporcionan los métodos para identificar las fuentes de ruido con el fin de determinar
su importancia relativa respecto al ruido total en el ambiente. Además, en el Capítulo
10 se discuten los métodos técnicos de la reducción de ruido.


8. PROPAGACIÓN DEL SONIDO

8.1 Fuentes Puntuales

Las fuentes de ruido tienen diferentes formas: las máquinas pequeñas son
consideradas 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 de
ruido pueden considerarse como fuentes puntuales simples si sus dimensiones físicas
son pequeñas comparadas con la distancia al receptor. Muchas fuentes de ruido
comunes, incluyendo las fuentes de ruido industrial, normalmente pueden ser tratadas
de esta manera. Como se muestra en la figura 8 la fuente puntual ideal puede producir
una serie de frentes esféricas de onda que resultan de perturbaciones sucesivas de la
fuente puntual. La Figura 8 muestra que la energía del sonido se expande del mismo
modo en todas direcciones y a medida que la onda viaja más allá de la fuente su
energía es recibida en un área esférica aumentada. Cuando la distancia del receptor
de 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)


8.2 Propagación del Sonido en el Aire

Además de la reducción del nivel de presión del sonido con la distancia, existen
muchos otros factores que pueden afectar significativamente la propagación del
sonido en la atmósfera. Los efectos meteorológicos del viento y la temperatura alteran
la 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 la
atmósfera tiende a actuar como un filtro. Además, la mayor parte de las mediciones
son hechas casi al nivel del suelo donde la gente vive y trabaja. Por lo tanto, la
reflexión y absorción del suelo entre la fuente y el receptor es muy importante cuando
se estudia la transmisión del ruido al aire libre.

8.3 Efectos Meteorológicos

Las condiciones meteorológicas pueden influir en el nivel de ruido recibido si la
distancia 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 del
viento se incrementa con la altura hasta que la velocidad de la masa principal de aire
es alcanzada. Esta región de variación de la velocidad del viento puede ser de
muchos cientos de metros de espesor y afecta las mediciones hechas de la mayor
parte de la fuentes de ruido. El efecto es que la dirección de la onda del sonido se
cambia mientras la onda viaja a través de la capa del aire con diferentes velocidades
del viento. La dirección de propagación es refractada. A favor del viento el efecto de
refracción hace girar las ondas de sonido hacia el piso y el nivel de sonido puede
incrementarse comparado con la situación de efectos sin refracción. En contra del
viento el efecto de refracción es opuesto, y puede formarse una región de sombra con
intensidad de sonido reducido, Véase Figura 9.


Figura 9. Refracción del sonido causada por el viento. (Ref.12)

La velocidad del sonido se incrementa con la temperatura, por lo que es bueno
recordar que en una atmósfera normal la temperatura por sí misma decrece con la
altura. El resultado es que, en ausencia del viento, las ondas del sonido cambian de
dirección a partir del suelo, al igual que en el caso en contra del viento, formándose
una región oscura a cierta distancia.

Algunas veces, sin embargo, la gradiente de la temperatura cerca del suelo es
positiva, por ejemplo: la temperatura se incrementa con la altura. Esta situación se
llama inversión térmica y conduce a efectos opuestos a aquellos descritos
anteriormente. Los efectos de refracción por temperaturas disminuidas o aumentadas
con la altura se muestran en la Figura 10.

Figura 10. Refracción del sonido causado por la temperatura. (Ref.12)


8.4 Humedad y Precipitación

La absorción del sonido en la atmósfera varía con la frecuencia, humedad, y
temperatura. La absorción es mayor a frecuencias altas, y muestra una tendencia a
incrementarse con la temperatura pero disminuye cuando la humedad se encuentra
relativamente alta. La “capacidad” del sonido de “transportarse” en la neblina o en
precipitaciones débiles de cualquier tipo no se debe a ningún cambio físico del medio
que conduce a su mejor propagación, sino más bien a una reducción de la actividad
humana que se combina con las condiciones atmosféricas para producir un nivel de
ruido de fondo más bajo que el normal durante estos períodos.

8.5 Absorción por la Vegetación

Si la superficie del suelo por debajo de la onda de sonido fuese perfectamente plana y
reflejante, la onda se propagaría sin ninguna atenuación en exceso debido a una
expansión 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, arbustos
y árboles), tienen una absorción significativa, causando una atenuación excesiva, y lo
que es más resaltante cuando la fuente o receptor (o ambos) están localizados cerca
del suelo. Como podría esperarse, la atenuación es mucho mayor en frecuencias altas
que en bajas.

8.6 Reflexiones

Cuando 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 ella

Si la superficie es relativamente plana y acústicamente dura, la mayor parte de la
energía es reflejada, y la superficie puede considerarse que refleja el sonido de la
misma manera como un espejo refleja la luz. La Fig. 11 demuestra este principio
simple.


