Sonido de banda ancha Una alarma de marcha atrás más segura y sin ruidos* Libro blanco de Brigade Marzo de 2009

Transcripción

1 Sonido de banda ancha Una alarma de marcha atrás más segura y sin ruidos* Libro blanco de Brigade Marzo de 2009 *Definición de ruido según el diccionario Webster s: cualquier sonido indeseable o que dificulta que alguien escuche algo. El sonido de una alarma de banda ancha, debidamente elegida e instalada, sólo se oye en la zona de peligro, es decir, donde tiene que oírse whitepaper.ES

2 Índice Introducción 3 Seguridad: Idoneidad para su función 4 Seguridad: Análisis del árbol de fallos 4 Seguridad: Factores clave 5 Remisiones: 5 Aspectos generales 6 Audibility 6 Reconocimiento: Aspectos generales 6 Sonido localizable 6 Sonido limitado a la zona de peligro 7 Cómo se consigue? 8 Efecto neto 9 Efecto neto: Ilustración 10 Alarmas falsas 10 Respuesta 5 Resonancia 10 Las alarmas tonales causan confusión 11 Audibilidad a través de los protectores de oídos 12 Reducción del riesgo de que el sonido de la alarma quede encubierto 12 Rápida disipación del sonido 12 Menos irritante 12 El fin de las desconexiones intencionadas 12 Problemas de audición: mejor reconocimiento 12 Reducción del riesgo de sufrir daños en los oídos 13 Reducción del riesgo de sufrir un problema cardíaco a causa de un sobresalto 13 Aspectos técnicos 13 Sonido frente a distancia 14 Psicoacústica 14 Cuestión de la tonalidad 14 Anexo A 15 Glossario 16 2

3 Introducción Este artículo expone las ventajas ambientales y de seguridad del sonido de banda ancha aplicado a las alarmas de marcha atrás. Los motivos para adoptar este sistema como equipamiento estándar en camiones, carretillas elevadoras y maquinaria móvil son más que evidentes. Durante el verano de 2007, una compañía tuvo que lamentar víctimas mortales en dos accidentes distintos relacionados con la marcha atrás. En ambos casos, el camión y la maquinaria móvil implicados estaban equipados con alarmas tonales de marcha atrás perfectamente funcionales y conformes a la normativa. La conclusión fue que las víctimas habían desconectado las alarmas tonales. El reconocimiento de la alarma de marcha atrás como una señal de peligro es un requisito para que se produzca una respuesta apropiada a dicha alarma. La ausencia de respuesta indica que la señal fue filtrada e interpretada como un ruido de fondo irrelevante, o bien que el individuo asumió inconscientemente que el sonido procedía de un camión que se estaba desplazando marcha atrás en otro lugar. Este efecto se pone de relieve debido a los tonos, que viajan a una mayor distancia que el sonido de banda ancha. La evaluación de las alarmas de marcha atrás y las investigaciones científicas confirman que el sonido de banda ancha es muy eficaz para indicar la ubicación de una fuente de sonido. En 2002, el Consejo Estadounidense para los Ciegos exigió el uso de sonidos localizables argumentando que las alarmas tonales actuales sirven más para desorientar a las personas ciegas y con problemas de visión que para ayudarlas 1. El ruido daña gravemente la salud humana y afecta a las actividades diarias de las personas en la escuela, en el trabajo, en el hogar y durante el tiempo de ocio. El doctor William H. Stewart, exdirector de la Dirección General Estadounidense de Salud Pública, cita con frecuencia comentarios como éstos: Considerar el ruido como una molestia se asemeja a considerar la contaminación urbana como una incomodidad ; el ruido debe ser considerado un peligro para la salud de las personas en todas partes. En comparación con la alarma tonal convencional de marcha atrás (de banda estrecha), una alarma de marcha atrás de banda ancha con la misma sonoridad (fonios) avisa al oyente con igual eficacia de la presencia de un vehículo que se está desplazando marcha atrás pero, a diferencia de la alarma tonal, se oye poco fuera de la zona de peligro. Esto elimina las quejas a causa de las molestias producidas por el ruido, así como el riesgo de que la alarma sea ignorada debido a un exceso de familiaridad 2. Este artículo presenta la instalación de las alarmas de marcha atrás de banda ancha como parte de un proceso controlado. Si bien este artículo es aplicable a todos los tipos de alarmas de movimiento, está específicamente dirigido a las alarmas de marcha atrás. 1 Resolución ACB del Consejo Estadounidense para los Ciegos. 2 Estado de Nueva York, informe 03NY036 del Departamento de Sanidad: A menudo, las personas que trabajan regularmente cerca de alarmas de marcha atrás se acostumbran a su sonido y se vuelven insensibles a él como señal de advertencia. investigations/face/03ny036.htm 3

