RUIDO DE AVIONES (Parte II. CONTROL Y EVALUACIÓN)

Por. Luis Felipe Sexto  

Las molestias y perjuicios a la salud y la economía, derivados de la exposición al ruido de aviones, en las zonas vecinas a los aeropuertos, dependen de diversos factores. Podemos citar entre ellos: el nivel de emisión sonora de las aeronaves, la característica en frecuencias de dicha emisión, la duración y frecuencia de la exposición, las trayectorias  de vuelo, el número de operaciones, los procedimientos operacionales establecidos, los tipos de aeronaves, la cantidad de pistas y su utilización, la época del año, las condiciones meteorológicas, la sensibilidad de la población, y las actividades que se realizan según la clasificación del uso de la tierra en el área de influencia del aeropuerto. 

Para la certificación del ruido emitido por las aeronaves, se realizan evaluaciones en tres puntos críticos de la operación: 1-en el despegue, 2-en el aterrizaje y 3-en una línea de referencia de la pista. Varios países están restringiendo las operaciones de las aeronaves consideradas ruidosas, en especial las denominadas NNC (No Certificada por Ruido). Los aviones de la generación del  B-707, DC 8, Caravelle, B-727/100 y otros, son reconocidos como aeronaves NNC.  

El nivel de presión sonora de los aviones a reacción, es ostensiblemente superior a los de hélice comparables. Siendo muy marcada la difencia de nivel, para las altas frecuencias del rango analizado tanto en el despegue como en el aterrizaje. La  política de desactivación de aeronaves ruidosas  fuerza a la modernización de las flotas. Por tanto, debe adecuarse al desarrollo del transporte aéreo de cada país, atendiendo a las posibilidades, sin descuidar los avances y las exigencias crecientes en este campo.

El diagrama de directividad  es un ensayo, cuyo conocimiento es importante para juzgar la emisión sonora de un avión en específico (ver Figura -Diagrama de directividad de un avión turbopropulsado).  El diagrama de directividad es único para cada aeronave y se obtiene de un ensayo estático donde se miden los niveles de emisión sonora para cuatro regímenes de potencia, obteniéndose las curvas respectivas.

El ensayo sirve de base para otro diagrama, el  de NPD (Ruido-Potencia-Distancia) y para comparar la emisión del avión ensayado con otros de su tipo o diferentes. Normalmente, se distingue entre aviones de hélice y aviones a reacción, debido al distinto mecanismo de generación de ruido. El monitorado de las operaciones en los aeropuertos, la certificación y los ensayos a las aeronaves, junto a la clasificación del uso de la tierra en el área de influencia de los aeródromos, constituyen la base para decidir qué hacer en relación con la contaminación acústica generada por el tráfico aéreo.

RUIDO DE AVIONES (Parte I. GENERALIDADES Y DESCRIPTORES)

Por  Luis Felipe Sexto  

El ruido, desde hace décadas, constituye un serio problema ambiental en el mundo entero. Particularmente, en las zonas de aeropuertos tiene lugar un tipo de contaminación sonora ligada a las operaciones aéreas. Múltiples perjuicios provoca esta situación cuando los aeródromos estan enclavados en zonas pobladas o donde el uso del terreno exige un ambiente acústico apacible o moderado.  Para poder controlar este problema forma sistemática y actuar en consecuencia, los aeropuertos se proveen de un sistema de monitoreo permanente de este contaminante.

En muchos países desarrollados ya no se permiten, o se restringen, las operaciones de determinados modelos de aviones. Sin embargo, en las naciones en vías de desarrollo dificilmente pueda imponerse inflexiblemente ese tipo de acción.  El Anexo 16 de la Organización de Aeronáutica Civil Internacional (OACI) establece los métodos de certificación de aeronaves,  clasificándolas en tres tipos con respecto al nivel de ruido producido y autorizando la operación, según los resultados. 

