Contaminación por ruido

1. OBJETO DEL ANEJO

2. DEFINICIÓN DE RUIDO

3.LEGISLACIÓN EN MATERIA DE RUIDO

4. PROPIEDADES DEL  SONIDO

5. INDICADORES PARA CARACTERIZAR EL RUIDO

6. MAPAS DE RUIDO

7. CONTROL DEL RUIDO EN LA INDUSTRIA

 

1. OBJETO DEL ANEJO

 

En este anejo se realiza una visión global de la contaminación atmosférica por ruido, sus causas, principales emisiones de ruido, se van a describir sus características, efectos que produce el ruido en el hombre, las directrices legales que se siguen en la actualidad para regularlo, así como las medidas y correcciones que se pueden llevar a cabo con las técnicas disponibles.

 

Así como dar una prospección de futuro de medidas  correctoras para ajustar este parámetro a la legalidad en aquellos casos donde se esté produciendo una contaminación acústica actualmente.

 

2. DEFINICIÓN DE RUIDO

 

En sentido fisiológico el sonido es el resultado de las variaciones de presión en el aire sobre el oído. El oído convierte estas variaciones de presión en señales eléctricas que son interpretadas por el cerebro como sonido. Estas variaciones de presión asociadas con el sonido son realmente pequeñas, así por ejemplo, un martillo neumático podría generar una variación de presión de 7,0 kg/m2, y una conversación normal produce una variación de presión del orden de 0,07 kg/m2.

 

El ruido está constituido por el conjunto de sonidos no deseados, fuertes, desagradables o inesperados. El ruido ambiental se ha desarrollado en las zonas urbanas y es hoy una fuente de preocupación para la población. Se ha calculado que alrededor del 20% de los habitantes de Europa occidental (es decir, 80 millones de personas) están expuestos a niveles de ruido que los expertos consideran inaceptables. Este ruido está causado por el tráfico, y las actividades industriales y recreativas.

 

Los efectos del ruido pueden variar de un individuo a otro, sin embargo, el informe de la OMS “El ruido en la sociedad - Criterios de salud medioambiental”, de 1996, señala que el ruido puede tener una serie de efectos nocivos directos para las personas expuestas al mismo, como alteraciones del sueño, efectos fisiológicos auditivos y no auditivos - básicamente cardiovasculares - o interferencias en la comunicación.

 

En un principio, la lucha contra el ruido no se consideró una prioridad en materia ambiental, a diferencia, por ejemplo, de la reducción de la contaminación atmosférica. Las consecuencias sobre la población eran menos espectaculares y la degradación de la calidad de vida era aceptada como una consecuencia directa del progreso tecnológico y la urbanización.

 

Las primeras medidas comunitarias consistieron en la fijación de los niveles máximos de ruido para determinados tipos de vehículos (coches, aviones) con vistas a la realización de mercado único. A la normativa comunitaria se añadieron también medidas nacionales.

 

El ruido aparece con unas características propias que, podríamos decir, le hacen tener una "personalidad propia" dentro de la contaminación:

 

1. Es ubicuo. Esto es, se genera muy fácilmente allá donde el hombre realice cualquier actividad y por ello se encuentra en todas partes.

2. Tiene una gran capacidad de molestar a las personas. Justamente por la sensibilidad humana al sonido -que varía de unas personas a otras- el ruido es fácilmente percibido y afecta a las personas en su conducta, fatiga, nerviosismo y tensión.

3. No mata, o por lo menos no lo hace de una manera directa, rápida y palpable. Si comparamos los posibles efectos del ruido con los de un vertido químico o una marea negra comprendemos rápidamente que ante los ojos del público "no sea tan grave".

 

Los ruidos intensos o la permanencia durante largo tiempo en un ambiente ruidoso puede causar una reducción permanente de la sensibilidad auditiva debido a los daños producidos en los órganos sensoriales del oído interno. Este tipo de daños en el oído es irreversible y nunca más podrán ser recuperados.

