¿Cómo medimos ruido?
En este artículo trataremos de abordar la realización de los ensayos y mediciones para la medición de ruidos.
El ruido como tal, es un término bastante subjetivo, por darle una definición genérica podemos describirla como una interferencia indeseada sobre una señal. Aplicando el concepto en acústica, ruido será todo aquello que se escucha, y no es deseado por el receptor. Por tanto partimos de una valoración subjetiva del receptor. Para un vecino escuchar a Frank Listz en su flamante equipo de alta fidelidad es un placer divino, mientras que para el vecino colindante por más que Frank sea un consagrado pianista, lo considerará un molesto ruido.
También hay que resaltar que el “volumen” del ruido recibido es una valoración subjetiva del individuo expuesto. Hay gente que le molesta el tick-tack de las manillas del reloj y deben quitarselo para conciliar el sueño, mientras otras personas pueden quedarse tranquilamente dormida encima de un subwoofer. Por otro lado hay que aclarar que no todos los ruidos afectan por igual, dependiendo de la naturaleza del ruido puede resultar más molesto, por ser más estridente, por contener tonos puros, por tener naturaleza impulsiva etc…
El sonido audible por humanos se encuentra en un rango que oscila entre los 20Hz y los 20Khz. Realmente estos umbrales de audición sólo se mantiene en edades tempranas, debido a la exposición acústica prolongada a la que sometemos nuestro sistema auditivo en ambientes nocivos y contaminados para el oido y prácticas arriesgadas cada vez más habituales; como pueden ser el uso prolongado de auriculares a plena potencia, larga exposición a elevados niveles de ruido en áreas de ocio, por medidas de protección, higiene y seguridad laboral inadecuadas, etc. Esto genera hipoacusia en el oido de tal forma que disminuimos nuestra sensibilidad y umbrales auditivos haciendo que no percibamos frecuencias muy graves y muy altas. Teniendo en cuenta el sistema auditivo humano, sabemos qué rango de frecuencias acústicas son las que nos interesan medir y estudiar para determinar la molestia que sufre el individuo expuesto.
Partimos de la necesidad de medir ruidos, ¿pero por qué queremos medir ruidos? Debido a esta naturaleza subjetiva de la molestia generada por el ruido, se establecen unos procedimientos objetivos para la medición de unos parámetros físicos existentes en el medio ambiente para caracterizar el campo acústico. Este parámetro físico se denomina Presión Sonora y su unidad física es el Pascal (Pa). Realmente el comportamiento del oído humano no es lineal, tiene un comportamiento logarítmico, y es por esto que las unidades que se manejan en acústica se encuentran en esta escala y surgen los famosos decibelios (dB) que es la unidad de los Niveles de Presión Sonora, que a su vez es la representación logarítimica de la Presión Sonora respecto a una presión de referencia. La presión de referencia se establece en 20 µPa, y es el nivel umbral de audición humana medio medido en multitud de test, siendo el sonido mínimo necesario para que el oído reconozca algo.
¿Porque se emplea esta escala logarítimca? El comportamiento del oido humano como hemos dicho no es lineal, esto significa que un sonido que tiene un Nivel de Presion sonora de 50 dB, para escucharlo el doble de fuerte no haría falta alcanzar 100dB, sino 56dB. Es por esto que se emplea esta escala matemática por adaptarse al comportamiento humano.
Ya sabemos que en una medición de ruidos se mide Presión Sonora en Pascales y se representa en su escala logarítmica apareciendo el decibelio. Pero estamos acostumbrados a ver la letra “A” pegada a “dB”. Esta letra A significa que a ese espectro medido se le ha aplicado el término de ponderación tipo A. Sabemos que el sonido se mide en todo el ancho de banda de su espectro, como hemos comentado anteriormente 20Hz-20Khz, pero no percibimos la misma molestia a todas las frecuencias, hay frecuencias más molestas que otros; un chirrido metálico contiene muchas componentes de alta frecuencia y es más molesto que un sonido fuerte de frecuencia media (hombre hablando), de tal forma que aparecen estos términos de ponderación que penalizan frecuencialmente las frecuencias mas molestas para el oido humano. De esta forma la interpretación de los valores físicos medidos in-situ se hace de acuerdo al comportamiento que tiene el oído humano. Es decir, dBA es el nivel de presion sonora medido con las penalizaciones frecuenciales que realiza el oido humano. Existen otros términos de ponderación empleados para ruidos de aeronaves, niveles medios de presión, etc… (B,C, D).
Ya sabemos que cuando medimos ruido, medimos Presion sonora, que se convierte en su escala logarítmica en dB, y al aplicársele el comportamiento frecuencial humano se le denomina dBA.
