Prácticas de Acústica Aplicada a la Ingeniería. Dpto. Física aplicada I sonometría 1 SONOMETRÍA 1

Transcripción

1 SONOMTRÍA 1 Objetivos: Familiarizarse con los parámetros habituales utilizados en sonometría Realización práctica de medidas con un sonómetro Fundamento teórico Debido a que el rango de presiones acústicas detectadas por el oído humano es muy amplio (de 0x -6 a 00 Pa), y que la respuesta ante un estímulo externo, es aproximadamente logarítmica, para evaluar la intensidad del sonido se adopta una escala logarítmica. Teniendo en cuenta que la intensidad acústica es proporcional al cuadrado de la presión acústica, se define el nivel de presión acústica, asociado a un sonido: p log p p0 = donde p es el valor (rms) de la presión asociada a la onda sonora y p 0 = 0 µpa es la presión de referencia. a unidad del nivel de presión se denomina decibelio (db). Así, cero decibelios corresponde al valor de presión acústica más bajo, perceptible por el oído humano. l nivel de presión correspondiente a un sonido se puede medir mediante un sonómetro. a sonoridad, o sensación auditiva de un individuo, depende del nivel de presión y de la frecuencia. De forma que sonidos de igual nivel de presión, pero diferente frecuencia producen sensaciones diferentes, se agudiza para sonidos débiles, y disminuye para sonidos fuertes. Para que las medidas que se realicen representen el comportamiento del oído, es necesario corregir los valores del nivel de presión "real", por medio de unos factores, cuyos valores dependen del nivel y de la frecuencia del ruido que se mide. Para ello se han desarrollado tres escalas de ponderación frecuencial: A, B y C. a escala A para niveles bajos, es la más parecida a la percepción del oído humano, y por ello, la establecida por legislación actual, para la mayor parte de las medidas de niveles de contaminación acústica, diciéndose entonces que los niveles de presión indicados están en dba. a escala B (dbb) para niveles intermedios, es una de las menos utilizadas. a escala C (dbc) para sonidos de gran intensidad y los más graves. Tabla 1. Factores de ponderación para las frecuencias centrales de bandas de octava Frecuencia (Hz) 31, A (db) -39,4-6, -16,1-8,6-3, 0 1, 1-1,1-6,6 B (db) -17,1-9,3-4, -1,3-0,3 0-0,1-0,7 -,9-8,4 C (db) -3-0,8-0, , -0,8-3 -8, 5 os sonómetros integradores, traen incorporados filtros de ponderación frecuencial y, nos proporcionan directamente el valor el nivel de presión acústica ponderado según la escala seleccionada. Para un sonido evaluado a lo largo de un intervalo de tiempo T, se define la exposición,, como: 0 + = t T A t0 Su unidad es Pa s (en S.I.) ó Pa h (más práctica). s una magnitud proporcional a la energía recibida por unidad de área perpendicular a la dirección de incidencia de la onda sonora. p dt A partir de aquí, se define el nivel sonoro continuo equivalente, eq,t, como: 1 p = = dt 0 +, log log t T A eq T Tp t0 0 T p0 Representa el nivel de ruido constante que proporcionaría la misma exposición, (energía acústica recibida por el oído expuesto), que el nivel de presión acústica variable real existente durante ese período de tiempo. Salvo que se indique lo contrario se sobreentiende que se utiliza la ponderación frecuencial A. Se define el nivel de exposición sonora,, como: 0 + T = log = log t T pa dt p t0 0 p0 1

2 Representa el nivel sonoro que mantenido durante 1 tiene una energía equivalente A la energía acumulada durante el periodo de tiempo T de la medición. n el caso de que se estudie un suceso a lo largo de un tiempo T, compuesto por n sucesos acústicos de duraciones T 1, T,..., T n, cada uno de ellos, con un nivel continuo equivalente eq,1, eq,,..., eq,n respectivamente, el eq,t correspondiente a todo el periodo de medida estaría dado por:, 1 = log = log eq i Ti T i T eq, T Tp0 A lo largo del periodo de tiempo considerado, el nivel de ruido puede sufrir oscilaciones, siendo en unos instantes mayor que en otros. s 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, en términos relativos, que se supera durante el 90% del tiempo de medida. ste nivel se representa por 90 y suele utilizarse como fondo natural del lugar en que se mide. l fondo debe determinarse ya que su valor afecta al nivel de ruido total medido. De la misma forma, puede buscarse un valor más alto que sólo se supera el 50% del tiempo de medida, 50, o el % del mismo,. ste último, puede considerarse que aproximadamente representa el valor medio de los picos encontrados durante la medición. Así mismo, 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, es necesario medir el nivel de ruido ambos días, el primero se considera como valor de fondo y el nivel de ruido debido a la Actividad Ruidosa, eq,ar, se obtiene restando al nivel total el correspondiente al fondo. l sonómetro también permite hacer una ponderación en tiempo (velocidad con que son tomadas las muestras): lento (Slow), S : valor (rms) de aproximadamente un segundo, rápido (Fast), F : valor (rms) por 15 milisegundos, más efectivo ante las fluctuaciones y por Pico (Peak), Cp : mayor valor (rms) absoluto de la presión sonora instantánea (entre 50 y 0µs), con ponderación C. ste último se utiliza para evaluar el riesgo de daños en el oído, ante un impulso muy corto pero muy intenso. (1.1) Material: Método operativo - Sonómetro integrador con micrófono incorporado. - Calibrador sonoro - Trípode - Sistema de audio Antes y después de cada serie de medidas, es necesario realizar la calibración del sonómetro. as medidas de ruido ambiental deben realizarse en campo libre. Para evitar interferencias por reflexión, será necesario situar el sonómetro al menos a un metro del suelo, pared u obstáculo más próximo. 0. Características y calibrado del sonómetro. ea atentamente los manuales del sonómetro y del calibrador sonoro que se van a utilizar. Anote sus características técnicas (tipo, precisión, ) Sonómetro modelo tipo rango de medida tolerancia modelo tipo capacidad sensibilidad precisión Micrófono Correcciones de presión a campo libre Frecuencia (Hz) 31, Corrección (db) Calibrador modelo tipo frecuencia Niveles de presión tolerancia