4 Seguridad: Idoneidad para su función A continuación se muestra una tabla comparativa entre las alarmas tonales y las alarmas de banda ancha sobre su eficacia en entornos normales de trabajo: Environmental Tonal and broadband alarm effectiveness compared Factors Tonal Broadband Sound Recognition: Loudness / Audibility An alarm with appropriate loudness should be installed Is sound an effective danger warning Depends Yes Is the danger relevant Depends Yes Response Unreliable Good Hard of hearing - audibility Risky Good Cause confusion Likely Unlikely Strident Yes No Noise complaints Yes No Health Risk of hearing damage & stress Greater Lower Figura 1 La evaluación de las cualidades de una alarma de marcha atrás (ver la Figura 1 arriba) muestra que una señal de banda ancha ofrece una advertencia mejor que una señal tonal en términos de seguridad, salud y entorno. Seguridad: Análisis del árbol de fallos El análisis del árbol de fallos es una herramienta muy útil para revisar las posibles causas de un accidente (ver abajo). En el Reino Unido, por ejemplo, el juez de instrucción puede llegar a una de las tres conclusiones siguientes: muerte por causas naturales, muerte accidental (donde ni el fallecido ni una tercera parte fueron la causa del fallecimiento) o cuasidelito de homicidio. En el árbol de fallos de abajo, las causas marcadas en rojo están relacionadas con la alarma de marcha atrás y, en todos los casos, el riesgo es mayor cuando la alarma es tonal. El Anexo A contiene un análisis del árbol de fallos completo. muerte accidental: un suceso que ninguna persona causó ni pudo haber evitado velocidad peligrosa culpa de la persona fallecida frenos neumáticos volumen insuficiente sobre el ruido ambiental accidente causado por la marcha atrás cuasidelito de homicidio vehículo peligroso ángulos muertos alarma de marcha atrás no instalada alarma de marcha atrás defectuosa desconectada no se reconoció como señal se asoció con un vehículo marcha atrás en otro lugar de advertencia de un peligro volumen insuficiente falta de atención por costumbre Azul = Gestión Negro = Conductor Violeta = Mantenimiento Verde = Entorno Rojo = Alarma tonal ubicación peligrosa alarma de marcha atrás ineficaz se creyó que el peligro estaba en otra parte causó confusión no se pudo localizar el peligro con rapidez volumen excesivo no se escuchó por sordera en el rango de frecuencia de la alarma no se escuchó porque la frecuencia de la alarma quedó encubierta por otro sonido Figura 2 4

5 Seguridad: Factores clave Las alarmas de marcha atrás se instalan con objeto de aumentar la seguridad. Su función consiste en alertar a cualquier persona que se encuentre en la zona de peligro de que el vehículo se está desplazando marcha atrás, de manera que dicha persona reconozca el peligro y tome las medidas adecuadas para retirarse de la trayectoria y no resultar dañado. La señal de advertencia debe escucharse en toda la zona de peligro. La zona de peligro es el área en la que una persona está, o en la que podría entrar, en la trayectoria del vehículo que se está desplazando marcha atrás. El sonido de la alarma fuera de esta zona de peligro es innecesario y, además, el derroche de sonido es indeseable. La elección del modelo de alarma de marcha atrás debe basarse en el objetivo de maximizar la seguridad dentro de la zona de peligro. Para este fin, debe cumplir dos criterios: 1. Reconocimiento. a. Audibilidad. La alarma debe ser lo suficientemente audible como para alertar a una persona que se encuentre ocupada con cualquier tarea. La norma ISO-7731 define la audibilidad 3 necesaria para las señales de peligro. Esta norma, dirigida a las alarmas tonales, recomienda más de un tono para que una alarma sea eficaz 4. b. El sonido es una advertencia de peligro? El requisito principal de la señal de advertencia de una alarma de marcha atrás consiste en que el patrón de sonido haga que dicha señal sea inequívoca 5. La definición de la norma SAE J994 establece que el patrón sea de entre 0,8 KHz y 1,8 KHz, con una longitud de los periodos de encendido y apagado en un rango del 20% del otro periodo 6. c. El peligro es relevante? Si el sonido tiene una tasa elevada de alarmas falsas, no se asociará con un peligro. Las tasas reducidas de alarmas falsas aumentan la seguridad y la aceptación por parte de los trabajadores y del público en general. Las alarmas falsas tienen una influencia negativa en la seguridad 7. Las alarmas falsas se asocian con un vehículo marcha atrás en otro lugar. 2. Respuesta. La alarma debe exigir una respuesta inmediata por parte de las personas que se encuentran en la zona de peligro. Se produce una respuesta más rápida cuando la dirección de la fuente del sonido (y, por lo tanto, también la identificación del vehículo que se está desplazando marcha atrás) es localizable de manera instantánea. Remisiones: Factores Sección pertinente Página Reconocimiento Aspectos generales 6 Reconocimiento: Aspectos generales 6 Problemas de audición: mejor reconocimiento 12 Audibilidad Audibilidad 6 Audibilidad a través de los protectores de oídos 12 Reducción del riesgo de que el sonido de la alarma quede encubierto 12 El sonido es una advertencia de peligro eficaz? Todas El peligro es relevante? Sonido limitado a la zona de peligro 7 Rápida disipación del sonido 12 Resonancia 10 Respuesta Alarmas falsas 10 Sonido localizable 6 Las alarmas tonales causan confusión 11 3 ISO 7731, 4.2.2: Audibilidad 4 ISO 7731, 6.3: Características especiales 5 ISO 11429, 4.2 Continúa... 6 SAE J994, Sección 6.2: Tasa de pulsaciones cíclicas y ciclo de trabajo 7 5

