Control de Ruido

CORTAR LA PROPAGACIÓN DE VIBRACIONES, ¿MISIÓN IMPOSIBLE?

Por Luis Felipe Sexto   

Todas las máquinas vibran y por tanto trasmiten oscilaciones a la estructuras sobre las que descansan (pisos, paredes, tuberías…). Una parte del ruido estructural se convierte, por radiación, en ruido aéreo. De manera que el correcto aislamiento de las vibraciones es una forma de atenuar los niveles de ruido, que es capaz de generar una máquina. Con el aislamiento se pretende impedir que las vibraciones de una máquina pasen al suelo (y se propaguen), o visto desde otro punto, evitar que las vibraciones de otros equipos no se trasmitan a alguna máquina sensible. El aislamiento es más efectivo cuando la estructura sobre la que descansa la máquina (y a la cual se quiere evitar pasen las vibraciones), tiene suficiente masa y rigidez, para evitar, en un caso, las resonancias, y en otro las deformaciones indeseables. La figura, muestra el grado de trasmisión de las vibraciones de un equipo con relación a la frecuencia de excitación f (a aislar) y la frecuencia natural del sistema fo (inherente a la máquina sobre sus calzos), empleando calzos con diferente amortiguación. Obsérvese que el comportamiento aislante es muy favorable cuando la frecuencia a aislar (f) es, como mínimo, 10 veces la frecuencia natural de la máquina sobre sus calzos, para calzos con bajo amortiguamiento interno. En la práctica, muchas veces, es posible emplear un modelo masa (máquina y, eventualmente, una placa base unida a ella rígidamente) y resorte (calzo) de un solo grado de libertad. Se evidencia que, cuando f>fo se obtienen los mejores resultados en el aislamiento, utilizando calzos con baja amortiguación interna. De aquí se deduce que los materiales con alta amortiguación interna no mejoran sensiblemente el aislamiento. Sin embargo, pueden resultar muy útiles para reducir la amplitud de las vibraciones en caso de resonancias u otras vibraciones indeseadas. Generalmente, para reducir la trasmisión de vibraciones de la máquina a la base (o viceversa). Se pueden aplicar las siguientes acciones: montaje de la máquina sobre calzos antivibratorios (ello implica el cálculo y selección de dichos calzos); preparación de una base adecuada en cuanto a masa y rigidez y utilizar juntas flexibles en los sistemas de tuberías, siempre que sea posible.

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.