¿Pero como medimos ruido? Bueno, para esto se utilizan unos procedimientos de ingeniería basados en normas internacionales y se emplea instrumental de laboratorio. Se realiza una toma de muestra in-situ y se procede posteriormente a su evaluación.
Para ello es necesario contar con un laboratorio de mediciones in-situ, el cual está compuesto por un sonómetro integrador tipo I con analizador de espectro en bandas de 1/3 de octavas, un calibrador sonoro y una estación meteorológica. Este es un equipo de laboratorio de alta precisión, se exige por normativa que sea de tipo I, esto es de una sensibilidad muy elevada por lo que los costes de estos equipos consecuentemente son muy elevados y costosos de mantener. Esta exigencias vienen de la enorme sensibilidad del oido humano, es un órgano increible que funciona con una precisión asombrosa. Haciendo un intento de analogía con una báscula, nuestro odio es capaz de medir desde unos pocos gramos hasta toneladas.
La estación meteorológia es necesaria porque las condiciones ambientales del ensayo determinan la incertidumbre y fuera de unos rangos dados de humedad, presion, temperatura y velocidad del viento no se puede realizar porque los resultados obtenidos serían muy distintos a los reales.
El calibrador es necesario porque se debe comprobar antes y despues de cada ensayo que el sonómetro esta midiendo bien, para eso este aparato genera un pulso a 1Khz con 94dBA. Si el sonómetro reconoce justo ese sonido a esa frecuencia….está midiendo bien.
Igualmente todo estos equipos de laboratorio tienen un control metrológico legislado, por el cual cada año tienen que pasar revisiones y calibraciones para acreditar que siguen en buen estado y se puedan usar en la elaboración de certificados y mediciones.
La normativa Española en materia de ruidos, establece mediante su Real Decreto 1367/2007 los procedimientos a seguir para la realización del ensayo, los niveles máximos admisibles en cada recinto, área urbana, etc… Estos procedimientos normativos se basan en normas internacionales de la familia UNE-EN-ISO-1996 donde describen los pasos a dar para la realización del ensayo, número de puntos de medición, distancias a elementos constructivos, altura, tiempo de medición, etc… Como se mide durante un tiempo continuo, lo que obtenemos es una integración temporal del ruido, es una especie de “media” del ruido obtenido durante este tiempo, donde se le aplica una ponderación temporal “fast” obteniendo el Nivel Contínuo Equivalente (LK,eq,T) en todo el rango espectral dividido en bandas de 1/3 de octavas.
Este nivel continuo equivalente hay que corregirlo con el ruido de fondo existente. Cuando realizamos una medicion de un foco ruidoso, a no ser que se realize en un entorno controlado como ofrece una cámara anecoica, siempre mediremos el ruido del foco + otros ruidos que no son propios de ese foco. Ruido de vecinos, tráfico rodado, otras actividades colindantes, etc…. De tal forma que al nivel obtenido en la medicion hay que “restarle” el ruido que existe en la zona. Para eso se vuelve a medir con el mismo procedimiento, pero con la fuente de ruido apagada. De tal forma que estamos midiendo el resto del ruido que interviene en nuestra medición y asi podemos compensarlo.
A este nivel continuo equivalente obtenido en el ensayo y corregido por el ruido de fondo, se le aplican unas penalizaciones estipuladas en el Real Decreto que penaliza el comportamiento de algunos sonido más molestos, como son la existencia de tonos puros, que posea muchas componentes de baja frecuencia o por la existencia de tonos impulsivos. De tal forma que se incrementa el resultado obtenido.
Tras todo esto obtenemos un valor global (no en banda de frecuencias) que caracteriza la afección acústica proveniente del foco emisor y que valora tambien las penalizaciones por la naturaleza del ruido. Este valor final es el que siempre tendrá que cumplir los valores límites establecidos por este RD y en función a este valor se determina si la actividad produce afección acústica o no.
La realización de ensayos de este tipo son muy importantes debido a que es una herramienta que poseen las distintas administraciones para comprobar que los focos ruidosos, actividades, infraestructuras, están cumpliendo las normativas de protección frente al ruido y no van a generar afección acústica en personas expuestas en el entorno (viviendas colindantes, otras actividades, trabajadores, etc..)
También son una buena herramienta para valorar la toma de acciones por parte de particulares, puesto que al ser una valoración subjetiva la que hace el afectado, muchas veces se toman medidas administrativas y judiciales en contra de un foco ruidoso y luego se ha probado que el foco cumple la normativa vigente.
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Jorge Martínez López
Posgrado Ingeniería Acústica
Ingeniero Técn. Telecomunicación
(Sonido e Imagen)
Esta muy bueno… Bastante completo.