6 Otros factores: Seguridad: Otros factores End to Intentional Disconnects Reducción del riesgo de que el sonido de la alarma quede encubierto Entorno Rápida disipación del sonido 12 Menos irritante 12 Cuestión de la tonalidad 14 Resonancia 10 Salud Introducción 3 Reducción del riesgo de sufrir daños en los oídos Reducción del riesgo de sufrir un problema cardíaco a causa de un sobresalto Aspectos generales La señal de advertencia de un peligro debe ser tal que las personas que se encuentren en la zona afectada la escuchen y reaccionen a ella de la manera deseada. Las personas con problemas de audición y las que usan casco de seguridad, protectores para los oídos, etc. deben tener especial cuidado. Las características de la señal deben adecuarse a la situación 8. Audibilidad Una señal acústica de advertencia debe ser claramente audible. Debe superarse ampliamente el umbral efectivo de audibilidad encubierta. En caso de ser relevante, podría evaluarse y tomarse en consideración la posibilidad de pérdida de audición por parte de la población destinataria. Si se usan protectores para los oídos, debe conocerse su nivel de atenuación y tomarlo en consideración en la evaluación. 9 El nivel de presión acústica (decibelios) y la sonoridad (fonios) son conceptos distintos. (Ver el glosario.) Reconocimiento: Aspectos generales El requisito principal de una señal de advertencia es que el mensaje sea claro e inequívoco y que se reconozca en la situación concreta del entorno 10. Sonido localizable En 2002, el Consejo Estadounidense para los Ciegos informó en su congreso anual, celebrado en Houston (Texas), de que las alarmas convencionales sirven más para confundir a las personas ciegas que para ayudarlas, y exigió el uso de dispositivos de sonido localizable. La localización inmediata de una fuente de sonido forma parte del mecanismo de supervivencia de la naturaleza. Un animal que se encuentre en peligro inminente de ser atacado localiza de inmediato el sonido del depredador que lo acecha gracias a los sonidos de banda ancha que se producen de manera natural, como el chasquido de una ramita que se rompe o el susurro de las hojas. Estos sonidos revelan con precisión la dirección por la que se aproxima el peligro, lo que provoca inmediatamente la huida en la dirección opuesta. En la localización de una fuente de sonido, intervienen simultáneamente tres partes del espectro de sonido que se escuchan como un único sonido: 1. Bajas frecuencias. En las bajas frecuencias (de aproximadamente 1,5 KHz o inferiores), el cerebro puede procesar la diferencia temporal entre la llegada de los sonidos a un oído y al otro. Esto se conoce como Diferencia Interaural de Tiempo (ITD) 11. Esta diferencia provoca un cono de confusión, tal y como se ilustra en la Figura 3 más abajo. (Las fuentes sobre la superficie del cono tienen el mismo retardo entre los dos oídos.) 8 ISO 7731, ISO 7731, ISO 11429, Localización humana, Señales binaurales: 6

7 ø cc Fuente de sonido ø cc Cono de confusión Figura 3 2. Medias frecuencias. En las medias frecuencias (de 3 KHz a 5 KHz 12 ), el cerebro siente la diferencia de intensidad del sonido en cada oído, es decir, el cerebro determina que el oído que recibe una mayor intensidad de sonido está más cerca de la fuente. Con este rango de frecuencia, podemos determinar si el sonido está a la izquierda o a la derecha. Esto se conoce como Diferencia Interaural de Nivel (ILD) o Diferencia Interaural de Intensidad (IID) Altas frecuencias. Debido a la forma externa de nuestro oído y a la forma de nuestro cuerpo, las altas frecuencias (de 5 KHz en adelante) se modifican antes de entrar en el canal auditivo. Este fenómeno adquiere importancia cuando la longitud de onda del sonido es similar o inferior a la dimensión del oído externo. El uso del rango de las altas frecuencias ayuda a localizar la fuente de un sonido situada delante o detrás del oyente. Con una combinación de cada uno de estos rangos de frecuencia, el cerebro puede localizar la dirección de la fuente de sonido. El sonido de banda ancha se localiza de una forma inmediata y precisa alrededor de los 5 grados. Las alarmas tonales a menudo crean confusión en el lugar de trabajo. La localización de una fuente de sonido tonal no es fiable y lleva un preciado tiempo. (Ver la sección Las alarmas tonales causan confusión en la página 7.) Sonido limitado a la zona de peligro El sonido de banda ancha se localiza dentro de la zona de peligro. Esto tiene dos ventajas principales: 1. Elimina las quejas de ruido de las personas que están fuera de la zona de peligro y que no necesitan oír las advertencias. 2. Las alarmas tonales que se escuchan muy lejos de la zona de peligro pierden su significado 14, lo que provoca que no se tengan en cuenta, incluso dentro de una zona de peligro. La alarma de banda ancha normalmente se escucha sólo dentro de la zona de peligro y, por consiguiente, se respeta como una advertencia real. 12 Diversas fuentes ofrecen registros superiores al rango de entre 1,5 khz y 3 khz Folleto de Equipamiento Industrial de Toyota, TMH35158, con referencia a las alarmas tonales: Los peatones se acostumbran a la alarma y hacen caso omiso de ella, ya que suena continuamente como una advertencia sin sentido. 7

