Introducción al Ruido - Guía de Riesgos Físicos Ambientales PDF

Machine Translated by Google Introducción al ruido Rosa Laboria Vallés Riesgos físicos ambientales Machine Translated by Google Machine Translated by Google Riesgos físicos ambientales...

Machine Translated by Google Introducción al ruido Rosa Laboria Vallés Riesgos físicos ambientales Machine Translated by Google Machine Translated by Google Riesgos físicos ambientales Introducción al ruido Índice Introducción 5 Objetivos 7 1 Conceptos básicos de acústica 9 1.1 El sonido y el ruido.......................................... 10 1.2 Cualidades del.......................................... 11..... sonido 1.2.1 Los tonos................................... 11 1.2.2 La intensidad del sonido.................................... 12 1.2.3 Timbre....................................... 12 1.3 La física acústica....................................... 13 1.4 Magnitudes y unidades acústicas.................................. 13 1.5 Nivel de presión sonora...................................... 14 1.6 La escala logarítmica...................................... 16 1.6.1 Nivel pico de presión sonora............................. 18 1.7 Operaciones con decibelios..................................... 19 1.7.1 Adición de niveles sonoros................................. 19 1.7.2 Resto o diferencia de niveles sonoros........................... 21 1.8 La frecuencia sonora....................................... 22 1.8.1 El período......................................... 22 1.8.2 La longitud de onda.................................. 24 1.9 Análisis de frecuencias...................................... 25 1.9.1 Las bandas de frecuencia............................... 26 1.10 Las escaleras de ponderación.................................... 29 1.10.1 Curvas de igual sensación............................. 30 sonora 1.11 Cálculo del nivel sonoro ponderado a partir del espectro...................... 32 1.12 Tipo de ruido........................................ 34 2 Efectos del ruido sobre el organismo. Vigilancia de la salud 35 2.1 Fisiología de la audición.................................... 35...... 2.1.1 Proceso auditivo................................. 37 2.2 Campo auditivo......................................... 38 2.2.1 Zona conversacional................................. 39 2.3 Efectos del ruido sobre la salud................................. 2.3.1 Efectos auditivos del ruido.............................. 40 2.3.2 Características de la pérdida auditiva de origen laboral 2.3.3 Efectos................. 45 no auditivos del ruido............................... 47 2.3.4 Riesgos colaterales asociados a la exposición laboral al............. 48..................... ruido 2.4 Vigilancia de la salud.................. 50 2.5 Control de la función auditiva................................... 52 2.5.1 Programa de vigilancia de la salud 2.5.2........................ 53 Audiometrías.................................... 54 Machine Translated by Google Riesgos físicos ambientales Introducción al ruido 3 Marco normativo sobre el ruido 57 3.1 Normativa de inmisión de ruido................................. 57 3.1.1 ¿Qué hacer si existe riesgo de exposición al ruido?...................... 3.1.2 Valores límite y valores que dan lugar a una acción..................... 59 3.1.3 ¿Cómo llevar a cabo la evaluación de la exposición laboral al ruido?........ 61 3.1.4 ¿Qué métodos e instrumentos de medición deben utilizarse?............ 61 3.1.5 ¿Qué información/formación debe llevarse a cabo?................. 62 3.1.6 Los trabajadores, tienen derecho a ser consultados ya participar en cuestiones relacionadas con ¿la exposición laboral al ruido?............................... 63 3.1.7 ¿Qué vigilancia de la salud debe llevarse a cabo y quién la costeará?.......... 63 3.1.8 ¿La normativa prevé exenciones?........................... 3.1.9 ¿Existen plazos especiales de aplicación del Real Decreto 286/2006?............ 67 3.2 Normativa de emisión de ruido................................ 67 3.3 Normativa sobre protección auditiva individual.......................... 68 3.3.1 Comercialización de los equipos de protección individual.................. 68 3.4 Normativa sobre protección de los edificios ante el ruido................... 69 3.5 Normativa sobre confort acústico................................. 71 3.6 Normativa sobre metrología................................... 72 3.6.1 Ley 3/1985, de 18 de marzo, de metrología........................ 74 3.6.2 Orden de 16 de diciembre de 1998 (Ministerio de Fomento)............... 3.6.3 Real Decreto 889/2006.................................. 75 3.6.4 Orden ITC/2845/2007................................ 76 3.6.5 Disposiciones transitorias. Sonómetros y calibradores acústicos en servicio......... 76 3.7 Plan de prevención ante el ruido................................. 77 Machine Translated by Google Riesgos físicos ambientales 5 Introducción al ruido Introducción El ruido es un agente físico que está cada vez más presente en la vida diaria. El aumento de la población humana, el incremento del tráfico de vehículos y la industrialización han comportado un aumento del nivel sonoro especialmente en el puesto de trabajo de muchas personas. La creciente complejidad de los procesos productivos, la rápida mecanización, el uso de máquinas cada vez más pesadas y el desarrollo de ritmos de producción más rápidos hacen que este agente físico sea el que actualmente esté más extendido en el mundo laboral. Como consecuencia del ruido en el ambiente laboral se puede producir sordera en algunos trabajadores y otras patologías auditivas y no auditivas, como neuralgias, trastornos hormonales, trastornos digestivos, etc. El ruido es el riesgo higiénico que se encuentra en cualquier actividad laboral, de ahí que sea muy difícil conocer el número de trabajadores que están expuestos al ruido. Uno de cada cinco trabajadores europeos deben elevar el volumen de su voz la mitad del tiempo que pasan en su puesto de trabajo y aproximadamente un siete por ciento tienen dificultades auditivas. No existen estudios sobre el impacto económico de la pérdida auditiva en Europa, pero el director de la Agencia Europea para la Salud y la Seguridad en el Trabajo, en una entrevista efectuada con motivo del lanzamiento de la campaña sobre exposición al ruido en el trabajo, indicaba que la pérdida auditiva como consecuencia del ruido tiene un coste anual de unos 160 millones de euros y es la segunda causa más importante del gasto en concepto de pensiones de discapacidad y rehabilitación, detrás de la silicosis. En el Estado español, para hacer frente a estos riesgos, se han producido una serie de cambios legislativos, concretamente se ha transpuesto la Directiva 2003/10/CE en el Real decreto 286/2006, de 10 de marzo, y s ha elaborado su guía técnica. El RD 286/2006, su guía técnica y otra normativa relacionada, se explica en esta unidad didáctica, en el núcleo de actividad “Normativa sobre el ruido”. Pero para entender qué es el ruido y cómo se caracteriza físicamente, se realizan una serie de explicaciones y se pueden una serie de ejemplos en el núcleo de actividad “Conceptos básicos de acústica”. También se explican previamente, en el núcleo de actividad “Efectos