 

El riesgo de dañar el oído incrementa con el nivel del sonido y con el tiempo de permanencia en un ambiente ruidoso, y también depende de las características del sonido. Además, la sensibilidad al ruido depende particularmente del propio individuo. En algunas personas se pueden producir daños auditivos en un breve intervalo de tiempo, en cambio, otras pueden trabajar en ambientes ruidosos sin sufrir daños auditivos demostrables, incluso durante toda su vida laboral.

 

Después de soportar durante un período breve de tiempo un ruido intenso y, a continuación, pasar a una zona tranquila, los sonidos suaves no se perciben. Este tipo de pérdida de audición se denomina temporal. Si el sonido no ha sido demasiado intenso o la duración de la exposición demasiado grande, se recupera la audición normal después de un período de reposo.

 

No es solamente la audición lo que puede resultar influenciado por un ruido intenso. El ruido puede afectar la circulación sanguínea, causar estrés y otros efectos psicológicos. El ruido industrial también está relacionado con otros problemas del ambiente industrial. El ruido también puede aumentar el riesgo de accidente laboral, creando problemas de seguridad como consecuencia de que las señales audibles de alarma son menos perceptibles y las voces quedan enmascaradas.

 

4. Está formado por ondas mecánicas. Esto es quizá la característica que más hace que el ruido sea una contaminación peculiar. Al no tratarse de sustancias o de materia, al tener una existencia efímera en lo temporal y al presentar propiedades de onda como interferencias, reflexiones, difracciones, etc. se le hace difícil a la gente en general comprender su fenomenología.

 

En la industria surge la necesidad de reducir el ruido emitido por las instalaciones y fábricas tanto hacia el exterior como en el interior, cuidando que tanto el entorno como los lugares de trabajo mantengan unos niveles de ruido aceptablemente bajos. Pero también surge la necesidad en los fabricantes de máquinas de, cumpliendo por ejemplo con la directiva europea de máquinas, medir y reducir el nivel de emisión sonora de las mismas.

 

Los automóviles, como casi todas las máquinas y electrodomésticos se hacen cada vez más silenciosos. En el caso de los automóviles el nivel de emisión debido al motor se ha reducido en los últimos años de tal manera que en la actualidad es mayor el ruido originado por la propia rodadura de las ruedas que por el motor. En el caso de los aparatos de climatización resulta sorprendente el nivel cada vez más bajo de nivel sonoro que tienen.

 

Es necesario un gran esfuerzo de investigación y desarrollo para mantener esta carrera por controlar y reducir el ruido.

En la construcción surge la necesidad de garantizar no sólo unos niveles sonoros sino también de caracterizar acústicamente salas de conciertos, auditorios, aulas, etc. Las instalaciones en los edificios, que cada vez son más complejas, también deben tener en cuenta las condiciones sonoras.

 

Esto implica además la caracterización acústica del entorno, la realización de mapas de ruido y estudios de inmisiones, etc. Por ejemplo en la Comunidad de Madrid es necesario realizar un mapa de ruido previamente a la aprobación de un plan de urbanización.

 

Hoy día, la contaminación acústica junto con la proximidad de las líneas de alta tensión, según la Oficina del Defensor del Pueblo, son los problemas ambientales que más preocupan a la sociedad actual, pero además de ocasionar un problema para la salud de los ciudadanos, el ruido origina grandes gastos económicos-sociales. Así, fuentes del Ministerio de Industria y Medio Ambiente (MIMAM) añaden que los gastos que genera para la sociedad el exceso de ruido supone en los países occidentales entre el 1 y el 2% del PIB, debido principalmente a bajas laborales, gastos hospitalarios y medidas para paliar los efectos del ruido.

