RUIDOS. El sonido es un fenómeno esencialmente oscilatorio. Un movimiento periódico se caracteriza por su amplitud y su frecuencia.

Transcripción

1 RUIDOS GENERALIDADES El sonido es un fenómeno esencialmente oscilatorio. Un movimiento periódico se caracteriza por su amplitud y su frecuencia.- a = Am.sen wt T = 1 = (seg) F AMPLITUD Es la elongación o apartamiento de la partícula de su posición de equilibrio

2 FRECUENCIA Es la cantidad de veces que una partícula pasa por el mismo punto y desplazándose en el mismo. SONIDO Y RUIDO Sonido Puro: se denomina así a una sensación auditiva exitada por una oscilación acústica de una sola frecuencia. Sonido Compuesto: es una composición de varios sonidos puros.

3 RUIDO Es una fluctuación rápida de la presión atmosférica a una frecuencia comprendida entre 20 y Hz. También el ruido, es cualquier sonido que contenga información no deseada o perturbadora para quien deba escucharlo. Históricamente la acústica estudiaba las vibraciones capaces de provocar una sensación auditiva, os sea esta vinculada a la audición. En la actualidad el campo se ha extendido a los ultrasonidos e infrasonidos.- El oído humano es capaz de oír dentro de ciertas frecuencias. Supongamos un oído perfecto y sano oirá en frecuencias comprendidas entre los 20 y Hz. No hay una división clara entre lo que es sonido y ruido, dado que se trata de algo subjetivo. Es por ello que un famoso profesor belga decía: Sonido es lo que yo hago y ruido es lo que hace mi vecino.

4 GENERACION, PROPAGACION Y CAPTACION VELOCIDAD: C = Velocidad H = cte para los gases = 1,41 C= P P = densidad del aire H = presión atmosférica C = velocidad = 1,41 cte. De los gases para el aire = densidad del aire H = presión atmosférica Para 20 C la C = 343 m/seg. Aprox. Otros parámetros: Para representar la propagación lineal y sonidos simples:

5 La resistencia que el aire ofrece a su avance está dada por la impedancia acústica específica Z = P.C [ N.m /seg³ ] GENERACION DEL SONIDO El rango audible está entre 20y Hz para un hombre joven y sano. Por debajo de estas frecuencias tenemos las infrasonidos y por encima los ultra sonidos. Los infrasonidos pueden causar daños sobre todo temporarios en el equilibrio y reacción ante la detección de un peligro o en trabajos de control (control de calidad). Supongamos en generados sencillo:

6 RUIDO El ruido es una fluctuación rápida de la presión atmosférica a una frecuencia comprendida entre 20 y Hz. MEDICION DEL RUIDO Podemos decir que como la presión atmosférica es debida a la atmósfera que nos rodea, la presión sonora es provocada por fuentes acústicas. La primera se mide en atmósferas o en Kg/cm2, etc., por ser estas unidades muy grandes, la PRESIÓN SONORA (diapositiva: umbrales de Audibilidad) se mide en (N/m2) = PASCAL El sonido que percibe el aído es mucho más pequeño y dr hs logrado establecer un umbral de audibilidad (nivel mínimo) = 2 x 10 5 N/m2. a Hz

7 El nivel máximo de la escala adoptada que se denomina umbral de dolor, que es el sonido más intenso que se puede soportar y es de 20 N/m2 a Hz. Por ser este intervalo muy grande y por la respuesta logarítmica del oído, se debió utilizar escalas logarítmicas como por ejemplo el decibel (db), que es la relación entre el logarítmo de un umbral y otro nivel Si a este valor lo multiplicamos por 10 tenemos el decibel: N = 10. lg. I/Io = DECIBEL Si tomamos la ecuación que nos da la potencia eléctrica: N. Pot. Elect. = 10 lg W/Wo W = potencia cuyo nivel se desea expresar en db Wo = potencia de referencia

8 Debe tenerse en cuenta que: a) La expresión no tiene unidades ya que es una relación y en este caso no se refiere a magnitud, sino a su nivel. b) La expresión no tiene valor sino se le asigna un valor de referencia a Wo DEFINAMOS AHORA EL: 1).- Nivel de potencia Sonora: NPS = 10 lg. W/Wo Valor normalizado de Wo = Watt. Entonces: NPS = 10 lg W/10-13 = 10 lg (W = 10 lg W + 10 x 13 lg 10 NPS = 10 LG w (db)

9 2).- NIVEL DE INTENSIDAD SONORA NIS = 10 lg I/Io Valor normalizado de Io = W/m2 NIS = 10 lg. I/10-12 = 10 lg I (db) NIS = 10 lg I db c).- NIVEL DE PRESION SONORA N.P.S. = 10 lg P2/Po2 = 10 lg. (P/Po) = 20 lg P/Po Valor normalizado de Po = 2 x 10-5 N/m2 N.P.S. = 20 lg P/2 x 10-5 = 20 lg P + 94 (db) N.P.S. = 20 LG p + 94 (db)

10 MAXIMO NIVEL QUE SE PUEDE ALCANZAR EN (db) Si la presión sonora alcanzará un valor igual a la presión atmosférica (H), llegaríamos a máximo valor posible H = 10-5 (N/m2) N.P.S. máx. = 20 lg. H/Po = 20 lg 10-5 / N.P.S. máx. = 194 db SUMA DE DECIBELES Como se trata de magnitudes logarítmicas, los valores no se pueden sumar directamente. Por ejemplo: si una máquina produce 70dB y otra también produce 70 db, el nivel sonoro resultante no será 140 db, sino que deberá operarse así:

11 P 2 res = P P 2 2 Si P1 = P2 P 2 res = 2 P 2 Pres = P. 2, reemplazando en la fórmula: Como se ve en este caso, dos máquinas que producen 70 db cada una, en conjunto solo producen 73 db, es decir el N.P.S., solo se ve incrementado en 3 db.- SUPONGAMOS OTRO EJEMPLO: Tenemos una máquina en un recinto: -Medimos los db de fondo con la máquina parada: 78 db -Medimos los db con la máquina funcionando = 82 db Nuestra incógnita es: cuál es el nivel de ruido para la máquina funcionando sin ruido de fondo Para ello tenemos un gráfico que entramos con la diferencia de los dos valores

12 -El otro caso inverso sería: Cuanto va a aumentar el ruido ambiente cuando el de fondo es de 78 db y se introduce una máquina que produce 79,8 db Entrando en la curva con la diferencia 1.8 db, se lee abajo los db que deben sumarse al ruido de fondo, (4 db) = 82 db 79,8 + 2,2 = 82 db MEDIDOR DE NIVEL SONORO Es un instrumento básico para el higienista, este aparato sirve para detectar o medir niveles sonoros con los que evaluaremos los lugares de trabajo. El oído humano es muy complejo y si un sonido es emitido con igual intensidad pero con distinta frecuencia, el oído los percibirá como si uno fuera más fuerte que el otro. Veamos el gráfico donde esta el diagrama de bloque de un medidor de nivel sonoro.(m.n.s.).

13 Tiene un micrófono, transforma la señal acústica en señal eléctrica. Luego estas son amplificadas por el amplificador que está equipado con un atenuador calibrado en (db). A continuación tienen 3 filtros A, B y C cuyas respuestas se asemejan a la respuesta del oído humano. Finalmente posee un instrumento que nos permite leer el nivel en db. CURVAS DE COMPENSACION Se crean porque el oído humano oye muy mal los sonidos graves. A.- Se emplea entre 0 55 db B.- Se emplea entre db C.- Por encima de 85 db

14 COMO SE EFECTUA LA MEDICION? CURVA DE IGUAL SONORIDAD En las frecuencias bajas debe elevarse mucho el nivel sonoro para que el oído siga escuchando igual. ABSORCION SONORA Se basa en que al colocar un material poroso como aislante, la energía sonora penetra y es transformada en calor al rozar contra las paredes del material ABSORBENTES DE MENBRANAS Coeficiente de absorción = La = energía absorbida Li energía incidente = P 2 ii - P 2 r / P 2 i

15 SELECCIÓN DEL PROTECTOR 1.- Relevamiento Sonoro 2.- Selección 1)DIRECCIONALIDAD Factor de direccionalidad. Q=Po/ Pesf = Io / I esf. Po = presión sonora Pesf = presión si la fuente es esférica ID = 10 lg Q ID = índice de direccionalidad

16 2)DISTRIBUCION ESPECTRAL Tonos puros raramente 3)AUDICION Ley de Hooke Comparar con un sistema fisiológico Copiar de la fig. 8 y hablar del T.T.S. y P.T.S. 4)RANGO AUDITIVO (Infrasonido y ultrasonido) 5)CRITERIO DE EXPOSICION A INFRASONIDOS Ultrasonidos (fig. 13)

17 6)CURVAS ISOFONICAS Curvas de igual sonoridad, esto es lo que ha obligado a introducir correcciones en los aparatos de medición.- Citar la curva de compensación D para ruidos de turbinas de avión. 7)RUIDOS TEMPORALES 8)Cuando son los ruidos muy variables debe completarse la densidad espectral.- P 2 P 2 S f = P 2 / f f P 2 = 0 S(f)df f

18 9)En la actualidad hay instrumentos que dan integrados los ruidos impulsivos (N.S.C.E.) y se calcula mediante la siguiente fórmula: (N.S.C.E.) leq= lg P pico + 10 lg N- 10 lg K N= n total de impactos en la jornada K= l/t; donde T es la duración efectiva del impacto medido cuando la presión pico (P pico ) aha caído 0,37 de su valor inicial 10)Criterios para explosión diaria a ruidos impulsivos EXPOSICION AL RUIDO No son los niveles los que producen hipoacucias sino las dosis de energías sonora absorbida La teoría de IGUALDAD DE ENERGIA, sostiene que el daño es proporcional a la dosis acumulado a lo largo de la vida y no tiene en cuenta la capacidad de recuperación fisiológica.

19 LEQ= 10 lg [l/t 0 P(t)/ Po ]. dt LEQ= 10 lg Ati / T. 10 Li /10 Ejemplo del cálculo del nivel sonoro Cant. Eq. TEORIA DE: IGUALDAD DE EFECTOS. Basada en medir el TTS2, es decir la variación del umbral medida 2 después de la exposición. RUIDOS INTERMITENTES D= C 1 /T 1 + C 2 /T 2 + C 3 /T C n /T n 1 Ci = duración en tiempo Ti = tiempo permitido para ese nivel sonoro D = dosis de ruido