del ruido sobre el organismo. La vigilancia de la salud”, la fisiología del oído humano, los efectos del ruido auditivos y no auditivos sobre el organismo humano, y cómo vigilar la función auditiva. Para trabajar los contenidos de esta unidad didáctica, es conveniente realizar las actividades y los ejercicios de autoevaluación y leer los anexos. En el caso del núcleo de actividad “Efectos del ruido sobre el organismo. La vigilancia de la salud”, cuenta con el recurso de contenido que ampliará la información de cómo llevar a cabo la vigilancia de la salud. Machine Translated by Google Machine Translated by Google Riesgos físicos ambientales 7 Introducción al ruido Objetivos Al terminar la unidad didáctica, debe ser capaces de lo siguiente: Identificar el ruido ambiental, presente en los procesos de producción de bienes y servicios, según tipos de trabajo y procesos. Relacionar el ruido ambiental con las características energéticas, las fuentes de emisión y las formas de transmisión. Relacionar los riesgos derivados de la exposición a ruido ambiental con los efectos que pueden provocar sobre la salud. Interpretar las consecuencias fisiológicas, psíquicas y laborales, originadas por los riesgos derivados de la exposición a ruido ambiental, sobre la salud de las personas. Valorar las implicaciones económicas y sociales, en las empresas y en la sociedad, de los efectos provocados por los riesgos derivados de la exposición a ruido ambiental, a partir de datos estadísticos y económicos. Interpretar la normativa general, los niveles máximos de exposición, los criterios internos de empresa y los procedimientos de trabajo establecidos en relación a la exposición a ruido ambiental, a partir de manuales y documentos normativos. Determinar el contenido y el proceso de recogida de la información documental y personal necesaria para identificar los riesgos derivados de la exposición a ruido ambiental. Identificar los riesgos derivados de la exposición a ruido ambiental presentes, a partir de la información de los puestos de trabajo, el grado de idoneidad de los métodos y procedimientos de trabajo, las desviaciones observadas entre los procedimientos reales y normalizados, y los instrumentos y procedimientos adecuados para su identificación. Interpretar el contenido y la funcionalidad de las técnicas, instrumentos y procedimientos para medir y registrar el ruido ambiental a partir de manuales e información técnica. Machine Translated by Google Machine Translated by Google Riesgos físicos ambientales 9 Introducción al ruido 1. Conceptos básicos de acústica Para entender y aplicar adecuadamente la legislación sobre los riesgos relacionados con la exposición al ruido, es necesario conocer una serie de conceptos relacionados con la física acústica y la forma en que el oído humano percibe los sonidos. En higiene industrial sólo interesan para su estudio los sonidos dañinos para la salud humana, que son lo que llamamos ruidos y que están dentro de un rango de frecuencias concreto. El oído humano no percibe de la misma forma todos los ruidos. Según su frecuencia se produce una atenuación por parte del sistema auditivo, por lo que, para llevar a cabo una evaluación del riesgo por exposición al ruido, se deben ponderar las frecuencias que recibe el trabajador según valores de ponderación estandarizados. En acústica se trabaja con una herramienta matemática que son los decibelios, que sólo son el resultado de realizar el logaritmo de la presión sonora que produce la onda y que se llaman niveles de presión sonora. Trabajar en decibelios hace que una pequeña diferencia de valores en decibelio implique una variación considerable del valor de presión sonora. La exposición laboral a niveles elevados de presión sonora prolongados en el tiempo comporta riesgos graves para la salud, que pueden clasificarse en dos tipos: auditivos y no auditivos. El riesgo auditivo más grave es la pérdida de audición, tipificada como enfermedad profesional y que recibe el nombre de hipoacusia tonal liminar por exposición laboral al ruido. Hay muchos efectos auditivos. Algunos son el estrés, interferencias con el sueño e interferencias con actividades mentales y psicomotoras. Si existe un nivel sonoro ambiental elevado, puede interferir en la comunicación, lo que lleva colateralmente riesgos de seguridad en el ejercicio de la actividad laboral. Para evitar lesiones auditivas irreversibles, es necesario y está tipificado por ley, llevar a cabo controles de la función auditiva a todos los trabajadores de riesgo a coste de el empresario. La prueba médica que controla la audición se llama audiometría y la representación gráfica de los umbrales de audición en frecuencias, audiograma. En España se transpuso la normativa europea sobre la exposición laboral al ruido y se recogió en el Real Decreto 286/2006. En el Real Decreto 286/2006 se recogen los valores límite de exposición laboral al ruido que dan lugar a una acción y valores límite absolutos. También se establecen las obligaciones del empresario respecto a la medición del nivel sonoro ambiental y Machine Translated by Google Riesgos físicos ambientales 10 Introducción al ruido la obligación de formación, información y vigilancia de la salud por parte del empresario de los trabajadores de riesgo. Se ha elaborado la guía técnica, cuya finalidad es la aplicación de los dictámenes establecidos en el Real Decreto. Además del Real Decreto sobre exposición laboral al ruido, deben tenerse en cuenta las normativas sobre máquinas que emiten ruido y las normativas sobre instalaciones, edificios y actividades económicas. 1.1 El sonido y el ruido Habitualmente el ruido se define como un sonido molesto y desagradable. Pero esta forma de definirlo tiene una gran dosis de ambigüedad, ya que puede considerar algunos sonidos como agradables o desagradables en función del receptor y de sus circunstancias puntuales. Por ejemplo, consideramos la valoración paralela y diferente que pueden hacer dos grupos de individuos relativa al ruido producido por una música estridente a elevadas horas de la noche cuando un grupo quiere dormir y el otro grupo quiere divertirse. De este ejemplo lo que interesa destacar de cara a la evaluación higiénica es la consideración del ruido como un contaminante físico, una forma de energía, que cuando está presente en el medio laboral puede afectar a la salud de los trabajadores que están ahí inmersos. El ruido debe estudiarse para que, una vez conocido y valorado, se puedan llevar a cabo actuaciones para eliminarlo y minimizarlo a fin de que no produzca efectos perjudiciales para la salud del trabajador. Para empezar a estudiar una magnitud física, como hemos dicho que es el ruido, primero debe definirse. En primer lugar, no hay que confundir los términos sonido y ruido, aunque en el vocabulario común a veces se utiliza indistintamente. Algunas de las mejores definiciones de ruido son: Conjunto de sonidos no agradables. Combinación de sonidos no coordinados que originan una sensación desagradable. Todo el grupo de sonidos que interfieren una actividad humana. Sonido y ruido no son lo mismo concepto. De estas definiciones podemos deducir que el ruido es una apreciación subjetiva de un sonido. Un mismo sonido puede considerarse molesto o agradable según