8 Nivel de potencia (db(a)) Cómo se consigue? 1. Nivel de presión acústica inferior La Figura 4 ilustra una alarma tonal y una alarma de banda ancha de 100 dba cada una. La alarma tonal concentra toda su energía en una banda de frecuencia estrecha. La alarma de banda ancha difunde su energía a lo largo de un amplio rango de frecuencia, normalmente en niveles alrededor de 10 db por debajo de la alarma tonal, si bien la energía sonora total es similar en ambos casos Frecuencia (Hz) Figura 4 Alarma tonal Alarma de banda ancha Nivel de ruido de fondo 2. Disipación fuera del eje. Mientras que la alarma tonal es, en gran medida, omni-direccional, la alarma de banda ancha se centra en la zona de peligro. El esquema de la Figura 5, realizado por Hanson Aggregates15, aparece en diversos estudios dedicados a la reducción del nivel de presión acústica del sonido de banda ancha fuera del eje posterior. Aunque se produce una disipación insignificante del sonido en la zona de peligro, sí se produce una reducción considerable (normalmente de alrededor de 10 dba en un ángulo de 90 grados respecto del lateral del vehículo) fuera de la zona de peligro. La directividad de una alarma medida en ausencia de cualquier superficie reflectante será diferente de la directividad de una alarma que está instalada en un vehículo. Por ejemplo, una alarma de banda ancha de 102 dba en un espacio abierto, muestra una reducción de 8 dba a 90 grados, pero instalada en un vehículo podría mostrar una reducción de 13 dba o más. Figura 5 30m Audible sólo en este lugar 20m Audible claramente en este lugar m Alarma de marcha atrás de banda ancha Nivel de sonido detrás de una excavadora Motor apagado Ruido de fondo bajo Nivel de ruido en db(a) Audible en este lugar 0 3. Nivel inferior de dba. Los análisis científicos han revelado que una alarma de marcha atrás de banda ancha es igualmente eficaz a un nivel de presión acústica 5 dba inferior que una alarma tonal convencional Si nos fijamos en la medición de la sonoridad según se detalla en la Figura 6, extraída de la norma ISO- 226:2003, observaremos que una curva desciende a una región de audición más sensible. El descenso de aproximadamente Hz se debe a la resonancia en el canal auditivo, que aumenta la cantidad de sonido que entra en el oído. La Figura 6 muestra los niveles de presión acústica de una alarma típica de banda ancha (cuadrado rojo) y de una alarma tonal convencional (línea azul). En el rango de aproximadamente 1 khz a 4 khz, las alarmas tonales funcionan en la frecuencia que es menos audible para el oído humano, mientras que las alarmas de banda ancha abarcan las regiones de la sensibilidad aumentada del oído y son subjetivamente más sonoras que una alarma tonal con el mismo nivel de presión acústica total. Una alarma tonal requiere un nivel de presión acústica aproximadamente 5 dba superior que una alarma de banda ancha para obtener una sonoridad igual. Dicho a la inversa, una alarma de banda ancha proporciona la misma sonoridad con 5 dba menos que una alarma tonal. 15 Tom Hill, Director Medioambiental, Hanson Aggregates, Whatley Quarry; dibujo con fecha del 15 de julio de Martin Lever, Director de Sanidad, Seguridad y Medio Ambiente de RMC (Cemex); resultados comprobados de 150 sujetos en el día de la seguridad de South East Quarries Liaison de Informe de las Autoridades de Sanidad y Seguridad del Reino Unido, Improving the safety of workers ( Mejorar la seguridad de los trabajadores ), informe de investigación 358/

