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introducción fundamento teórico. ambientales primer año ...

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SONOMETRÍA 1.

FÍSICA AMBIENTAL

INTRODUCCIÓN. FUNDAMENTO TEÓRICO

El nivel de presión (Lp) asociado a un sonido determinado se define como:

donde p es la presión asociada a la onda sonora y pr = 20 : Pa es la presión de referencia. La unidad del nivel de presión es el decibelio (dB). El nivel de presión correspondiente a uno o más sonidos puede medirse por medio de un sonómetro. Con el fin de adecuar la respuesta del sonómetro a la del organismo humano, los valores del nivel de presión "real" suelen corregirse por medio de unos factores de ponderación, cuyos valores dependen de los niveles de ruido a medir y de la frecuencia que se mide. La escala A se usa para niveles bajos, la escala B para niveles intermedios, y la C para valores muy altos. A efectos de legislación y normativa acústica ambiental, la mayor parte de las medidas se refiere a valores registrados con la escala A, diciéndose entonces que los niveles de presión indicados están en dBA. Los factores de corrección para las frecuencias centrales de bandas de octava aparecen en la tabla 1. Tabla 1. Factores de ponderación para las frecuencias centrales de bandas de octava.

Frecuencia (Hz) 31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 16000

A (dB) -39.4 -26.2 -16.1 -8.6 -3.2 0 1.2 1.0 -1.1 -6.6

B (dB) -17.1 -9.3 -4.2 -1.3 -0.3 0 -0.1 -0.7 -2.9 -8.4

C (dB) -3.0 -0.8 -0.2 0 0 0 -0.2 -0.8 -3.0 -8.5

Para un sonido evaluado a lo largo de un tiempo T = t2 - t1, se define la exposición (E) como:

Las unidades son Pa2 s (S.I.) ó Pa2 h (más práctica) Es una magnitud proporcional a la energía recibida por unidad de área perpendicular a la dirección de incidencia de la onda sonora.

1

A partir de aquí, puede definirse el nivel sonoro continuo equivalente (Leq,T) como:

representa el nivel de ruido constante que proporcionaría la misma exposición que el nivel real existente a lo largo de ese período de tiempo. En el caso de que se estudie un suceso a lo largo de un tiempo T, compuesto por n sucesos acústicos de duraciones T1, T2, ..., Tn, cada uno de ellos, con un nivel continuo equivalente Leq,1, Leq,2,..., Leq,n respectivamente, el Leq,T correspondiente a todo el periodo de medida estaría dado por: (dBA)

A lo largo del periodo de tiempo considerado, el nivel de ruido puede sufrir oscilaciones, siendo en unos instantes mayor y en otros menor. Es lo que pasaría en una habitación cuya puerta se abriera y cerrara esporádicamente. Conociendo la evolución del nivel de ruido a lo largo del tiempo, puede determinarse un valor del mismo, bajo en términos relativos, que se supera durante el 90% del tiempo de medida. Este nivel se representa por L90 y suele utilizarse como “fondo” natural del lugar en que se mide. El fondo ha de ser determinado porque su valor afecta al nivel de ruido total medido. De la misma forma, puede buscarse un valor más alto que sólo se supera el 10% del tiempo de medida, el L10 que representa aproximadamente el valor medio de los picos encontrados durante la medición. Así, el nivel de ruido que puede medirse en una calle de una localidad playera es muy distinto dependiendo de la hora y la época del año. Un martes a las 03:00 de la mañana en noviembre el nivel es relativamente bajo; a esa misma hora, un día cualquiera de julio o agosto, el nivel es, probablemente, mucho más alto debido a una actividad ruidosa múltiple de carácter aleatorio que tiene lugar en los alrededores. Para considerar la molestia o perjuicio debida a dicha actividad, sería necesario medir el nivel de ruido ambos días, donde el primero se consideraría valor de fondo; la corrección del nivel total por el fondo daría una estimación del nivel de ruido debido a la actividad.

2.

DESCRIPCIÓN DEL MATERIAL

Material común para todos los experimentos: -

Sonómetro Fuente sonora portátil para calibración Sistema de audio

Para medir los distintos niveles de ruido, en esta práctica emplearemos un sonómetro, del cual se puede ver una imagen en la figura. Antes y después de cada medida, realizaremos una calibración con una fuente portátil. El nivel indicado en el selector de la fuente (90 ó 140 dBA) debe coincidir con la lectura del Leq,T.

2

3.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

L

Las medidas de ruido ambiental se realizarán al menos a un metro de la pared más próxima y del suelo, para evitar interferencias por reflexión. Durante las medidas, incluso de fondo, puede haber un muy ligero murmullo, para simular situaciones reales.