la situación y la sensibilidad concreta de la persona y del contexto. Podemos considerar el ruido como formato de una parte subjetiva, que es la molesta, y de Subjetividad del sonido una parte objetiva, que es el sonido y que puede cuantificarse. Machine Translated by Google Riesgos físicos ambientales 11 Introducción al ruido Por otro lado, el sonido es un fenómeno vibratorio que, a partir de una perturbación inicial del medio donde se produce, se propaga por este medio al variar la presión del medio por el que pasa El ruido es un tipo de tomando como referencia la presión atmosférica. sonido, por lo que los ruidos son un subconjunto de los sonidos que el ser humano puede percibir. De forma sencilla podemos definir sonido como la vibración del medio que el oído humano puede percibir. El sonido puede definirse como los aumentos o las disminuciones de la presión atmosférica que puede excitar el oído humano. Estos cambios de presión pueden situarse entre 20 Hz y 20.000 Hz. El ruido es un fenómeno acústico que puede estudiarse, analizarse y medirse aplicando la física clásica, con magnitudes que son independientes de las sensaciones sonoras. Desde el punto de vista físico, los conceptos de sonido y ruido son equivalentes, esto es, se refieren al mismo fenómeno. Pero en higiene industrial sólo interesan los fenómenos que pueden ser nocivos para el trabajador, por lo que sólo se estudian los ruidos. A la higiene industrial sólo le interesan los ruidos, ya que son los que pueden perjudicar al trabajador. 1.2 Cualidades del sonido El sonido, y por tanto el ruido, sólo tienen sentido cuando son procesados por el oído humano y su percepción viene determinada por cómo actúa el sistema auditivo. Las principales cualidades que caracterizan a un sonido son su tono (o frecuencia de onda), su intensidad y su timbre. 1.2.1 Los tonos El oído humano es capaz de captar vibraciones de un amplio espectro de frecuencias (aproximadamente entre 20 y 20.000 hercios), que es lo que se llama margen de audiofrecuencias, que determina el llamado espectro audible. Tradicionalmente, este margen se subdivide en tres franjas: Tonos de bajas frecuencias. Los bajos, graves o tonos graves son el intervalo de las bajas frecuencias que el oído humano es capaz de interpretar. Este margen está comprendido entre los 20 y 500 hercios. Tonos de frecuencias medias. Tonos medios, frecuencias medias o medios, son los que se corresponden con el intervalo de frecuencias intermedias Machine Translated by Google Riesgos físicos ambientales 12 Introducción al ruido dentro del espectro audible. Este intervalo se sitúa entre los 300 y los 2.000 hercios. Tonos de alta frecuencia. Los agudos son los que componen la gama de altas frecuencias del espectro audible. Este intervalo de altas frecuencias o tonos agudos está comprendido entre los 5.000 y 20.000 hercios. 1.2.2 La intensidad del sonido La intensidad del sonido se define como la cantidad de energía (potencia acústica) que atraviesa por segundo una superficie que contiene un sonido. La intensidad depende de la amplitud de la onda; a mayor amplitud de onda, mayor es la cantidad de energía que genera y, por tanto, mayor es la intensidad del sonido. La intensidad del sonido que se percibe subjetivamente se llama sonoridad y permite ordenar sonidos en una escalera del más fuerte al más débil. La intensidad sonora disminuye con la distancia de la fuente. Disminuye 6 decibelios cada vez que se duplica la distancia a la que se encuentra la fuente sonora (ley de la inversa del cuadrado). 1.2.3 Timbre El timbre es la calidad del sonido que permite distinguir su fuente, porque, a través del timbre, el oído humano es capaz de diferenciar dos sonidos de la misma frecuencia (tono) e intensidad. Así, el timbre es la calidad del sonido que nos permite distinguir la misma nota producida por dos Un don emitido por una flauta es instrumentos musicales distintos. distinto al don que emite una trompeta, ya que tienen armónicos diferentes. Físicamente, el timbre es la calidad que confieren al sonido los armónicos que acompañan a la frecuencia fundamental. Estos armónicos generan variaciones en la onda sinusoidal base. Los sonidos simples o tonos puros contienen una única frecuencia. Es el caso del diapasón de gancho, utilizado para afinar instrumentos. Sin embargo, en la naturaleza no hay ningún sonido puro, libre de armónicos. El teorema de Fourier afirma que cualquier forma de onda periódica puede descomponerse en una serie de ondas (armónicos) que tienen una frecuencia que es múltiplo de la frecuencia de la onda original (frecuencia fundamental). Así, los armónicos son múltiples de la frecuencia fundamental, a la que acompañan. En ocasiones, como en el caso El timbre de voz viene determinado por la cantidad y la intensidad de estos armónicos. del oboe, los armónicos pueden ser más altos que la misma nota fundamental. Los armónicos varían según la fuente, según el tipo de instrumento, según el diseño del instrumento e, incluso, según la forma de tocar ese instrumento. En un sentido figurado, podríamos afirmar que los armónicos son el ADN de cada sonido. Machine Translated by Google Riesgos físicos ambientales 13 Introducción al ruido 1.3 La física acústica Por regla general, el fenómeno acústico se inicia por la vibración mecánica de un cuerpo (fuente sonora o foco) que empuja las moléculas del aire en contacto con él y produce en aquella zona sucesivas sobrepresiones que se propagan alejándose del foco, por lo que en cualquier punto del espacio separado del foco se aprecia un paso sucesivo de frentes de sobrepresión y depresión. Físicamente, el fenómeno acústico es un transporte de energía mecánica que recibe el nombre de energía sonora. Las ondas sonoras no se propagan en el vacío. El sonido, y por tanto también el ruido, se transmite por ondas que necesitan un medio material para propagarse (no se propagan en el vacío). Por tanto, como el ruido es un fenómeno ondulatorio, se puede estudiar por las leyes de la física ondulatoria, con magnitudes físicas objetivas e independientes de las sensaciones sonoras. Velocidad de propagación del sonido En condiciones estándar la La velocidad de propagación del ruido depende del medio material en el que se transmite y velocidad de propagación del sonido en distintos medios es: de las condiciones ambientales: presión y temperatura. Al aire: 340 m/s. En el agua: 1460 m/s. En la madera: entre 1.000 y 5.000 m/s según los tipos. 