9 Nivel de presión acústica db p honi os U mb ral de au dic ión Frecuencia, Hz Efecto neto Figura 6 Al sumar estos tres factores, se hace patente el potencial total del sonido de banda ancha para reducir el ruido. Si se duplica la distancia respecto de la fuente de sonido, el nivel de presión acústica se reduce en 6 db. El sonido de banda ancha, que tiene frecuencias más altas, se atenúa más rápidamente con la distancia. En la Figura 7, los componentes de la alarma de banda ancha son normalmente 10 db más próximos al ruido de fondo que en el caso de la alarma tonal. A medida que aumenta la distancia respecto de las alarmas, el nivel de presión acústica se reduce hasta que el sonido de banda ancha se desvanece en el ruido de fondo, mientras que el sonido tonal se mantiene normalmente 10 db más alto. El nivel de presión acústica del sonido de banda ancha se reduce más rápidamente que el nivel de presión acústica del sonido tonal porque las frecuencias más altas se atenúan con mayor rapidez. Nivel alarma tonal próxima a la fuente alarma broadband próxima a la fuente db alarma tonal a distancia respecto de la fuente ruido de fondo alarma broadband a distancia respecto de la fuente Hz Frecuencia Figura 7 Así mismo, debido a que el nivel de sonido de la alarma de banda ancha es normalmente 5 db inferior para obtener una sonoridad igual, esto podría dar lugar a una diferencia de 15 dba. Esto se ilustra en la Figura 8 de abajo. 9

10 Efecto neto: Ilustración A continuación se presenta una ilustración del rango de audibilidad de una alarma tonal y una alarma de banda ancha con igual nivel de presión acústica, es decir, rangos en los que el sonido de la alarma de banda ancha se funde con el ruido de fondo (círculo azul), mientras que el sonido de la alarma tonal (círculo exterior) permanece por encima del ruido de fondo. 1. Círculo exterior negro. Zona de alarma de una alarma tonal. 2. Círculo azul. La zona de alarma de una alarma de banda ancha con el mismo nivel de presión acústica general que una alarma tonal (sin incluir la característica de directividad). Suponiendo que la alarma tonal se sitúa 10 db por encima del ruido de fondo, la zona que abarca la alarma de banda ancha comprende aproximadamente un 10% de la zona de la alarma tonal. 3. Círculo malva. Indica la zona de alarma de una alarma de banda ancha, incluida la característica de directividad. Esta zona ocupa menos de la mitad que el círculo azul. 4. Zona roja. La zona de alarma de una alarma de banda ancha con una potencia 5 dba inferior que la alarma tonal. Esta área es menor que la zona malva porque, a medida que la distancia respecto de la fuente de sonido de banda ancha aumenta, su nivel de presión acústica disminuye hasta el nivel del ruido de fondo, mientras que el sonido de la alarma tonal permanece 15 db por encima del ruido de fondo. Zona de alarma de una alarma tonal Zona de alarma equivalente del sonido de banda ancha con la característica de directividad Zona de impacto equivalente de la alarma de banda ancha si no tuviera la característica de directividad Camión/ Maquinaria móvil Zona de alarma del sonido de banda ancha si es posible utilizar una unidad de potencia 15 db(a) inferior Figure 8 Alarmas falsas Una alarma falsa es una alarma que se escucha fuera de la zona de peligro. Las alarmas falsas no son de utilidad para nadie, y sólo sirven para aumentar el nivel de ruido. Con el tiempo, se vuelven menos eficaces, ya que las personas asocian inconscientemente su nivel de respuesta con la tasa de alarmas falsas. 18 Por ejemplo, las alarmas que son reales el 90% de las ocasiones producen tasas de respuesta cercanas al 100%, mientras que las alarmas que son reales únicamente el 10% de las veces provocarán una tasa de respuesta de tan sólo el 10%. Las alarmas falsas son costosas tanto en términos de molestias como de rendimiento 19. La tasa de alarmas falsas en el caso de las alarmas tonales es inaceptablemente elevada. Resonancia Una alarma tonal puede resonar contra los paneles de los camiones u otros paneles metálicos. Esta resonancia aumenta el nivel de ruido, la confusión provocada por la fuente de sonido, las molestias derivadas del ruido ambiental y la pérdida de respeto en su calidad de alarma. El nivel de aumento puede ser sorprendente, de 5 dba20 para un camión de la basura y de más de 20 dba21 para una carretilla elevadora que trabaje cerca de paneles metálicos. 18 Bliss et al, Edworthy Judy, Hellier Elizabeth; Auditory warnings in noisy environments ( Advertencias auditivas en ambientes ruidosos ) 20 Geoff Leventhall: Noise Measurements on Garbage Truck and Back-Up Alarms ( Mediciones de ruido en camiones de basura y las alarmas de marcha atrás ) 21 Tony Gardner: estudio sobre la exposición a los ruidos de la fábrica Ibstock Bricks Lodge Lane Factory,