 

3. LEGISLACIÓN EN MATERIA DE RUIDO

 

Existe una abundante normativa sectorial sobre el ruido, aunque en su mayoría se refiere a límites máximos emitidos por vehículos y equipos industriales o domésticos. También existen reglamentos laborales sobre los niveles máximos permitidos en determinados recintos de trabajo. Sin embargo, no existe una Ley en España que regule el ruido ambiental, aunque algunos Ayuntamientos tienen Ordenanzas a este respecto.

 

A nivel europeo, la referencia más general e importante es la del V Programa de Acción en relación en el Medio Ambiente y el Desarrollo Sostenible de la Comisión Europea, de mayo de 1992, que fija las siguientes metas para el año 2000, en relación con el nivel de exposición nocturna (Leq):

 

La población actualmente expuesta a niveles inferiores a 55 dBa no deberá verse afectada por niveles superiores.

 

En cuanto a las medidas comunitarias se redacta el Libro Verde de la Comisión, de 4 de noviembre de 1996, sobre la política futura de lucha contra el ruido.

 

La Comisión aboga en el Libro Verde por una estrategia global que integre a la totalidad de los socios locales y nacionales para lograr una mayor eficacia. Para ello propone:

El Libro Verde aborda, por primera vez, el ruido ambiental desde la perspectiva de la protección ambiental. Se excluye, por tanto, el ruido en los lugares de trabajo, a que se refiere la Directiva 86/188/CEE, y el ruido de “vecindad”.

 

7. La Comisión plantea dos ejes de intervención para luchar contra el ruido:

a) Política general de lucha contra el ruido

A través de las propuestas enumeradas en el Libro Verde, la Comisión desea reestructurar el conjunto de la política comunitaria al respecto. Para ello están previstas las siguientes acciones:

b) Reducción de las emisiones en la fuente:

 

- Circulación viaria:

 

- Transporte ferroviario:

- Transporte aéreo:

- Maquinaria al aire libre:

 

Los ruidos emitidos por algunas máquinas de construcción (sobre todo motocompresores, martillos picadores, grúas de torre) ya han sido reglamentados por directivas comunitarias. Tal es el caso también de las emisiones acústicas de las máquinas cortacéspedes, que también han sido objeto de una normativa comunitaria.

La Directiva 89/392/CEE, relativa a la aproximación de las legislaciones de los Estados miembros sobre máquinas, establece que las máquinas se diseñen y se construyan teniendo en cuenta el objetivo de la reducción del ruido.

 

La Comisión desea ir aún más lejos y propone:

la introducción en todos los equipos de una placa indicativa del nivel de ruido.

4. PROPIEDADES DEL  SONIDO

 

En el proceso de propagación del ruido hay involucrado un transporte de energía. Esto se pone dramáticamente de manifiesto en la destrucción causada por las ondas explosivas, en menor escala el proceso es el mismo, la energía de la superficie vibrante  ( fuente ) se transmite por medio de la onda de propagación a la velocidad del sonido.

 

En cualquier punto del camino de transmisión, la energía acústica consiste en la suma de la energía potencial y de la energía cinética asociada con el movimiento de la partícula en dicho punto. La energía potencia se debe a la compresión elástica del medio y la energía cinética se debe a la velocidad de la masa de la partícula.

 

La energía media que atraviesa sobre una superficie perpendicular a la dirección de propagación es equivalente al trabajo medio realizado sobre dicha superficie. Puesto que el trabajo se define como el producto de la fuerza por la distancia o el producto de la presión por el área y por la distancia, y puesto que la potencia se define como la velocidad a la que se realiza el trabajo, la potencia acústica se puede definir como

 

W = Potencia acústica, es el valor medio de ( presión acústica x velocidad de la partícula ) x área

 

El resultado viene expresado en vatios cuando la presión se expresa en N/m2, la velocidad en m/s y el área en m2.

 

La potencia instantánea, esto es la cantidad de energía sonora que por unidad de tiempo puede radiar una fuente en un instante dado, puede fluctuar considerablemente.