1.4 Magnitudes y unidades acústicas Hay dos variables físicas fundamentales que modulan la sensación sonora que nosotros Se consideran condiciones estándar cuando la presión percibimos al oír un ruido: la intensidad de la onda sonora y la frecuencia de la onda sonora. atmosférica es de 1,013 ∙ 105 Pan y la temperatura es de 20 °C Desde el punto de vista físico, los La intensidad de la onda es la presión que ejerce el sonido sobre la oreja en referencia conceptos de sonido y ruido son a la presión atmosférica. La intensidad sonora también se puede llamar presión equivalentes. sonora y se mide en pascales. La frecuencia de onda es el número de ondas producidas por el sonido en un segundo. La frecuencia está relacionada con el tono del sonido. La unidad de medición de la frecuencia es el hercio, que se define como la inversa del segundo: 1/s. Cuando los parámetros de frecuencia y nivel de presión sonora son elevados, el sonido se convierte en un peligro y se crea una situación de riesgo para la salud y una situación desagradable. Machine Translated by Google Riesgos físicos ambientales 14 Introducción al ruido 1.5 Nivel de presión sonora En acústica, la amplitud es la cantidad de presión sonora que ejerce la vibración en el medio elástico (aire). Así, la amplitud determinará la cantidad de energía que contiene una señal acústica. No debe confundirse amplitud con volumen o potencia acústica, aunque es cierto que cuanto más fuerte se oye un sonido más amplitud tiene, porque se ejerce una presión más elevada sobre el medio. La amplitud de una onda es el valor máximo, tanto positivo como negativo, que puede adquirir la onda sinusoide. El valor máximo positivo que toma la amplitud de una onda sinusoidal recibe el nombre de pico o cresta. El punto donde el valor de la onda se anula al pasar del valor positivo al negativo, o al revés, se conoce como nodo, cero o punto de equilibrio (figura 1.1). F igura 1. 1. Representación de una onda con sus parámetros característicos. Cuando se propaga una onda sonora por el aire, se origina una variación de presión respecto a la presión atmosférica existente. Esta variación de presión es fácilmente mensurable y, como se aprecia en la figura 1.2, su valor puede representarse mediante una función de onda. F igura 1. 2. Representación gráfica de la función de una onda sonora Machine Translated by Google Riesgos físicos ambientales 15 Introducción al ruido Donde: p(t) es el valor instantáneo de la presión. ω es la frecuencia angular calculada como ω = 2 ∙ n ∙ f, con unidades de radianes por segundo (rad/s), y donde f es la frecuencia de vibración de la onda sonora en hercios. La expresión p(t) permite conocer la presión para cualquier valor de tiempo que consideramos, pero su utilidad es muy escasa si no podemos expresar la presión sonora con un único valor, puesto que, para llevar a cabo la evaluación del riesgo de exposición laboral al ruido, la normativa nos proporciona valores límite absolutos, esto es, un único valor numérico de presión y no una función de posibles valores de presión en función del tiempo que transcurre. Un posible valor único podría a prioriser el valor medio de la presión expresada con la fórmula de presión media: T 1 ∙ p(t) ∙ dt Mediana = T 0 Donde: T = 2π rad p(t) = po ∙ sin ωt Y si sustituimos los correspondientes valores de cada variable, obtenemos la fórmula de la presión media en función de la función de onda: 2π 1 ∙ Po ∙ sin ωt ∙ dt Mediana = 2π 0 Donde: T = 2π rad p(t) = po ∙ sin ωt Dado que el valor de la función de onda varía de forma instantánea, el valor de la presión media es demasiado inexacto para expresar en un solo valor la realidad sonora, por lo que se definió el valor eficaz (rms) de presión sonora , que se expresa con la siguiente fórmula: El valor eficaz El valor eficaz (rms) es un parámetro matemático genérico que T puede aplicarse a cualquier función 1 Prms = ∙ 2p (t) ∙ dt y se expresa como la raíz cuadrada de la integral de la función T 0 elevada al cuadrado que estamos estudiando; en nuestro caso, la presión sonora. Físicamente, la presión sonora se define como la amplitud de las variaciones de presión y, Los pascales matemáticamente, se expresa como la raíz cuadrada del cuadrado del valor medio de las La presión es una medida de la fuerza que se ejerce sobre una variaciones de presión, es decir, deben integrarse los cuadrados de los valores de presión superficie. Matemáticamente F orca se expresa: p = entre dos tiempos para los que se calcula la variación de presión y el valor obtenido debe Superficie. elevarse al cuadrado. Esta operación la realizan instantáneamente los aparatos de medición Y si sustituimos las magnitudes físicas por sus unidades en el sistema de ondas. internacional de medidas tenemos: Y si sustituimos los valores de: pascal = newton metro2 Machine Translated by Google Riesgos físicos ambientales 16 Introducción al ruido p(t) = po ∙ sin ωt T = 2π El valor de la fórmula del valor eficaz expresado para la función de presión queda como se indica en la fórmula de valor eficaz de la presión a partir de la función de onda: 1 2π Prms = (pon ∙ sin ωt) 2dt 2π 0 Y haciendo los cálculos, se obtiene un valor de presión eficaz: po Prms = A partir de ahora, si no se √2 expresa lo contrario, el término presión acústica indica la Cabe destacar que la energía sonora es proporcional al cuadrado del valor eficaz de la presión, por eficaz presión acústica. lo que la suma de las cantidades de energía estará relacionada con la suma de los cuadrados de las presiones eficaces. Este concepto se aplica para obtener la suma de distintos ruidos. El valor del tiempo de integración debe ser en segundos y la unidad de medición de la presión es en pascales (Pa). Cuando se especifica un valor de presión sonora, debe indicarse el tiempo de integración que se ha utilizado. Por convenio, se han definido dos períodos de integración identificados como lento y rápido (slow y fast). Medidas slow y medidas fast Los aparatos de medición del ruido, El valor slow se refiere a un tiempo de integración de los valores de presión de un segundo. como sonómetros y dosímetros, dan la posibilidad de medir ruido ambiental Y el valor fast es para un intervalo de tiempo de integración de 125 milisegundos. en tiempo slow o en tiempo fast sólo pulsando un botoncito del aparato. Estos valores de tiempo se tomaron porque el oído humano tarda entre 125 ms y 1 seg en reconocer que hay un sonido y percibir su intensidad. El oído humano es capaz de detectar variaciones de presión acústica que van de los 2∙10­5 Pa a los 200 Pa. 1.6 La escala logarítmica Una escala de presiones que en su origen se inicie en 2 x 10­5 Pa y finalice en 200 Pa contiene un rango tan elevado de valores que es totalmente inadecuada a niveles prácticos. Por eso, se utiliza una herramienta matemática, llamada decibel (décima parte del bel). La escalera logarítmica es un artificio matemático y no una característica del fenómeno sonoro. La expresión matemática genérica de los decibelios es la siguiente fórmula. Es el logaritmo en base diez de la fracción cuadrática de dos valores, uno es variable y el otro es una constante, multiplicado El decibelio por diez. La unidad para medir es el bel (B), 2 pero al ser muy grande, se utiliza X normalmente su submúltiplo, el dB = 10 ∙ log X0 decibelo (dB), por lo que aparece el multiplicador diez en la fórmula de cálculo de decibelios. Si lo aplicamos a los decibelios referidos a la presión sonora obtenemos la siguiente fórmula, en la que simplemente se ha cambiado la variable ics por la presión sonora y el resultado es el nivel (level en inglés) de presión sonora en decibelios. Machine Translated by Google Riesgos físicos ambientales 17 Introducción al ruido 2 p Lp = 10 ∙ log p0 Donde: p: valor de la presión sonora eficaz (prms), expresada en pascales. po: presión de referencia = 2∙10­5 Pa. Lp: nivel de presión sonora expresada en decibelios. El nombre de nivel indica simplemente que se trata de una escala logarítmica y, por tanto, es necesario mencionar su nombre completo: nivel de presión sonora, nivel de potencia... No tiene