L

EXPERIMENTO 1. SUMA DE NIVELES Objetivo Comprobar que la medida del nivel de presión sonora se puede realizar mediante la determinación de períodos largos o por integración de períodos más pequeños Realización práctica 1.1

Medir tres veces Leq,1' en presencia de ruido rosa. Determinar L10, L50 y L90 y hallar valores medios.

1.2

Medir Leq,T a lo largo de 5 minutos, igual que en 1.1 Determinar L10, L50 y L90

1.3

Comparar los resultados obtenidos en 1.1 con los medidos en 1.2

EXPERIMENTO 2. DETERMINACIÓN DEL FONDO DE INMISIÓN Objetivo Determinar el ruido de fondo ambiental, es decir, el que existe cuando no se realiza una actividad generadora de ruido determinada. Realización práctica 2.1

Medir 3 veces Leq,1' Determinar L10, L50 y L90 y hallar valores medios.

EXPERIMENTO 3. DETERMINACIÓN DE VALORES DE INMISIÓN. NAE Objetivo Determinar el Nivel Acústico de Evaluación (NAE). Es un parámetro que trata de evaluar las molestias producidas en el interior de los locales por ruidos fluctuantes procedentes de instalaciones o actividades generadoras de ruidos. El NAE se relaciona con el nivel equivalente mediante la expresión

No debe sobrepasar los valores de la tabla 2.

3

Tabla 2. Valores límites de inmisión sonora (dBA)

TIPO DE EDIFICACIÓN

TIPO DE LOCAL

Equipamientos

Sanitario y bienestar social Cultural y religioso Educativo Para el ocio Hospedaje Oficinas Comercio Piezas habitables Pasillos, aseos y cocinas Zonas de acceso común

Servicios Terciarios

Residencial

DÍA (7 - 23 H)

NOCHE (23 - 7 H)

30 30 40 40 40 45 55 35 40 50

25 30 30 40 30 35 45 30 35 40

Realización práctica 3.1

Medir tres veces Leq,1' durante la ejecución de una actividad conocida (p.e. ruido blanco). Determinar L10, L50 y L90 y hallar valores medios

3.2

Determinar el factor de corrección p en función del fondo. L90 #24 25 26 $ 27

p 3 2 1 0

3.3

Cálculo del nivel continuo equivalente de la actividad (Leq, Actv)

3.4

Cálculo del nivel máximo equivalente admisible para esta actividad (Leq, max)

3.5

Determinar si se sobrepasa el límite legal Si Leq, Actv # Leq, max no se supera el valor legal

Si Leq, Actv > Leq, max se supera el valor legal

4

EXPERIMENTO 4. DETERMINACIÓN DE VALORES DE EMISIÓN Objetivo Comprobar la influencia exterior de una actividad Realización práctica 4.1

Determinación de fondo en exteriores. En el patio del edificio, medir 3 veces Leq,1'. Determinar L10, L50 y L90 y hallar valores medios.

4.2

Determinar valores de emisión Medir 3 veces Leq,1' durante la ejecución de una actividad conocida (p.e. ruido rosa). Determinar L10, L50 y L90 y hallar valores medios.

4.3

Calcular L10, Actv

4.4

Comparar L10, Actv con los valores de la tabla 3.

4.5

Repetir 4.1 a 4.4 con una actividad no reconocida (p.e. música) Tabla 3. Valores límites de emisión sonora (dBA)

SITUACIÓN DE LA ACTIVIDAD

DÍA (7 - 23 H)

NOCHE (23 - 7 H)

Zona de equipamiento sanitario

60

50

Zona con residencia, servicios terciarios no comerciales

65

55

Zona con actividades comerciales

70

60

Zona con actividad industrial o servicio urbano

75

70

5

EXPERIMENTO 5. DETERMINACIÓN DE FACTORES DE PONDERACIÓN Objetivo Comprobar las tablas de ponderación A y C, determinando el nivel equivalente para distintos sonidos monofrecuencia. Realización práctica 5.1

5.2

Para cada una de las frecuencias de la tabla, medir Leq,1' en ambas escalas, A y C Frecuencia (Hz)

f A (dB)

Leq, A

Leq

f C (dB)

63

-262

-8

250

-86

0

1000

0

0

2000

12

-2

4000

10

-8

8000

-11

-30

Leq, C

Leq

Sea Leq el valor “real” y f el factor de ponderación de la escala (A o C)

Para cada frecuencia, determinar Leq con los valores de la tabla 5.3

Comparar los valores de Leq obtenidos a través de Leq, A y Leq, C ¿Coinciden? ¿Por qué?

5.4

Representar Leq, A frente al logaritmo de la frecuencia. ¿Qué sucede a f = 4.000 Hz? ¿Por qué?

6...