 

El valor máximo en un intervalo cualquiera se denomina valor de pico de la potencia. Para muchos tipos de ruidos el valor del pico de potencia puede ser de 100 a 1000 veces superior a la potencia media. La potencia media depende del intervalo de tiempo sobre el cual se ha tomado el valor promedio y del método de promediación.

 

El valor medio de la potencia acústica de un sonido conversacional es del orden de 0,00001 vatio.

 

Otras veces el sonido se mide por su intensidad acústica que se define como la cantidad de potencia acústica que atraviesa un área unidad en una dirección determinada, así:

 

I = Intensidad acústica, es el valor medio de ( presión acústica x velocidad de la partícula)

 

El rango de presiones sonoras encontradas en los trabajos de control del ruido es tan grande que resulta conveniente emplear una magnitud que sea proporcional al logaritmo de la presión acústica en lugar de utilizar una escala lineal.

 

 Esto se debe a que la escala logarítmica tiene el efecto de comprimir el rango de valores considerados. Por definición un nivel, expresado en decibelios (dB), es 10 veces el logaritmo de la relación de dos magnitudes que son proporcionales a la potencia, una de las cuales es la base de referencia.

 

El nivel de potencia acústica

 Lw de una fuente, en decibelios, está dada por

en donde:

W = potencia de la fuente en vatios,

W0 = potencia de referencia en vatios.

La potencia del sonido de referencia normalizado W0 es de 10-12 vatios, esto es, 1 picovatio.

El nivel de presión acústica Lp en decibelios, correspondiente a una presión acústica p, está dado por

en donde:

p0 es la presión acústica del sonido de referencia.

En el aire la presión acústica de referencia es de 20 micropascales. Este valor ha sido adoptado por acuerdo internacional y, en general, representa la mínima presión acústica que es audible por un oído adulto joven en el rango de frecuencias en las cuales el oído es más sensible, en condiciones de silencio total.

El término de nivel de potencia acústica no debe confundirse con el de nivel de presión acústica, aunque ambos se expresan igualmente en decibelios. El primero mide la potencia acústica radiada por la fuente, mientras que el segundo mide la presión acústica en cualquier punto, la cual depende no solo de la potencia acústica de la fuente, sino también de la distancia desde la fuente y de las características del espacio que rodea la fuente.

En el ambiente industrial existen muchas razones para realizar medidas del ruido ambiental. La más importante de estas razones es la de determinar si los niveles de ruido son lo suficientemente elevados como para que produzcan riesgos auditivos en las personas expuestas. Hay situaciones en las que el nivel de ruido no es suficientemente importante como para producir daños auditivos, pero que produce molestias por interferencia con la comunicación oral.

En muchas ocasiones no es suficiente con especificar el nivel de presión acústica para un equipo individual ya que los niveles sonoros combinados de varias máquinas puede exceder del nivel acústico deseado en un área aunque los niveles de los equipos individuales puede ser aceptable.

Las medidas son necesarias para asegurar que la fuente y las características del ruido producido por la misma para una máquina concreta no superen los valores admisibles. Por otra parte, las condiciones acústicas de un ambiente pueden cambiar como consecuencia de cambios de herramientas, del proceso, de nuevos equipos, etc. Se hace pues necesario un programa de mediciones como parte de un programa de control del ruido. La instrumentación para medidas acústicas es una parte esencial del programa de control del ruido y las medidas deben tomarse y los valores analizarse adecuadamente.

Los instrumentos utilizados para medir el nivel de ruido se denominan sonómetros y proporcionan una indicación del nivel acústico ( promediado en el tiempo) de las ondas sonoras que inciden sobre el micrófono. El nivel del sonido se visualiza normalmente sobre una escala graduada con un indicador de aguja móvil o en un indicador digital. Muchos sonómetros son pequeños, ligeros y alimentados por batería.

El oído no es igualmente sensible para todas las frecuencias. Por esta razón, incluso aunque el nivel de presión acústica de dos sonidos diferentes pueda ser la misma, pueden interpretarse como de distinto nivel si uno de ellos presenta una mayor concentración en las frecuencias en que el oído es más sensible.