unidades de medición. De la expresión de decibelios puede deducirse que los decibelios no son un valor absoluto, sino que siempre se relaciona con un valor de referencia. En el caso de la presión sonora, los 0 dB corresponden a una presión de 2∙10­5 Pa. Valores umbral de niveles de presión sonora del oído humano Calcularemos los valores mínimo y máximo que pueden tener los niveles de presión sonora que el oído humano es capaz de detectar. Si sabemos que el menor valor de presión sonora que distinguimos es 2∙10­5 Pa, sustituimos este valor en la fórmula del nivel de presión sonora: 2 2 ∙ 10−5 Lpmin = 10 ∙ log = 0 dB 2 ∙ 10−5 Si hacemos lo mismo para el mayor valor de presión que detectamos, que es de 200 Pa: 2 200 Lpmax = 10 ∙ log = 140 dB 2 ∙ 10−5 El rango de trabajo en acústica queda reducido a una escala que va de 0 dB (umbral de audición) a 140 dB (umbral del dolor). Dado que el operador logarítmico sólo puede aplicarse a números, no a unidades, es necesario que el operando no tenga unidades y es la razón por la que siempre existe un valor de referencia en cualquier escala logarítmica. Trabajar en decibelios tiene sus inconvenientes: No se pueden sumar aritméticamente dos o más niveles sonoros, debe hacerse de Equivalencia entre presión sonora (pascales) y decibelios forma logarítmica. Una pequeña diferencia en el valor de decibelios corresponde a una diferencia importante de energía sonora, puesto que estamos trabajando con valores exponenciales (inverso del logaritmo). De hecho, un aumento de 3 dB en el nivel de ruido implica el doble de la energía que lleva la onda. Machine Translated by Google Riesgos físicos ambientales 18 Introducción al ruido El uso de escalas logarítmicas también tiene ventajas prácticas, sobre todo porque evita las operaciones de multiplicar y dividir magnitudes físicas, ya que si las magnitudes están expresadas en decibelios, basta con sumarlas o restarlas, según el caso. 1.6.1 Nivel pico de presión sonora En ocasiones es necesario saber el valor de presión sonora máximo en un entorno laboral. Para calcular este valor se definió el nivel pico como el mayor valor de presión sonora instantáneo en un ambiente concreto. Para saber el valor pico, no deben integrarse los valores de presión sonora entre dos tiempos, sino que el aparato simplemente da el valor de presión sonora más elevado dentro del período de medición que usted le diga. El valor pico de presión sonora también puede expresarse en decibelios si se aplica la fórmula matemática de decibelios. En este caso, en el numerador se pone el mayor valor de presión sonora y en el denominador, el valor de presión de referencia, es Valores de cresta más habituales decir, 2∙10­5 Pa. Los ruidos industriales continuos 2 tienen valores de cresta entre 5 y 10 Pmax` decibelios y los ruidos de impulso Lpic = 10 ∙ log como los generadores o aparato Po golpeadores o que producen choques tienen factores de cresta de hasta 30 dB. La diferencia entre el nivel sonoro y el nivel de pico se llama cresta del ruido y también se expresa en dB. Expresión del nivel de presión sonora Potencia sonora Siempre que se mida un nivel de presión sonora se debe indicar la fuente o las fuentes de emisión de En la terminología física, el sonido o el ruido son un transporte de energía mecánica, por lo que se mide en ruido y del entorno donde se hizo el unidades de potencia por unidad de superficie (W/m2 , es decir, presión), pero esta energía mecánica la ha medición. producido una fuente sonora. La simple especificación de un nivel de presión sonora tiene poco En física, la cantidad de energía sonora que emite una fuente por unidad de tiempo se llama potencia sonora significado. y se mide en vatios (W). La potencia acústica viene determinada por la misma amplitud de la onda, porque cuanto mayor es la amplitud de la onda, mayor es la cantidad de energía (potencia acústica) que genera. La potencia acústica es un valor intrínseco de la fuente y no depende del local en el que se encuentra. El nivel de potencia sonora es la percepción que tiene el hombre de la potencia acústica, que es lo que conocemos como volumen. El nivel de potencia acústica se mide en decibelios (dB). Las personas no perciben de forma lineal el cambio (aumento/disminución) de la potencia a medida que se acercan/alejan de la fuente. La percepción de la potencia es una sensación proporcional al logaritmo de esta potencia, por tanto, es una relación logarítmica P LW = 10 ∙ log Po Donde: P: valor de potencia sonora expresada en Watts Po: potencia de referencia = 10­12 W Lw : nivel de potencia expresada en decibelios Machine Translated by Google Riesgos físicos ambientales 19 Introducción al ruido O bien, para no confundir P de potencia con p de presión, puede llamarse la potencia con W, y quedaría: W LW = 10 ∙ log Wo La potencia sonora indica la totalidad de la energía sonora que radia una fuente y, por tanto, es una característica propia de cada máquina. La presión sonora está relacionada con el flujo de energía sonora en un punto del espacio y su valor dependerá de la cantidad de energía radiada por la fuente de emisión del ruido y las características de la incidencia o modificación que sufre el ruido al viajar desde la fuente hasta un punto concreto y, por tanto, no es una magnitud adecuada para caracterizar fuentes de ruido y sí para evaluar el nivel sonoro que recibe a una persona. La presión sonora es la magnitud para expresar el valor de inmisión de ruido que recibe a una persona. La potencia sonora es la magnitud adecuada para expresar el nivel sonoro emitido por una máquina. 1.7 Operaciones con decibelios Las magnitudes expresadas con decibelios sólo pueden sumarse o restarse, ya que representan niveles de la magnitud. En el caso de niveles de presión sonora ambiental o de potencia sonora de una fuente de emisión de ruido, puede ocurrir que haya más o más ruidos ambientales fuente de emisión. 1.7.1 Adición de niveles sonoros El nivel de ruido que hay en un ambiente puede que sea el resultado de la emisión simultánea de dos o más ruidos. Si se quiere saber el nivel sonoro total del ambiente, se presenta el problema de que son valores expresados en decibelios, por lo que pertenecen a una escala logarítmica y, por tanto, no son valores aditivos directamente, sino que se debe calcular de forma logarítmica. Debido a que no se suman los niveles sonoros No se suman de forma lineal, es decir, 1 dB más 1 dB no son 2 dB. En la siguiente fórmula se presenta la expresión matemática para la suma de valores logarítmicos. Esto se debe a que se ha adoptado un algoritmo logarítmico para pasar de niveles de presión acústica en N/m2 a decibelios, que carecen de dimensión. Lsuma = 10 ∙ log y1 100,1∙dBi Donde: dBi es: cada uno de los valores de decibelios a sumar. Si aplicamos la expresión genérica a la suma de niveles de presión sonora, obtenemos la siguiente expresión matemática: Machine Translated by Google Riesgos físicos ambientales 20 Introducción al ruido Lpsuma = 10∙log 100,1∙Lp1 + 100,1∙Lp2 + 100,1∙Lp3 + 100,1∙Lp4 + 100,1∙Lp5 +... Donde: Lp1, Lp2, Lp3, Lp4,...: distintos niveles sonoros a sumar. L suma: valor total de la suma de niveles sonoros en decibelios. Esta fórmula es la expresión matemática que deberemos aplicar siempre que debamos sumar diferentes niveles sonoros. Como vemos, supone tener que realizar cálculos algo largos, por lo que se creó un método aproximado que se basa en el uso de un gráfico logarítmico, que es el que aparece en la figura 1.3. Los pasos a seguir para sumar decibelios utilizando el gráfico son los siguientes: 1. Ordenar en orden creciente los decibelios a sumar. 