En relación con los descriptores para evaluar el impacto del ruido de aviones no existe consenso ni unificación internacionalmente. La OACI propone el denominado Nivel de Ruido Percibido Continuo Ponderado (WECPNL). Sin embargo, diferentes países con influencia en las operaciones aéreas internacionales adoptan procedimientos no del todo correlacionables. Por ejemplo, Estados Unidos, emplea el método NEF; el Reino Unido y Suiza, el método NNI; Francia, el método N y Alemania, el método Q. Cada uno de estos procederes consideran descriptores no coincidentes y en ocasiones, determinadas ciudades, adoptan criterios adicionales o simplemente diferentes.  

Para un trabajo experimental que se proponga el  estudio de la influencia del ruido provocado por las operaciones de un aeropuerto, resulta efectivo y aceptado utilizar como descriptor el Nivel Sonoro Promedio Día-Noche (L_D-N). Y concretamente, para determinar las curvas de contorno de un avión en específico el Nivel de Exposición Sonora (SEL), complementado con los niveles estadísticos (Ln) y el espectro en tercios de octava.  

El único sentido que tiene el control del ruido de aviones es intentar atenuar las molestias a la población circundante y poder determinar y delimitar los usos de la tierra, tanto para aeródromos ya construidos, como para los que se planifique su entrada en operación.  Por tanto, no sólo es necesario cuantificar el ruido con los diferentes descriptores, sino que se precisa disponer de los límites que cada país o región esta dispuesto a aceptar como tolerables para la contaminación sonora generada por las operaciones del aeropuerto, en función de los diferentes usos del terreno.

Es decir, que además es condición necesaria tener definidos los límites admisibles de acuerdo a las clasificaciones de los diferentes usos del suelo. Resulta importante aclarar, que los límites mencionados anteriormente no coinciden con los exigidos por otras normas que establecen valores admisibles para diferentes actividades sociales y que estan basadas en el descriptor Nivel Sonoro Continuo Equivalente (L_Aeq,T), debido a que, en este caso, se miden y evalúan otros descriptores (L_D-N, SEL, etc.), siendo imposible comparar indicadores diferentes aunque posean las mismas unidades.  

Pero, ¿qué características presenta la emisión sonora de un avión? ¿Todos los tipos de aeronaves son idénticas? ¿Para qué condiciones se realizan los muestreos de ruido?  Veamos.

EL CRITERIO DE PROTECCIÓN AUDITIVA NRR

Por  Luis Felipe Sexto

 Los protectores auditivos son dispositivos de singular importancia en el control pasivo de ruido. Ellos garantizan (cuando la selección es correcta), la atenuación necesaria que asegura la disminución de la exposición efectiva al ruido. Se requerirá el uso de protectores auditivos, por ley, cuando el nivel de exposición al ruido supere los 85 dBA de nivel sonoro continuo equivalente para 8 horas. Es importante acotar que se corre riesgo de daño auditivo con valores inferiores al reconocido oficialmente como de riesgo atendible en ambientes laborales.  Es común la selección de dispositivos de protección auditiva sin considerar, seriamente, si realmente el modelo que se trabaja es capaz de asegurar la mejor protección. Es preciso realizar un estudio previo de las características del ambiente sonoro para el cual se busca el resguardo más efectivo. El ingeniero de planta debe velar por la calidad del medio de protección  auditiva. Para ello, deberá considerar la información del fabricante (o suministrador), y confrontarla con los datos reales del ambiente acústico donde se desea la protección, para así evaluar la eficacia del protector.  Existen varios criterios para la selección de un protector auditivo. Tenemos los criterios HML y SNR (según ISO 4869), el NRR según OSHA y el método de selección más eficaz, que obtiene un nivel efectivo considerando la atenuación por bandas de octavas normalizadas. En esta NOTA se atenderá únicamente a la selección según el valor NRR. La Tasa de Reducción de Ruido (Noise Reduction Rating, NRR, legislado para los fabricantes de Estados Unidos y de aplicación  en otros países), es un valor que debe ofrecer el fabricante y se obtiene en condiciones de laboratorio rigurosas. Resulta la tasa de reducción teórica, inalcanzable en condiciones prácticas de la industria. La determinación empírica de la atenuación real del protector se determina por el protector (o combinación de éstos) que brinde  el nivel de ruido efectivo más bajo. La determinación del nivel de ruido efectivo (dBA*) para protectores auditivos según este método es como sigue: 