11 Las alarmas tonales causan confusión Mientras que la fuente del sonido de banda ancha es localizable, es preocupante la confusión que causan las alarmas tonales en relación con la fuente de sonido. Este problema es consecuencia del fenómeno acústico de las ondas estacionarias. Una alarma tonal típica de marcha atrás tiene una frecuencia de alrededor de 1,25 khz con una longitud de onda de aproximadamente 11 pulgadas. Al emitir un tono, su altavoz oscila a una tasa constante (frecuencia) para producir el sonido. Comprime el aire que se encuentra delante del altavoz y luego enrarece el aire. Estas compresiones y rarefacciones afectan de manera similar al tímpano, y de esa manera escuchamos el sonido. Cuando una alarma tonal emite un pitido, el oído siente estas compresiones y rarefacciones bien directamente o bien a través de una o más reflexiones. Cuando la distancia entre dos rutas de la trayectoria del sonido de la alarma es un múltiplo de la longitud de onda de la alarma, las compresiones se combinan y se intensifican, y en el caso de una buena reflexión, esto puede aumentar la presión acústica hasta los 3 dba (ver la Figura 9 de abajo). De manera similar, si la diferencia entre las rutas es la mitad de la longitud de onda, la compresión y la rarefacción pueden anularse mutuamente en el caso de una buena reflexión, y entonces no se oirá ningún sonido. Las reflexiones de estas ondas sonoras sobre el suelo o la difracción en los laterales de los vehículos tienen el efecto de reducirlas, o incluso anularlas, antes de llegar al oyente. En espacios de menos de unas pocas pulgadas, Laroche y Lefebvre hallaron variaciones en el nivel de presión acústica (en obras) de más de 15 db 22 detrás de los vehículos La superposición de dos ondas transversales idénticas en fase produce una onda de amplitud aumentada. + La superposición de dos ondas longitudinales idénticas en fase produce una onda de intensidad aumentada. Figura 9 Si bien la banda de frecuencia estrecha de una alarma tonal de marcha atrás no permite sentir la sutil diferencia de intensidad necesaria para localizar una fuente de sonido 24, a menudo se producen diferencias de intensidad mucho mayores debido a las reflexiones. El oyente asume que el mayor nivel de presión acústica en un oído se debe a que se encuentra más cerca de la fuente de sonido, pero puede deberse a las diferencias de presión de las ondas estacionarias. Y lo que es más: a medida que el oyente gira la cabeza hacia la supuesta fuente de sonido, el nivel de presión acústica varía en estos pocos centímetros sin relación con la dirección de la fuente de sonido, lo que agrava la confusión. Esto no es posible en el caso de una alarma de banda ancha, porque la banda ancha de frecuencia tiene longitudes de onda que oscilan entre menos de 2 pulgadas y más de 17 pulgadas. Aunque un análisis de la frecuencia mostrará variaciones de intensidad debido a las ondas estacionarias, el nivel de presión acústica general permanece constante. 22 Laroche, C., y L. Lefebvre: Determination of optimal acoustic features for reverse alarms: Field measurements and the design of a sound propagation model ( Determinación de las características acústicas óptimas para las alarmas de marcha atrás: Mediciones de campo y diseño de un modelo de propagación del sonido ). Ergonomics, 41: (1998). 23 Alice H Suter: Construction Noise: Exposure, Effects, and the Potential for Remediation; A Review and Analysis ( Ruidos en la construcción: Exposición, efectos y posibilidades de remediarlo; Revisión y análisis ). Revista AIHA (63), noviembre/diciembre de Es posible consultar este artículo de Suter en 24 Ver la sección Sonido localizable, 2. Medias frecuencias. 11 t