2. Hacer la diferencia de los dos primeros valores. Este valor es el horizontal (abscisas) del gráfico. 3. Se realiza una recta vertical desde el valor de abscisas hasta que corte con la curva. Desde ese punto se traza una línea horizontal hasta que corte con los ejes verticales (ordenadas). 4. El valor de las ordenadas hallado se suma al mayor valor de decibelios de los dos que se han sumado. 5. Si sólo hay dos valores de decibelios a sumar, el valor anterior es el valor de la suma, y ya está. 6. Si hay más valores, se vuelve a empezar, pero ahora, en lugar de ambos valores más pequeños, se cambia por el valor obtenido en el primer proceso. F igura 1. 3. Gráfico para la suma de decibelios Ejemplo de aplicación del gráfico para la suma de decibelios Se quiere sumar los siguientes decibelios: 87 dB, 92 dB, 79 dB. Machine Translated by Google Riesgos físicos ambientales 21 Introducción al ruido 1. Ordenamos en orden creciente a los decibelios a sumar: 79 dB, 87 dB, 92 dB. 2. Quedamos los dos valores más pequeños: 87 ­ 79 = 8. 3. Vamos al gráfico y trazamos una vertical desde el punto de abcisas 8 hasta cortar la curva. A continuación trazamos una recta horizontal desde el punto de corte hasta las ordenadas y vemos que llegamos al valor de ordenada 0,6 dB. , por lo que el incremento del nivel total sobre el mayor es de 0,6 dB. 4. Sumamos el valor de iordenadas encontrado con el mayor valor de decibelios de los dos que hemos cogido, y obtenemos: 87 + 0,6 = 87,6 dB. 5. Volvemos a ordenar los decibelios que no hemos cogido y el nuevo valor encontrado: 87,6 dB; 92 dB y volvemos a hacer todo el proceso anterior: 92 − 87, 6 = 4, 4 dB Gráfico: Incremento del nivel total sobre el mayor: 1,4 dB 6. Sumamos el valor encontrado con el mayor de los dos: 92 + 1,4 = 93,4 dB. La utilización de un programa Por tanto, el valor total de decibelios que hay en un ambiente al que llegan los tres valores de nivel sonoro informático adecuado puede del enunciado es de 93,4 dB. facilitar notablemente los cálculos y su exactitud. 1.7.2 Resto o diferencia de niveles sonoros A veces se necesita restar niveles sonoros; por ejemplo, cuando se desea corregir el nivel de fondo. A menudo no es posible determinar el ruido que genera una máquina o una instalación Ruido de fondo de forma independiente de otros ruidos, que llamaremos ruido de fondo. Es el conjunto de ruidos que llegan a un ambiente y que no se deben En estos casos se puede estimar el nivel sonoro del ruido generado por una máquina o a una fuente de emisión de ruido cercana. una instalación si se mide el nivel sonoro de la máquina o instalación en funcionamiento y el nivel sonoro sin la máquina o instalación y se restan de forma logarítmica. La fórmula Hay tablas y gráficas para a utilizar es la siguiente, que es la expresión matemática del resto logarítmico o diferencia hacer correcciones de ruido de fondo. de decibelios: Lp1resto = 10 ∙ log 100,1∙Lp1 − 100,1∙Lp2 Donde: Lp1 es el nivel sonoro total (todo en funcionamiento). Lp2 es el nivel sonoro ambiental cuando la máquina o instalación que deba estimarse no emite ningún ruido (está apagada). El resultado de la operación matemática es el nivel sonoro buscado. Ejemplo de aplicación de la diferencia de niveles sonoros En un puesto de trabajo se utiliza una máquina herramienta eléctrica. El nivel sonoro ambiental que se ha determinado al medirlo con un sonómetro es de 88 dB. Se apaga la máquina herramienta y se vuelve a medir el ruido ambiental y, en este caso, se determina un valor sonoro de 86 dB. Machine Translated by Google Riesgos físicos ambientales 22 Introducción al ruido Para determinar el ruido que emite la máquina herramienta, se le aplica la fórmula de cálculo de diferencia de decibelios y se obtiene un valor de 83,7 dB, que es el nivel sonoro que emite la máquina herramienta. 1.8 La frecuencia sonora En mecánica ondulatoria, la frecuencia se define como el número de oscilaciones por unidad de tiempo (generalmente por segundo). Entendiendo por oscilación el ciclo completo de una onda. Si se producen muchas oscilaciones en un segundo, estaremos hablando de altas frecuencias; si, por el contrario, son pocas, hablamos de frecuencias bajas. La frecuencia se representa con la letra f y se expresa en hercios. 1 Hz equivale = 1 ciclo/s 1 kilohercio (kHz) = 1.000 Hz 1 megahercio (MHz) = un millón de hercios Ondas de frecuencia diferente 1 gigahercio (GHz) = mil millones de hercios El oído humano es capaz de percibir frecuencias entre 20 y 20.000 hercios (ciclos por segundo). La frecuencia de un sonido la percibimos como un tono. Los sonidos graves son de baja frecuencia y los agudos, de alta frecuencia. Físicamente, la frecuencia es el número de veces que la presión sonora alcanza un máximo y un mínimo por unidad de tiempo. La unidad de medición en el sistema internacional es el hercio (Hz) y su símbolo es f. La frecuencia determina el tono grave o agudo de un sonido. El oído humano es capaz de captar frecuencias que van de los 20 Hz a 20.000 Hz, aunque el rango habitual de uso es el de los sonidos generados por la voz humana y otras fuentes naturales de sonidos, que van de los 100 Hz a los 2.000 Hz. Amplitud de ondas Las ondas se van debilitando en su amplitud a medida que se van alejando de su punto de origen. La respuesta en frecuencia del oído humano es lo que conocemos como Aunque la amplitud de las ondas decrece, su longitud de onda y audiofrecuencias, pero el espectro sonoro es mucho más amplio. su frecuencia permanecen invariables. Existen otras magnitudes físicas, además de la frecuencia con que se puede caracterizar una onda, que son: el período, la velocidad de la onda y la longitud de onda. 1.8.1 El período Una forma de identificar una onda es mediante el período de tiempo que tarda en producirse un ciclo de variación de presión sonora completo. Las unidades de medición del período son los segundos y su símbolo es T. Machine Translated by Google Riesgos físicos ambientales 23 Introducción al ruido En una onda sonora, el período es el tiempo transcurrido entre dos crestas o valles sucesivos. El período de oscilación de una onda es el tiempo empleado por esta onda para completar una onda entera. Los períodos de los sonidos audibles varían entre 0,05 milisegundos (ms) y 5 ms. Matemáticamente, el período es el inverso de la frecuencia. La expresión matemática de la relación entre frecuencia y período es: 1 T= f Si tenemos más de una onda sonora simultáneas, éstas pueden estar en posiciones relativas diferentes. El punto en el que dos señales se encuentran en un instante determinado, uno respecto del otro, se llama fase. La fase de onda expresa la posición relativa del pico, nodo o valle de una onda, respecto de la otra onda. La fase se representa con la letra griega φ (fi) y puede medirse como un tiempo, una distancia o un ángulo (en grados). Cuando esa distancia, tiempo o ángulo es cero, se dice que las ondas están en fase. Ondas en fase