 

1. Cuando es conocido el nivel de ruido, medido con la aplicación de la escala de ponderación C (dBC):

        dBA* = dBC – NRR                    [dBA]              

              

1. Cuando es conocido el nivel de exposición al ruido, medido con la aplicación de la escala de ponderación A (dBA, la más utilizada mundialmente):

        dBA* = dBA - (NRR - 7)             [dBA]            

 

1. Cuando es necesario, debido a la agresividad del ambiente sonoro, utilizar doble protección auditiva (tapones y orejeras): en este caso, se debe tomar al que presenta mayor tasa de reducción de ruido (NRR), para calcular el nivel de ruido efectivo.

       dBA* = dBA - (NRR-2)                [dBA]       

                                   

A todos los cálculos anteriores se les recomienda afectar en un 50% la tasa efectiva de reducción de ruido [NRR, (NRR-7), (NRR-2), según la variante para calcular el nivel de ruido efectivo (dBA*)].  Esto, sin duda, restringe todavía más, la atenuación real que pudiera imputársele al protector que se analiza. Sin embargo, se recomienda tal afectación debido a que el uso de protectores auditivos en condiciones reales no garantiza, bajo ninguna circunstancia, el nivel de atenuación declarado ni siquiera aproximadamente. Resulta curioso que estos detalles nunca se declaran en el producto.  

EL COSTO FABULOSO DE UN HUÉSPED INDESEADO

Por  Luis Felipe Sexto

El ruido es, entre todos los contaminantes, el más fácil de generar y paradójicamente, uno de los más difíciles de atenuar o erradicar. El considerar ruidoso a un sonido, tiene una importante relación con la individualidad y, por tanto, presenta un carácter subjetivo vinculado significativamente a las frecuencias involucradas en la señal, a la intensidad del estímulo, al tiempo de ocurrencia (o exposición), a la sensibilidad personal, al estado de ánimo, entre otras variables.  No obstante, independientemente de la subjetividad inherente a la caracterización de si un sonido es molesto (ruidoso) o no, es posible realizar mediciones y obtener registros objetivos que al ser comparados con las normas o reglamentaciones  correspondientes, evalúan si un ambiente sonoro es aceptable para una actividad o un lugar  determinado.  Naturalmente, los requerimientos en cuanto a los niveles de ruido tolerables, difieren cuantitativamente, en dependencia de si es un ambiente industrial, hospitalario, turístico o comunitario.  En todos los casos se trata de disminuir las emisiones sonoras contaminantes, que al margen de las molestias psicológicas y las potenciales consecuencias fisiológicas (a corto o largo plazo), pueden ser causa, también, de cuantiosas pérdidas económicas.  Con relación a esto último, tenemos el caso de un importante hotel cinco estrellas, donde resaltan las consecuencias de no valorar en su justa magnitud el diseño de un proyecto acústico certero; al colocarse, justo encima de un ala habitacional, parte del sistema de bombeo y 32 compresores reciprocantes (de los más ruidosos) distribuidos en cuatro enfriadoras. La solución no resulta una novedad ni, mucho menos, un disparate de proyecto. Sin embargo, se convierte en tal,  al  no haberse considerado las respectivas y  correspondientes soluciones de aislamiento. El resultado se manifiesta nítidamente a través de una severa propagación de ruido aéreo y estructural, generados continuamente por las máquinas. Y, ¿cuánto ha perdido el hotel a causa de las habitaciones inhabilitadas? Un discreto y conservador cálculo, para un año de explotación y asumiendo un coeficiente de ocupación del 70% (para cuatro de las habitaciones afectadas), arroja una pérdida aproximada, solo por indisponibilidad habitacional, superior a los  USD 270 000 (¡!). Esto sin incluir el costo de estudios y alternativas para el control y aislamiento del ruido y las vibraciones, el costo de las soluciones constructivas que es preciso ejecutar, el costo de deterioro a la imagen corporativa...  Y otros. 