Figura 11. Reflexión de una superficie plana. (Ref.12)

Como las ondas de sonido son vibraciones de presión oscilante en la atmósfera, la
onda reflejada y directa pueden ambas reforzarse o cancelarse entre si, debido a la
geometría, produciendo problemas para hacerse mediciones cercanas a superficies
de reflexión.

El efecto de las superficies curvas, superficies planas paralelas y esquinas en el
campo 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 la
superficie es cóncava, y dispersos si es convexa. Un rayo que entra por un vértice de
ángulo recto se reflejará en la misma dirección después de dos reflexiones. Las
superficies paralelas causan dos efectos importantes: Ondas estacionarias, a ciertas
frecuencias, conducen a variaciones muy grandes en la presión del sonido. El


segundo efecto, eco vibratorio, es causado por una reflexión continua y regular de las
superficies paralelas con baja absorción.

En cualquier área cerrada (por ejemplo: sonido en una zona cerrada), existirá una
región cerca de la fuente de ruido donde las dimensiones de la fuente tendrán un
efecto 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 sonido
reverberante 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 Absorción

Cuando una onda de sonido interactúa con una superficie, pierde parte de su energía
por absorción. La eficiencia de una superficie de absorción es expresada con un
número entre el 0 y el 1, llamado el coeficiente de absorción. “0” representa que no
hay 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. El
material de absorción puede reducir los niveles de ruido totales en auditorios ruidosos,
y reducir la influencia de las reflexiones de superficies duras, por ejemplo las
causadas por máquinas ruidosas adyacentes a las superficies.

8.8 Difracción

Cuando una onda de sonido encuentra un obstáculo que es pequeño con relación a su
longitud de onda, pasa alrededor de él casi como si no existiera, formando una
sombra muy pequeña. Pero, si la frecuencia de sonido es suficientemente alta, y la
longitud 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 bajas
respectivamente se muestra en las Figuras 14 y 15.


Figura 14. Efecto de difracción a frecuencias bajas. (Ref.12)

Figura 15. Efecto de difracción a frecuencias altas. (Ref.12)


9. FUENTES DE RUIDO

9.1 Radiación y Generación de Ruido

La mayor parte de las máquinas pueden considerarse como un ensamblaje de
componentes. Los componentes activos son aquellos que contienen las fuentes de
energía. 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 de
eléctrica a mecánica. Asimismo, la máquina tiene un número de componentes de ruido
pasivos, tales como paneles, tanques de aceite, partes para llevar cargas, etc.

Los mecanismos básicos de ruido acústicos en un mecanismo son mostrados en la
Figura 16:

Generación Fuente

Transmisión Vía

Radiación Surperficie

Figura 16. Mecanismo básico de ruido acústico en una máquina

La generación es definida como el fenómeno físico que crea las fuerzas dinámicas o
presiones en un componente activo. La fuente es la ubicación de un componente
activo donde se lleva a cabo la generación del ruido. Un ejemplo simple de generación
y 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 un
medio. Este puede ser: el aire, líquido o estructuras.

Las máquinas frecuentemente están formadas de partes macizas diseñadas para
tomar las cargas estáticas de los componentes activos. A través de éstas se
transmiten fuerzas dinámicas o vibraciones en una ruta característica de cada una de
las fuentes. Éstas pueden ser clasificadas como fuentes transmitidas a través del aire,
líquido o estructuras.


La radiación es el proceso de acoplamiento acústico entre la estructura y el medio que
lo rodea. Para propósitos de control de ruido, la radiación es considerada desde la
superficie de la estructura que proporciona una contribución dominante al ruido
resultante de la máquina. En estructuras, éstas son típicamente platos o partes largas
que soportan la carga de la estructura. En ruidos transportados a través de líquidos,
puede tratarse de una superficie libre. Puede suceder una radiación de ruido
transportado 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, a
través 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
superficie

9.2 Fuentes de Ruido en la Industria Minera

La industria minera esta formada por diferentes operaciones tales como las de minado
y las metalúrgicas, abarcando una variedad enorme de fuentes de ruido, muchas de
las cuales tienen una naturaleza complicada. Existen máquinas grandes y otras
fuentes productoras de ruidos no-mecánicos como hornos y calderas. Cada una tiene
sus características particulares, y el ruido puede originarse en numerosas fuentes


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, sin
embargo en la Tabla 6 se ha hecho una lista de aquellas que se estima son las de
mayor importancia en la industria minera. También se ha hecho una lista de los
remedios para el control de los ruidos importantes de las fuentes principales, junto con
los niveles de potencia de sonido. Los métodos de las técnicas de control de ruido se
discuten 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 regulares

Fuente de ruido Principales fuentes de Nivel de Potencia del Remedios principales para
Contribución de Ruido sonido Lwa, (dB) la reducción de ruido
Regular Aquietado

Compresores 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
frontal

Secadores 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 engranajes

Chancadoras 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 y
Excavadores, puede incrementar los niveles escape.
Camiones de ruido en 5-10 dB)


Ventiladores y Pulsación del aire. Motores 105-120 90-110 Los sopladores centrífugos
Sopladores 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. - 120
hidráulica Sonido de la perforación

Equipo de perforación Escape de aire comprimido. 130 125 Cámara de expansión en el
neumática 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.