Cuando las ondas no están en fase, se dice que están desfasadas. Es lo que se conoce como desfase. Ondas en fase. Dos ondas de igual frecuencia en igualdad de fase suman sus amplitudes (interferencia constructiva). Ondas en contrafase Ondas desfasadas. Son ondas de la misma frecuencia pero que están desplazadas respecto al tiempo, por lo que no coinciden sus máximos ni mínimos. Habrá puntos de la onda donde la amplitud se sumará y puntos donde se restará, dando lugar a otra onda de distinta Forma de propagación de las ondas sonoras amplitud. La longitud de onda es un parámetro importante para analizar la forma en que se Ondas en contrafase. El caso extremo de desfase de dos ondas se produce cuando éstas propagan los sonidos que emite una fuente sonora. Si la fuente es grande en son idénticas y están desfasadas 180º (son diametralmente opuestas). En ese caso la suma comparación con la longitud de onda, las ondas sonoras se es cero y se dice que se han cancelado. propagarán en forma plana en una sola dirección; si la fuente es pequeña en relación con la longitud de onda, las ondas tomarán forma El sonido, para su propagación, necesita un medio físico. En el vacío es imposible su transmisión. esférica y podrán propagarse en todas direcciones en forma de esferas con el centro en la fuente emisora. En la práctica, sólo se encuentran ondas planas en las proximidades de las La velocidad de una onda, y por tanto la velocidad del sonido, depende del medio por el que se fuentes sonoras muy grandes. Para la mayoría de fuentes, aunque sean propaga. grandes, si no está muy cerca, se considera una propagación esférica. Machine Translated by Google Riesgos físicos ambientales 24 Introducción al ruido La velocidad de una onda sonora depende de las características físicas y químicas del medio por el que se transmite. Ejemplos de velocidad de propagación de las ondas sonoras La velocidad del sonido por el aire en condiciones normales de presión y temperatura es de 340 m/s. La velocidad por el agua es de 1.500 m/s. El sonido traspasa una prenda de hierro metálico a una velocidad de 3.700 m/s. 1.8.2 La longitud de onda Otra magnitud relacionada con las ondas sonoras es la longitud de onda, que es el parámetro físico que indica el tamaño de una onda. Se entiende por tamaño de la onda la distancia entre el principio y el final de una onda completa, es lo que se llama ciclo. Genéricamente, es la distancia entre dos puntos equivalentes en dos ondas sucesivas. La longitud de onda se define como la separación espacial existente entre dos puntos cuyo estado de movimiento es idéntico. Se representa con la letra griega λ (lambda). La fórmula matemática que expresa la relación entre longitud de onda (λ) y frecuencia (f ) es la velocidad de propagación de la onda en el medio (c) dividida por su frecuencia y la expresión matemática es la siguiente : c λ= f La longitud de onda se mide en metros, como cualquier otra distancia. Se pueden usar los múltiplos del metro, como el kilómetro, o sus submúltiplos, como el centímetro (cm), el milímetro (mm), el micrómetro (µm) y el nanómetro (nm). Si la onda se propaga por el aire (c), la velocidad 1 µm = 10­6 m será de 340 m/s. 1 nm = 10­9 m Gráficamente, la longitud de onda se puede representar de tres formas, según el punto de origen que se escogerá: De cresta a cresta. De valle a valle. De punto de equilibrio a punto de equilibrio. Por pragmatismo, se toman como puntos de referencia los que corresponden a las dos crestas de dos ondas consecutivas. Si se aplica la física de ondas al sonido, basta con tener en cuenta que la onda sinusoidal representa la variación de presión sonora que se va produciendo en el medio donde se ha Longitud de una onda marcada de valle a valle producido la perturbación que ha dado lugar al sonido. Machine Translated by Google Riesgos físicos ambientales 25 Introducción al ruido Se define la longitud de onda de un sonido como la distancia que recorre un ciclo completo de variación de presión sonora. Los sonidos que nosotros oímos vienen desde sus fuentes de emisión y llegan a nuestros oídos a través del aire, a menos que estemos debajo del agua. Por eso se toma el aire como el medio habitual por el que se propagan las ondas sonoras. Las longitudes de onda de los sonidos audibles varían entre 0,017 metros y 17 metros, aunque el rango de longitudes de onda más habitual es de 0,17 a 3,4 metros. Efecto Doppler El efecto Doppler consiste en la variación de la frecuencia de cualquier onda emitida por un objeto en movimiento en relación a un sujeto que está parado. El cambio de frecuencia viene dado por una variación de la longitud de onda. Un par de ejemplos didácticos: Mientras se acerca un tren haciendo sonar el silbato, el sonido del pitido se percibe más agudo y cuando se aleja el sonido se percibe más grave, aunque el pitido siempre está emitiendo con el mismo tono. Cuando dos vehículos con sirenas se van acercando uno respecto al otro, al final parece que sólo suene una sirena. 1.9 Análisis de frecuencias La mayoría de ruidos que oímos están formados por más de una frecuencia que, al unirse, dan lugar al tono que percibimos. Se llama tono puro un sonido cuyas variaciones de presión dependen de una sola frecuencia. La mayoría de ruidos que oímos están formados por más de una frecuencia, aunque nosotros sólo oímos una sola vibración sonora. Es decir, la mayoría de sonidos reales están formados por la suma de un gran número de tonos puros. Descomponer un sonido real en grupos de tonos puros es muy útil para aplicar medidas técnicas de control del ruido ambiental o escoger protectores auditivos adecuados. Esta operación se llama análisis de frecuencias. El análisis de frecuencias es la descomposición de un sonido en franjas de frecuencias. Los sonidos complejos están formados por la mayoría de valores de frecuencia dentro del espectro audible, por lo que es poco práctico determinar una a una todas las frecuencias que componen el sonido. Machine Translated by Google Riesgos físicos ambientales 26 Introducción al ruido 1.9.1 Las bandas de frecuencia Para hacer más práctico el análisis de frecuencias, se divide el margen de frecuencias audibles en intervalos que se llaman bandas. Una banda de frecuencia es un intervalo de frecuencias definido por una frecuencia inferior f1 y una frecuencia superior f2. Algunos aparatos de medición tienen incorporados filtros que dejarán pasar el ruido entre una frecuencia máxima y mínima características. Estos filtros rechazan los ruidos de valores de frecuencia por encima de la máxima y mínima del filtro correspondiente a una banda. En acústica, es habitual utilizar bandas de frecuencia que tienen una anchura en la que la de frecuencia superior tiene una anchura proporcional a la frecuencia inferior que la forma. Las bandas de frecuencia utilizadas en acústica son dos: Bandas de octava. Un tipo de banda es el llamado banda de octava, que se define como el grupo de frecuencias que comprenden dos valores de frecuencia f1 y f2 que siguen la relación: f2 =2 ∙ f1. Cada banda de octava se identifica por su frecuencia central, que es el valor encontrado al realizar la media geométrica del valor de las frecuencias que limitan la banda, el valor mínimo y el valor máximo. Bandas de tercio de octava. Cuando se quiere realizar un análisis más detallado de las frecuencias que forman un ruido, se utilizan las bandas de tercio de octava (1/3 de octava). Las bandas de tercio de octava se obtienen al dividir una banda de octava en tres partes. La frecuencia central que define la banda de tercio de octava es la media geométrica de los valores de frecuencia que están en los extremos de la banda de tercio de octava. Internacionalmente se han normalizado las bandas de octava y de tercio de octava en la norma ISO 266 (UNE­74002­78). Los valores de frecuencias centrales y valores que limitan cada banda de octava y de tercio de octava normalizados figuran en la tabla 1.1. Tabla 1. 