Ya hemos podido analizar que la indisponibilidad habitacional, constituye una causa segunda y no una causa raíz de las pérdidas que ha tenido el centro turístico por tal situación. Todo lo cual ha propiciado un lamentable estado de incomodidad en las habitaciones afectadas, debido a las sensibles molestias por contaminación sonora. Y esta última, ni corta ni perezosa,  ha hecho cobrar muy bien su presencia indeseada como huésped.

 

 

HABITACIÓN

Ruido estructural

HABITACIÓN

Ruido estructural

  

EL SÍNDROME DEL EDIFICIO ENFERMO

Por Luis Felipe Sexto  

La Organización Mundial de la Salud (OMS) reconoce y define al Síndrome del Edificio Enfermo como el conjunto de síntomas diversos que presentan las personas en estos recintos y que no suelen ir acompañadas de ninguna lesión orgánica. Sin embargo, el autor considera que una definición más precisa del problema la propone la Asociación Catalana de Empresas Especializadas en el Síndrome del Edificio Enfermo (ACESEM). Estos últimos definen al Síndrome como el conjunto de síntomas causados por agentes químicos, físicos, biológicos y ergonómicos, con frecuencia relacionados con la estructura, distribución, instalaciones y equipamiento del edificio, con relación temporal con el mismo y causas no siempre evidentes. No afecta de igual forma a la totalidad de los ocupantes. Las causas más frecuentes se manifiestan clasificadas en los tres grupos que se exponen a continuación: Biológicas: incluye virus, hongos, bacterias, insectos, ácaros, desechos orgánicos, patógenos, alergenos, polvo. Químicas: incluye compuestos orgánicos volátiles, formaldehídos, pesticidas, plomo, ozono, gases, dióxido de carbono, monóxido de carbono, humo del tabaco.Físicas: incluye ruido, vibraciones, iluminación deficiente o incorrecta, radiación, ventilación y climatización inadecuada.Los principales síntomas que presentan quienes habitan o  trabajan en un edificio enfermo son fatiga o decaimiento, picazón; irritación de la piel, los ojos, la nariz o la garganta; dolor de cabeza, náuseas, asma, infecciones, insomnio y otras. Pese a que generalmente no representa un riesgo grave, el Síndrome del Edificio Enfermo causa una serie de problemas de salud que disminuyen la calidad de vida, dificultan el trabajo y provocan numerosas ausencias laborales.

El análisis de este problema que perturba a quienes residen o trabajan en estas edificaciones, tiene su base en las soluciones que se plantean para evitar o atenuar el impacto ambiental provocado por diferentes contaminantes. Bajo este concepto, ¿cuál será la influencia del ruido y las vibraciones dentro del gran conjunto de factores de riesgo y causas que apuntan a señalar como enfermo a un edificio?

 

Considerando que la contaminación acústica es un fenómeno que aumenta cada año a escala global según lo manifiestan las demandas de la población y la cantidad de leyes, reglamentos y normas que existen, a propósito, en gran cantidad de países. Las edificaciones deben prever la protección sonora ante el impacto del ruido provocado por los medios de transporte (entiéndase trafico vial, ferroviario y aéreo), y demás fuentes externas e internas propias de la edificación. La Organización Mundial de la Salud (OMS) recomienda un nivel de ruido en interiores de 30 dB_Aeq. Admite niveles máximos aislados al dormir que oscilan entre 40 y 45 dBA.