10. CONTROL TÉCNICO DEL RUIDO

En el campo de la ingeniería sobre control de ruido ambiental existen tres maneras
diferentes 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 receptor

Generalmente, la reducción de la fuente de ruido es el método más deseado de los
tres, y frecuentemente la medida más efectiva en cuanto al control técnico del ruido se
refiere. Este capítulo enfoca principios básicos del control técnico del ruido, que puede
aplicarse tanto en la fuente como a lo largo de la ruta del receptor.

10.1 Materiales Acústicos

Se 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 Absorbentes

Los 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 absorción
son caracterizadas por el coeficiente de absorción, Véase Capítulo 8.7. La figura 18
muestra el desempeño típico de absorción de esta clase de materiales, se ha utilizado
la espuma de poliuretano de diferentes espesores para la ilustración que se muestra.


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 que
a bajas. Esto implica que las técnicas de absorción dan mejores resultados en fuentes
de ruido de frecuencias altas. Además, la absorción se incrementa con el grosor del
material. La línea punteada en la Figura 18 representa 1 pulgada (25mm) de espuma
con película protectora. La película tiene como efecto reducir la absorción a
frecuencias altas.

10.1.2 Materiales de Barrera

El 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 la
frecuencia. El peso del material aislante es un parámetro importante en el aislamiento
del sonido, también son de importancia los parámetros de rigidez y amortiguación
interior. La tabla 7 proporciona algunos valores típicos de aislamiento del sonido para
algunos materiales comunes utilizados en los encerramientos acústicos y barreras de
aislamiento. Las barreras dobles (por ejemplo: paredes), instaladas sobre pie derecho,
incrementarán el aislamiento del sonido transmitido a través del aire comparadas con
los valores en la Tabla 7.


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 50

10.1.3 Materiales de Amortiguación

Para resumir, los materiales de amortiguación son un medio efectivo para la reducción
de la amplitud de la vibración mecánica, y transforman la energía mecánica
directamente en energía térmica. Por ejemplo: si un platillo que está sonando es
tocado, el nivel de ruido decae abruptamente debido a la amortiguación proporcionada
por los dedos. Todos los materiales tienen una amortiguación inherente, los materiales
viscoelásticos son los más efectivos, por ejemplo: la mayor parte de materiales de
caucho 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)


- 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 Acústicos

Los encerramientos acústicos pueden ser uno de los métodos más potentes de
reducción de ruido, surtiendo efecto tanto en los interiores de la planta como al aire
libre. Sin embargo, frecuentemente los encerramientos son rechazados por los
operadores y el personal de mantenimiento debido a la molestia asociada con la
pérdida de la visibilidad, accesibilidad y facilidades para el mantenimiento que se
proporcione. Por lo tanto, el encerramiento debe ser bien diseñado y debe prestarse
atención a estas dificultades potenciales.


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.


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.


- 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 Mufles

Los silenciadores y mufles abarcan un rango importante de los aparatos utilizados en
la reducción del ruido. No existe una distinción técnica entre un silenciador y un mufle,


por lo que se intercambian ambos términos frecuentemente. Existen dos tipos
principales 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.


- 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 Habitaciones

Si consideramos los edificios como una fuente de ruido ambiental, la fuerza de tal
fuente 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).


Imagine una fuente simple de sonido en una habitación. Si la fuente de sonido se
detiene repentinamente, entonces el nivel de presión de sonido general en la
habitación disminuirá gradualmente hasta que no quede nada de él. La tasa de
disminución se mide en términos de tiempo de reverberación, T (seg.. Popularmente
se define al tiempo de reverberación como el tiempo que transcurre hasta que ningún
sonido sea escuchado en la habitación. Técnicamente es el tiempo que se requiere
para 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 nivel
reverberante del ruido es alto y el tiempo de reverberación es largo. Si una o más
superficies son suaves acústicamente por ejemplo: poroso o fibroso (coeficiente alto
de absorción) la situación es diferente:

El tiempo de reverberación, T, puede calcularse según las formas de la habitación
mediante 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 de
superficie total de la habitación S tot y el coeficiente promedio de absorción (α) de las
superficies:

Aabs = Stot α (α se define en el Acápite 8.7)
Aabs = S1 α1 + S2 α2 + S 3 α3 + ⋅⋅⋅⋅⋅ + S k αk
Donde:
Sk es cada área de la superficie (pared, techo, piso, etc.), en metros
cuadrados.
αk es el coeficiente de absorción de la superficie correspondiente Sk

Además en la actualidad es posible calcular el nivel de presión del sonido en el campo
de reverberación, Lp, de una fuente con el nivel de potencia del sonido LW:
Lp = LW + 10log10(4/Aabs) (dB)


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