3 Proceda a realizar el calibrado del sonómetro, indicando las correcciones que sean necesarias. Anote las lecturas de los correspondientes valores de calibración, A eq,t. - Corrección según tipo de micrófono - Corrección de presión atmosférica (p atm = ) corrección total Calibrador Sonómetro Proceso de calibrado 1. Determinación del niveles de presión acústica en decibelios (dba) 1.1. Mida, tres veces, eq,1 y los correspondientes, C p, 90, 50 y en presencia de ruido rosa. Ruido rosa 1 eq,1 (dba) (dba) C p (dbc) 90 (dba) 50 (dba) (dba) 1.. Mida, eq,5 y los correspondientes, C p, 90, 50 y en presencia del mismo ruido. Ruido rosa 1 eq,5 (dba) (dba) C p (dbc) 90 (dba) 50 (dba) (dba) 1.3. Mida, eq,1 y los correspondientes, C p, 90, 50 y en presencia de ruido rosa con otra potencia Ruido rosa eq,1 (dba) (dba) C p (dbc) 90 (dba) 50 (dba) (dba) 1.4. Mida, eq,1 y los correspondientes, Cp, 90, 50 y en presencia de los dos ruidos rosas actuando simultáneamente. Ruido rosa 1 + Ruido rosa eq,1 (dba) (dba) C p (dbc) 90 (dba) 50 (dba) (dba) 3

4 1.5. Mida, eq,1 y los correspondientes, C p, 90, 50 y en presencia de los dos ruidos rosas actuando simultáneamente durante 0 s y solo el ruido 1 en los 40 s restantes 0 s (Ruido rosa 1 + Ruido rosa ), seguido de 40 s ruido rosa 1 eq,1 (dba) (dba) C p (dbc) 90 (dba) 50 (dba) (dba) Realice las medidas dividiendo el periodo de tiempo total, en dos intervalos los 0 primeros y los 40 últimos. 0 s (Ruido rosa 1 + Ruido rosa ) seguido de 40 s ruido rosa 1 Intervalo T 1 correspondiente a los 0 s primeros eq,0 (dba) (dba) C p (dbc) 90 (dba) 50 (dba) (dba) Intervalo T correspondiente a los 40 s últimos eq,40 (dba) (dba) C p (dbc) 90 (dba) 50 (dba) (dba). Medida del ruido de fondo, realice las medidas sin actividad generadora de ruido. Ruido de fondo eq,1 (dba) (dba) C p (dbc) 90 (dba) 50 (dba) (dba) 3. Factores de ponderación frecuencial. Para cada una de las frecuencias de la tabla, mida eq,1' en ambas escalas, A y C Frecuencia (Hz) eq,a (dba) eq,c (dbc) Nota: Para realizar las medidas, seleccione en el sonómetro la ponderación frecuencial A y la función eq,t, presione run (en la pantalla del sonómetro aparecerá run) y transcurrido el tiempo T deseado, pulse stop. n la pantalla nos aparecerá el valor de la función seleccionada parpadeando. Para visualizar en pantalla los demás valores almacenados, seleccione, Cp y percentiles (pulsando perceptiles y, sin soltarlo, apretar el pulsador run/stop) para 90, 50 y. 4

5 Análisis de resultados 1. Suma de niveles de presión acústica en decibelios. Valores medios. a) Al estar utilizando una escala logarítmica, la suma, pt, de diferentes niveles de presión niveles de presión, p1, p,, pn, o el valor medio, p medio, correspondientes a dichos niveles los obtendremos como:,, = log p i y p T i p, medio, 1 = log p i n i respectivamente. Justifique las expresiones anteriores. b) Determine los valores medios de todos los niveles continuos equivalentes de presión medidos con el sonómetro. Qué procedimiento aproximado podemos utilizar en cada caso? c) Qué relación existe entre el nivel de exposición sonora y el nivel continuo equivalente? Compruebe d) Qué diferencia existe entre realizar la medida del nivel de presión sonora mediante períodos largos o por integración de períodos más pequeños? Compare e interprete los resultados obtenidos de las medidas realizadas en los apartados 1.1 y 1. e) Determine los niveles de presión y percentiles: 90, 50 y, correspondiente a la suma de los ruidos rosas 1 y, medidos en los apartados 1. y 1.3. Compare estos valores con los medidos en presencia de los dos ruidos simultáneos, apartado 1.4. f) Con los resultados de las medidas realizadas en el apartado 1.5, compruebe la ecuación (1.1) del fundamento teórico. Fondo de inmisión y estimación del nivel de ruido de una Actividad Ruidosa a) Determine los valores medios de los niveles de ruido de fondo medidos. b) stime el nivel de ruido debido a las actividades ruidosas, eq,ar, medidas en los apartados 1.1, 1.3 y Curvas de ponderación frecuencial a) Teniendo en cuenta los factores de corrección frecuencial, para las diferentes escalas de ponderación, dados en la tabla 1, determine el valor de eq real, sin ponderar, correspondientes a las medidas anteriores y comente los resultados Coinciden? Por qué? ecuencia (Hz) q (db) obtenido de eq,a q(db) obtenido de eq,c b) Represente eq,a frente al logaritmo de la frecuencia. Interprete la gráfica Qué sucede a f = Hz? Justifique. 5