 En cuanto a las vibraciones, el rango fundamental de resonancia de los órganos del cuerpo humano se encuentran alrededor de los 5 Hertz y entre los 12 y los 30 Hertz, en dependencia de las características de la vibración y de la forma que la recibe el que se expone (vibraciones verticales u horizontales).  Para frecuencias mayores de 30 Hertz las vibraciones no penetran profundamente en el organismo, ya que este es capaz de amortiguarlas con la acción de la piel, los músculos y los ligamentos.

EL RUIDO: ENEMIGO PÚBLICO NÚMERO UNO

Por Luis Felipe Sexto

Al  principio no fue más que el estímulo narcótico del sonido excesivo. La orgía del estruendo, de la trepidación galopante durante muchos años. Ahora sólo quedan los oídos vacíos. El castigo de ver, cercenados de un tajo, los lazos con la gente. Un hombre de este mundo se ha quedado sordo.
 
Desde la antigüedad se conocían los efectos tanto psicológicos como fisiológicos que provoca una exposición prolongada a sonidos considerados  ruidosos. Definamos el ruido como una emisión acústica indeseable, perturbadora, molesta... y hasta mortal. La historia de la humanidad demuestra que durante milenios el estrépito de tambores, trompetas y otros instrumentos, ha servido para promover e incitar la acción. Lo romanos disponían de legiones especiales que difundían ruido para atemorizar y confundir a los enemigos en el combate.  Durante las dos guerras mundiales se realizaron estudios para descubrir sonidos capaces de provocar la muerte. En Vietnam la aviación norteamericana bombardeaba y hacía acompañar las masacres al compás de un concierto siniestro salido de altoparlantes colocados en los aviones. Animales de laboratorio han sido sometido a niveles de ruido intolerables que les han quebrado el sistema nervioso.
 
Desde la primera mitad del siglo XIX el entorno acústico de la civilización tuvo una transformación radical. El desarrollo industrial desmedido, sin coto, ni respeto al medio,  trajo consigo el avance de la sociedad y también muchas formas de contaminación que hoy destruyen el planeta. El ruido es, de estas últimas, quizás la más antigua y fácil de generar. Como contaminante no es posible subestimarlo. En la Unión Europea el ruido ocupa el segundo lugar entre todas las formas de agresión ambiental. En Francia el primero y en Argentina el cuarto. Su efecto es acumulativo, aunque también tiene reacciones a corto plazo. No sólo la sordera o hipoacusia pueden ir a la cuenta del “invasor”; otros efectos, tanto o más peligrosos, también es posible apuntarlos en esa cuenta: hipertensión, hipotensión, fatiga psíquica y auditiva, trastornos del sueño, afecciones cardíacas, úlceras estomacales, cambios bioquímicos en el organismo... En la foto se muestran fetos de ratas. Los más pequeños provienen de una rata sometida bajo condiciones de laboratorio, a una condición anormal de ruido durante el período de gestación.

La escalada que el ruido ha hecho en nuestras vidas se evidencia incluso en la literatura. Por ejemplo, el 43% de los sonidos mencionados en las obras literarias europeas del siglo pasado eran naturales, hoy día se reducen al 20%. Según un informe de la OMS, en el año 1939 a causa de ese omnipresente contaminante, efectos tales como el trabajo sin calidad, el tiempo perdido y los materiales malgastados costaban a Estados Unidos dos millones de dólares diarios. Veintiocho años después la cifra se había incrementado a 1460 millones de dólares anuales. Esto sin contar las reclamaciones por daños y perjuicios, que sólo en la zona del aeropuerto de Los Angeles llegaron a superar, en la década de los 70, la cifra de 4000 millones de dólares. Y en la actualidad, ¿qué ley de crecimiento regirá las pérdidas económicas provocadas por la contaminación acústica?