12 Nivel de potencia db(a) Audibilidad a través de los protectores de oídos Las bajas frecuencias penetran más rápidamente en los objetos sólidos. Cuando se pone música alta en un edificio o en un coche con las ventanillas y las puertas cerradas, el sonido que se oye es un bum-bum de baja frecuencia. Las bajas frecuencias pueden viajar a través del cuerpo y pueden escucharse a través de los protectores para los oídos. Las sirenas de niebla usan bajas frecuencias porque su sonido viaja largas distancias, rodea esquinas y penetra en objetos sólidos, como ventanas, paredes, etc. Los protectores para los oídos atenúan mejor unas frecuencias que otras. Es más probable que una alarma de banda ancha, con su amplio rango de bajas frecuencias, sea audible a través de los protectores para los oídos que una alarma tonal. Reducción del riesgo de que el sonido de la alarma quede encubierto Las alarmas tonales quedan fácilmente encubiertas por ruidos de fondo de frecuencia similar. Una banda de frecuencia ancha elimina este riesgo. Rápida disipación del sonido El amplio espectro de frecuencia del sonido de banda ancha permite un nivel de presión acústica general inferior para obtener la misma sonoridad. Si bien sus bajas frecuencias viajan más lejos, son más benignas. Las altas frecuencias, que son menos soportables, se absorben más rápidamente por aire y por tierra y, en consecuencia, el nivel de presión acústica general se reduce con mayor rapidez a mayor distancia respecto de la fuente. Menos irritante Las alarmas tonales son estridentes e irritantes. Las alarmas de banda ancha son inocuas para el medio ambiente. (Ver las secciones Aspectos técnicos, Psicoacústica y Cuestión de la tonalidad más abajo.) El fin de las desconexiones intencionadas El sabotaje de las alarmas tonales da lugar al aumento de los peligros y de los costes de reparación. Las alarmas de banda ancha rara vez sufren sabotajes. Problemas de audición: mejor reconocimiento La cóclea (el oído interno) es una larga cadena de receptores similar a una cinta de teleimpresora. Cada receptor recibe dentro de una banda de frecuencia estrecha. Los problemas de audición afectan sólo a aquellos receptores que están dañados. La Figura 10 de abajo muestra un caso en el que las frecuencias de los receptores dañados se alinean con las frecuencias de la alarma tonal. Como consecuencia, la alarma tonal no se escucha. Por el contrario, todas las demás frecuencias de la alarma de banda ancha sí se escuchan Parte dañada Cóclea X X X Alarma tonal Alarma de banda ancha Nivel de ruido de fondo ,000 12,000 Frecuencia (Hz) Figura 10 12

13 Nivel de potencia db(a) Reducción del riesgo de sufrir daños en los oídos Un alto contenido de bajas frecuencias con un nivel de presión acústica similar al de una alarma tonal reduce el riesgo de sufrir daños en los oídos. Reducción del riesgo de sufrir un problema cardíaco a causa de un sobresalto La norma ISO-7731 establece lo siguiente: Las reacciones causadas por el miedo (por ejemplo, más de 30 db en 0,5 segundos) pueden estar provocadas por un nivel de presión acústica demasiado elevado. Estas reacciones pueden retrasar, o incluso impedir, que la persona escape del peligro por haberse quedado paralizada. Resulta improbable sufrir un shock o un sobresalto si se usan alarmas de banda ancha debido a su menor nivel de presión acústica y al ancho de banda multi-frecuencias. Aspectos técnicos Mediciones iguales del nivel de presión acústica y análisis espectral Una lectura de la presión acústica tomada de un medidor del nivel de presión acústica (según las normas ANSI S1.4 o IEC 60651, especificaciones para los sonómetros) ofrece un promedio de la presión acústica en cada banda de frecuencia y presenta una única cifra consolidada, ponderada de acuerdo con la configuración del aparato. Es norma de la industria medir el nivel de presión acústica usando el coeficiente de ponderación A (dba), que ajusta el nivel de presión acústica medido a la respuesta del oído humano. La gráfica de la Figura 11 de abajo muestra los niveles de presión acústica que pueden esperarse de una alarma tonal (centrada en Hz) y de una alarma de banda ancha. Por definición, el contenido de frecuencias de la banda ancha es mucho mayor que el de la alarma tonal, pero tiene un nivel de presión acústica inferior. Estos niveles de presión acústica pueden medirse utilizando un sonómetro (y un set de filtros) según las normas ANSI S1.4 y S1.11 (o IEC y 61260) establecidas para el rango de un tercio de octava. Si bien el espectro de banda ancha muestra niveles de presión acústica inferiores en cada banda de un tercio de octava, su efecto conjunto equivale a la alarma tonal, de 100 dba a 1 metro Alarma tonal Alarma de banda ancha 40 Nivel de ruido de fondo ,000 12,000 Frecuencia (Hz) Figura 11 13

14 Sonido frente a distancia En un espacio esférico tridimensional abierto, el sonido se disipa desde una fuente puntual de acuerdo con la ley del cuadrado inverso. La reducción en db en comparación con 1 metro desde la fuente de sonido se calcula del siguiente modo: SPL (nivel de presión acústica) = 20 log [ 1/r] donde r es la distancia del oyente respecto de la fuente. Esto da lugar a la conocida reducción de 6 db cada vez que se duplica la distancia respecto de la fuente. No obstante, la mayoría de las fuentes de sonido no son fuentes puntuales ideales y, por lo tanto, tienen una distribución del sonido no ideal en todas direcciones. La tasa de absorción del sonido depende de muchos otros factores, incluido el contenido de frecuencias. El aire absorbe el sonido más rápidamente (es decir, más rápidamente por cada vez que se duplica la distancia) en los rangos de frecuencias más altas. Todas las condiciones atmosféricas (humedad, temperatura, dirección y velocidad del viento, etc.) afectan a la velocidad del sonido. La tasa de absorción del sonido por las estructuras físicas entre la fuente y el oyente (edificios, verjas, árboles, etc.) también depende de la frecuencia. Psicoacústica La percepción del sonido es muy subjetiva. Lo que para una persona es música puede ser ruido para otra. En la banda de 1 KHz a 4 KHz, la sensibilidad es mayor y, por lo tanto, los sonidos parecen tener mayor sonoridad (este concepto constituye la base del sistema de ponderación A ). El ruido de las alarmas tonales resulta molesto para todos los oídos, incluso en entornos con un elevado nivel de ruido ambiental. Cuestión de la tonalidad La cuestión de la tonalidad es tan importante para la Administración Federal de Aviación (FAA) que ha incluido disposiciones sobre la presencia de tonos en el ruido de los aviones en la Normativa Federal sobre el Nivel de Ruido de los Aviones. (Título 15, La aeronáutica y el espacio, Capítulo 1, parte : Evaluación y cálculo del ruido.) La FAA penaliza el contenido tonal en casi 7 dba. En otras palabras, el ruido de los aviones que contiene tonos se considera igualmente molesto que un ruido 7 dba más alto pero sin tonos. Para más información, póngase en contacto con: Daniel Cacho Fono: (+56 9) danielcacho@brigade.cl Milton Gonzalez Fono: (+56 9) miltongonzalez@brigade.cl Visítanos en 14