Por esta razón, se incorpora en los sonómetros filtros de ponderación en frecuencia que modifican la sensibilidad del sonómetro con respecto a las frecuencias que son menos audibles por el oído. Muchos sonómetros está provistos de diferentes filtros de ponderación sensibilidad-frecuencia. La escala de ponderación A es la utilizada más frecuentemente.

La escala A está internacionalmente normalizada y se ajusta su curva de ponderación a la respuesta del oído humano. Los valores del nivel acústico medidos con esta escala se conocen como dB(A), con la letra de la escala correspondiente entre paréntesis.

Hay otras escalas de ponderación utilizadas menos frecuentemente tales como la escala B, usada para sonidos de intensidad media, la escala C, usada para sonidos altos, y la escala D, usada para medida del ruido de aviones a reacción. Debido a su buen acuerdo con la respuesta subjetiva, la escala A es la que se suele emplear normalmente para todos los niveles, siendo relativamente poco frecuente el uso de las escalas B, C y D.

Algunos sonómetros tienen una respuesta plana que es esencialmente independiente de la frecuencia. Todas las frecuencias tienen igual peso y los niveles acústicos medidos se dicen no ponderados, expresándose su valor en dB.

Los niveles de ruido pueden variar rápidamente con el tiempo con lo cual las indicaciones instantáneas del sonómetro variarán correspondientemente siendo difíciles de leer. Para evitar estas variaciones tan rápidas, los sonómetros suelen incorporan medios de promediación del nivel acústico durante un intervalo de tiempo determinado.

Muchos sonómetros permiten seleccionar dos tiempos de promediación ( rápido y lento): 0,125 segundos y 1,0 segundo respectivamente. La selección apropiada del tiempo de promediación depende de la rapidez con que fluctúe el nivel del sonido medido, así como de la norma aplicable a la medida.

Sonómetros más completos disponen de ajustes adicionales para constantes de tiempo adecuadas a ruidos de variación rápida, tales como los de tipo impulsivo, o para la determinación del valor de pico o de cresta de un sonido. 

Así, la escala de impulso tiene una constante de tiempo muy rápida de subida y una constante de tiempo muy lenta de bajada. Su finalidad es la de presentar un valor que represente cómo considera de alto el oído humano un sonido de corta duración, es decir, cuanto de molesto es, en lugar de qué riesgo de daño auditivo presenta.

El valor de pico tiene como misión la de medir el nivel de pico de la presión acústica real de un sonido de corta duración. Permite medir valores de pico de un sonido cuya duración puede ser del orden de 50 microsegundos.

Una característica importante del ruido es la de su distribución con respecto a la frecuencia dentro del rango de frecuencias audibles. Los instrumentos empleados para medir tal distribución de frecuencias se denominan analizadores espectrales. El proceso de determinar esta distribución se conoce como análisis espectral. Muchos analizadores espectrales dividen el rango de frecuencias audibles en bandas de octava de ancho. Una octava es el intervalo de frecuencia entre dos frecuencias cuya relación es de 2:1. El nivel de presión acústica dentro de una banda que tiene el ancho de una octava se conoce como nivel en banda de octava.

La representación del nivel en bandas de octava en función de la frecuencia se denomina espectro en bandas de octava. Cuando se requiere una información más detallada que la suministrada por el análisis en bandas de octava se puede usar el análisis en tercios de banda de octava. Como su nombre indica, un analizador en tercios de banda de octava tiene bandas de frecuencia de un tercio de octava de ancho.

Frecuentemente, los sonidos emitidos por las fuentes de ruido fluctúan ampliamente durante un período de tiempo dado. Puede medirse un valor medio del ruido durante dicho período conocido como nivel de presión acústica equivalente Leq. El Leq es el nivel equivalente de ruido continuo que suministrase la misma energía acústica que la del ruido fluctuante medido en el mismo período de tiempo.