El nivel de presión sonora puede ser medido con un instrumento llamado sonómetro. Normalmente los resultados se expresan en decibeles (dB). Cuando se quiere determinar el daño auditivo, el equipo se hace trabajar utilizando la escala de ponderación A. Es decir, dejando pasar sólo las frecuencias a las que el oído humano es más sensible y expresando los resultados en decibeles A (dBA). Sin embargo, a pesar de lo que pudiera reflejar la medición física, cada persona tiene un límite fisiológico y otro psicológico de tolerancia al ruido. Y hasta para los animales es válido lo anterior. Un hecho elocuente sucede en el aeropuerto inglés de Gloucestershire dónde se ha descubierto que la mejor manera de espantar a los pájaros de la pista es obligándolos a escuchar a Tina Turner. Quedó esclarecido que los registros de la voz de la cantante contenían frecuencias que provocaban verdaderos dolores de cabeza a las aves. Lo curioso es que los sonidos supuestamente elaborados para ahuyentar a los pájaros no les hacían más que cosquillas. 

Desde  1985 a 1989, especialistas del área de Proyectos de la Construcción y del Instituto de Higiene y Epidemiología investigaron en varias zonas residenciales de Ciudad de La Habana si  las edificaciones cumplían con los requisitos de iluminación, vibraciones, niveles sonoros y ventilación. Entre los  resultados se determinó que el ruido era uno de los dos factores que más afectaban a la población, tanto en el hogar como en el trabajo.  Los niveles sonoros, según los estudios, superaban burdamente los permitidos por los criterios higiénicos y las normas internacionales de tolerancia acústica. Según la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA), el nivel seguro para no sufrir afectaciones auditivas permanentes, no debe exceder un valor promedio de 70 dBA durante 24 horas, o de 75 dBA durante 8 horas. Las viviendas deberían garantizar un aislamiento acústico que permitiera en el interior, como mínimo, un nivel de 45 dBA. 

Un tema que merece otro espacio es el relacionado con los ruidos que no pueden escucharse. Cuando las señales sonoras están formadas por frecuencias menores de 20 Hertz  se les denomina infrasonidos. Si dichas señales superan los 20 000 Hertz clasifican como ultrasonidos. Puede deducirse que el rango de frecuencias audibles, para un oído normal, oscila entre los 20~20 000 Hertz.  

En los años 30 un dramaturgo inglés se rompía la cabeza pensando en cómo lograr una atmósfera sin igual en el teatro. Robert Wood, el físico norteamericano considerado genio de la experimentación, propuso la idea de generar infrasonidos. La sala se convirtió en escenario tenebroso dónde la gente vivió sensaciones inexplicables de miedo e incomodidad. Estos sonidos inaudibles abundan en las ciudades donde son producidos por  motores, compresores, ventiladores y en general por todas las máquinas de velocidad lenta. También las tormentas, los vientos huracanados y los terremotos son fuentes de este tipo de emisión acústica. Incluso si llegan a nosotros, aún con baja intensidad, pueden provocar indisposición y cansancio extremo, cuyo origen muy pocos sospechan.

Por su parte, los ultrasonidos tienen un amplio campo de utilización. Encuentran exitosas aplicaciones en la medicina, en el diagnóstico de instalaciones industriales y en otras muchas ramas de la ciencia y la técnica. Es interesante el hecho de que las mariposas nocturnas capten los ultrasonidos que los murciélagos emiten. Esto les permite reorientarse en el camino y conservar la vida.  Basado en este mecanismo se han diseñado emisores de este tipo de sonido, capaces de ahuyentar a los insectos que destruyen las cosechas. 

Un aspecto queda claro en todo este tema: y es que los sonidos son perjudiciales y útiles a la vez. Se trata de un hecho físico complejo que provoca sus efectos en función de la intensidad, las frecuencias involucradas y el tiempo de exposición. El ruido es enemigo declarado de la salud y  la convivencia. La cultura, la educación, las leyes... en fin,  todo lo que se haga para limitar este tan grave asunto, será en beneficio de la plenitud personal y social.