15 Anexo A: Análisis del árbol de fallos 15 muerte accidental: un suceso que ninguna persona causó ni pudo haber evitado poca disciplina error de mando falta de formación persona inapropiada para el trabajo velocidad peligrosa drogas error del conductor falta de concentración cansancio estrés exceso de demanda de atención peligro mal valorado caso omiso de la advertencia: deliberado causas naturales suicidio enfermedad profesional sin determinar otras causas accidente causado por la marcha atrás cuasidelito de homicidio culpa de la persona fallecida acción refleja inadecuada uso de un ipod o similares conducta inapropiada: distracción juegos/bromas mantenimiento no realizado frenos máquina inapropiada para el trabajo mantenimiento no realizado neumáticos wrong tyres for job máquina inapropiada para el trabajo/lugar ángulos muertos falta de visibilidad adecuada o de ayuda vehículo peligroso alarma de marcha atrás no instalada alarma de marcha atrás defectuosa desconexión intencionada mantenimiento no realizado causó irritación a los vecinos causó irritación al conductor Azul = Gestión Negro = Conductor Violeta = Mantenimiento Verde = Entorno Rojo = Alarma tonal alarma de marcha atrás ineficaz volumen insuficiente sobre el ruido ambiental no se reconoció como señal de advertencia de un peligro desconectada falta de atención por costumbre se creyó que el peligro estaba en otra parte se asoció con un vehículo marcha atrás en otro lugar volumen insuficiente causó confusión no se pudo localizar el peligro con rapidez volumen excesivo no se escuchó por sordera en el rango de frecuencia de la alarma ubicación peligrosa no se escuchó porque la frecuencia de la alarma quedó encubierta por otro sonido

16 Glosario Sonoridad Nivel de presión acústic Decibelio (db) dba Frecuencia Atenuación Sonido tonal Sonido de banda anch Fonio Localizabilidad Localisation Localización Directividad La sonoridad percibida de un sonido (fonios) es una función variable no lineal de su nivel de presión acústica y de su frecuencia (ver la Figura 6). El nivel de presión acústica se mide en decibelios. No se debe confundir con la sonoridad. El decibelio es una escala logarítmica utilizada para indicar un cambio en la fuerza relativa de una onda acústica. Se trata de una unidad estandarizada que expresa la razón entre la presión acústica y la presión de referencia. Corresponde al nivel de presión acústica ponderado según la escala A. Medida del número de veces por segundo que se repite una vibración sonora, expresada en hertzios (Hz). Los sonidos de alta frecuencia se atenúan rápidamente y viajan distancias cortas, mientras que los sonidos de baja frecuencia se atenúan lentamente y viajan largas distancias (por ejemplo, las sirenas de niebla). La reducción del nivel de presión acústica con la distancia. Se trata de un sonido cuya presión varía sinusoidalmente a lo largo del tiempo. También hace referencia a un tono bien diferenciado, como el que se produce cuando se golpea ligeramente un diapasón. El tono alto es una alta frecuencia; el tono bajo es una baja frecuencia. Se trata de un sonido cuya energía acústica se distribuye a lo largo de un rango de frecuencia muy amplio. El espectro es, en gran medida, liso y continuo, salvo en los extremos. Medida de la sonoridad percibida. Grado de precisión de la localización direccional de una fuente de sonido por parte de un oyente. Confinement a sound-pattern within, or restriction to, a locality. Limitación de un patrón de sonido dentro de una ubicación, o restricción a dicha ubicación. Medida de cómo una fuente irradia el sonido en distintas direcciones. Brigade Chile Contactos: Daniel Cacho Fono: (+56 9) danielcacho@brigade.cl Milton Gonzalez Fono: (+56 9) miltongonzalez@brigade.cl