1. Valores de frecuencia de bandas de octava y tercio de octava Bandas de octava Bandas de tercio de octava Frecuencia Frecuencia Frecuencia Frecuencia Frecuencia Frecuencia inferior central superior inferior central superior 11 16 22 11 12,5 14 14 16 18 18 20 22 Machine Translated by Google Riesgos físicos ambientales 27 Introducción al ruido Tabla 1. 1 (continuación) Bandas de octava Bandas de tercio de octava 22 31.5 44 22 25 28 28 31,5 35,5 35.5 40 44 44 63 88 44 50 56 56 63 71 71 80 88 88 125 177 88 100 112 112 125 142 142 160 177 177 250 355 176 200 224 224 250 284 284 315 355 355 500 710 355 400 448 448 500 568 568 630 710 710 1.000 1.420 710 800 895 895 1.000 1.135 1.136 1.250 1.420 1.420 2.000 2.840 1.420 1.600 1.790 1.790 2.000 2.270 2.270 2.500 2.840 2.840 4.000 5.680 2.840 3.150 3.550 3.550 4.000 4.480 4.480 5.000 5.680 5.680 8.000 11.360 5.680 6.300 7.100 7.100 8.000 8.950 8.950 10.000 11.360 11.360 16.000 22.720 11.360 12.500 14.200 14.200 16.000 17.900 17.900 20.000 22.720 A la izquierda de la mesa se encuentran las frecuencias centrales y extremas de las bandas de octava y, a la derecha, figuran, para cada lado de octava, los tres valores de bandas centrales y extremos de tercio de octava. Aunque para evaluar la exposición laboral al ruido es suficiente con conocer el nivel de presión sonora y el tiempo de exposición al ruido, a veces es necesario disponer de la información sobre el valor de las frecuencias que forman el ruido. La información sobre la composición de las frecuencias que forman un ruido se suele presentarse en forma de tablas o gráficos, en los que se indica el nivel sonoro en cada una de las bandas de octava o de tercio de octava. Esta presentación recibe el nombre de espectro sonoro o espectro del ruido. El espectro sonoro es el conjunto de valores del nivel sonoro expresado en decibelios que aporta cada frecuencia que forma un ruido. El nivel sonoro por un lado indica la cantidad de energía sonora que contiene en las frecuencias que forman parte de la banda, por lo que, lógicamente, la suma logarítmica de los niveles sonoros de todas las bandas es el nivel sonoro total de ruido analizado. Machine Translated by Google Riesgos físicos ambientales 28 Introducción al ruido La obtención de los niveles sonoros en cada lado se realiza con sonómetros que incorporan filtros. Un filtro es un dispositivo electrónico que no altera la intensidad de las señales de frecuencias comprendidas entre una banda seleccionada por el filtro y anula las señales de todas las demás frecuencias. De esta forma, la indicación del medidor del ruido es el nivel de presión sonora que corresponde a las frecuencias que están incluidas en la banda seleccionada por el filtro. Si el filtro va seleccionando de una en una todas las bandas normalizadas, se obtiene al final el espectro de niveles sonoros. Un ejemplo de medición en bandas de octava es el que aparece en la figura 1.4. donde la fila f son los valores de las frecuencias centrales de bandas de octava y la fila L, los niveles sonoros en decibelios en cada banda de octava. F igura 1. 4. Ejemplo de un espectro de nivel sonoro En la misma figura 1.4, existe un gráfico de barras en el que se representan los niveles sonoros en cada lado central de octava. Esta representación es muy útil porque a simple vista se puede observar cómo participa cada frecuencia en el valor global de nivel sonoro, ya que una barra más alta corresponde a un nivel sonoro más elevado, ya al revés. Cálculo del nivel de presión sonora a partir del espectro Para calcular el nivel de presión sonora total correspondiente al nivel sonoro del espectro: Tabla 1. 2. f(Hz) 31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 L(dB) 72 75 78 77 77 80 75 78 72 Para saber el nivel de presión sonora total se debe realizar la suma logarítmica de los niveles sonoros en cada lado de octava. La expresión matemática a aplicar es la fórmula de la suma de decibelios: Lpsuma = 10 ∙ log(100,1∙72 + 100,1∙75 + 100,1∙78 + 100,1∙77+ +100,1∙77 + 100,1∙80 + 100,1∙75 + 100,1∙78 + 100,1∙72) Lpsuma = 86, 2 dB ≈ 86 dB Si calculáramos el nivel de presión sonora de la figura 3, el resultado sería 96,7 dB Machine Translated by Google Riesgos físicos ambientales 29 Introducción al ruido 1.10 Las escaleras de ponderación El nivel sonoro de un ruido en términos de presión sonora no se corresponde con la Una de las principales características de nuestro oído es que discrimina de forma sensación de audición. no lineal los sonidos que recibe. El oído humano tiene un comportamiento desigual con el aumento de la presión sonora en las diferentes frecuencias: se atenúa de 20 a 1.000 Hz y se amplifica de 1.000 a 5.000 Hz, y se vuelve a atenuar a partir de los 5.000 Hz. La no­linealidad del oído humana La característica de no­linealidad Es decir, no tenemos la misma sensación con una onda sonora de frecuencia 1000 Hz del oído humano hace que, cuando se y 40 dB de nivel de presión, que con otra onda de frecuencia 100 Hz y 40 dB. quiere medir el ruido, sea necesario un dispositivo que permita determinar los niveles de presión acústica de forma similar a cómo lo percibimos. La falta de linealidad en la respuesta del oído humano llevó a definir unas escaleras de ponderación, que son unas redes electrónicas incorporadas a los instrumentos de medición que modifican la señal captada por el micrófono de modo similar al oído humano. Hay tres escalas de ponderación: A, B y C. De las tres escalas propuestas, la que se utiliza es la escala de ponderación A, ya que se ha comprobado experimentalmente que es la que más se correlaciona con las pérdidas auditivas inducidas por el ruido. Los instrumentos de medición disponen de la escala de ponderación C, que se necesita para encontrar el valor de nivel de pico, que es casi igual al nivel sonoro real. El nivel de presión sonora ponderado en C también se utiliza en ciertos métodos (método HML y SNR) de cálculo de la atenuación de los protectores auditivos. Para ponderar el espectro sonoro en bandas de octava, de forma manual, se debe sumar a cada nivel sonoro de cada banda de octava (o tercio de octava) el valor de ponderación correspondiente. Los valores de ponderación A y C que deben sumarse (y que muchos aparatos de medición ya llevan incorporados) están estandarizados en la norma UNE 21.314/75. En la tabla 1.3 aparecen los valores de ponderación A y C normalizados para las bandas de octava Tabla 1. 3. Ponderaciones A y C en bandas de octava Frecuencia (Hz) Valor central de Ponderación A dB(A) Ponderación C dB(C) banda de octava 31,5 ­39,4 ­3,0 63 ­26,2 ­0,8 125 ­16,1 ­0,2 250 ­8,6 0,0