MA MEDIOAMBIENTE. El impacto acústico en instalaciones industriales

Transcripción

1 MA MEDIOAMBIENTE El impacto acústico en instalaciones industriales Tradicionalmente el impacto asociado al funcionamiento de las instalaciones industriales ha tenido una consideración menor si se tiene en cuenta otros potenciales efectos propios de la actividad industrial, como la afección a la calidad del aire, la generación de residuos o la contaminación de acuíferos. No obstante lo anterior, en los últimos tiempos ha venido cobrando un importante protagonismo la repercusión de la puesta en marcha de plantas industriales sobre los niveles acústicos de las zonas en las que estas se localizan. A. Pérez Garrido Jefe de Área de Modelizaciones Ambientales. División de Medio Ambiente. INERCO P. Flores Domínguez- Rodiño Director - Gerente. INERCO Acústica 32 Industria Química Junio 2013

2 El impacto acústico en instalaciones industriales Esta situación ha venido impuesta sin duda por un fuerte impulso normativo que, si bien ya tenía una importante tradición en países con políticas de evaluación de impacto consolidadas, ha ganado una importante vigencia en el grupo de países denominados emergentes. En este marco es en el que surge la necesidad de tener en cuenta (incluso en fases muy temprana de proyecto) el potencial de alteración sobre los niveles acústicos que pueden ser inducidos por las instalaciones industriales. Así, se hace imprescindible la evaluación de la afección sonora de los proyectos, cuyo enfoque práctico debe orientarse en función de la finalidad perseguida: Estudios para fases iniciales de diseño. Este tipo de estudios se centran en el análisis de configuraciones o implantaciones en fases tempranas del proyecto, de manera que se considere desde el punto de vista acústico la compatibilidad con los futuros límites que los nuevos equipos (e incluso el tráfico inducido, si lo hubiere) deban cumplir. Este tipo de estudios está basado en la modelización de múltiples alternativas, de manera que, finalmente, se optimice la implantación de los equipos, se determinen las especificaciones acústicas a requerir a los suministradores, o se incluyan en los presupuestos la ejecución de determinadas medidas correctoras. Este tipo de estudios, propios de las fases de licitación de ingenierías, es especialmente relevante a la hora de introducir las partidas correspondientes a medidas correctoras o a equipos de especiales características acústicas, cuestión que, de no ser tenida en cuenta, puede dar lugar a importantes desviaciones presupuestarias en proyectos como los contratados bajo la modalidad llave en mano (EPC). Estudios para procedimientos de permitting. Este tipo de estudios están destinados a integrar, desde el punto de Figura 1. Reconstrucción 3D del lay-out de una instalación de generación eléctrica vista acústico, la información exigible al promotor en determinadas figuras de procedimiento (estudios de impacto ambiental, autorizaciones ambientales integradas, por ejemplo). En este tipo de estudios es habitual que la flexibilidad para modificar el proyecto sea más limitada que en el caso anterior, por lo que las posibilidades para lograr el cumplimiento de límites suelen ser más reducidas, caso de ser necesarias. En cualquier caso, el objetivo de este tipo de trabajos conlleva el amoldamiento a una serie de contenidos usualmente predefinidos y, en cualquier caso, la justificación del futuro cumplimiento de límites, con propuestas de campañas de medida a posteriori para la verificación de tal extremo. Estudios para especificaciones acústicas en el proceso de adquisición de equipos. Este tipo de estudios están destinados a definir las especificaciones acústicas que deben considerarse para los distintos equipos de un proyecto en el proceso de compra de los mismos. En esta etapa, que habitualmente comienza tras finalizar el permitting, el diseño del proyecto está avanzado y se trata de definir con detalle el conjunto de especificaciones acústicas a requerir para cada equipo en el momento de su compra, de manera que se garantice el cumplimiento de los niveles acústicos legalmente aplicables en el entorno del proyecto. Este tipo de estudios está basado en la modelización de múltiples combinaciones de especificaciones y, en ocasiones, ubicaciones de equipos, de manera que, finalmente, se generen un conjunto de especificaciones acústicas que permitan cumplir la legislación de ruidos aplicable con el menor coste posible para el proyecto. Estudios de medidas correctoras. Este tipo de servicios es usualmente solicitado ante el caso de instalaciones existentes y en operación que dan lugar a niveles acústicos no compatibles con los límites establecidos, tanto en materia medioambiental como en materia de seguridad e higiene en el trabajo. En estos casos los estudios están dedicados fundamentalmente a delimitar cuál o cuáles de los emisores existentes son los responsables de las hipotéticas superaciones, así como a definir qué niveles de presión acústica máximos no deben sobrepasar los focos en cuestión y/o, alternativamente, qué medidas de control o atenuación deben implantarse. El desarrollo de este tipo de trabajos se afronta mediante el empleo de Industria Química 33

3 MEDIOAMBIENTe Figura 2. Representación típica de líneas isófonas software específico de cálculo. Así, se recurre al empleo de modelos suficientemente contrastados y de reconocido prestigio que permiten trabajar con varios métodos de cálculo, entre los que se encuentra el método basado en la Norma ISO (ruido industrial) y el método de cálculo XPS/NMPB (ruido por tráfico rodado); métodos de cálculo propuestos en la Recomendación de la Comisión de 6 de agosto de 2003 relativa a las orientaciones sobre los métodos de cálculo provisionales revisados para el ruido industrial, procedente de aeronaves, del tráfico rodado y ferroviario, y los datos de emisiones correspondientes y en el Anexo II del Real Decreto 1513/2005, de 16 de diciembre, por el que se desarrolla la Ley 37/2003, de 17 de noviembre, del Ruido, en lo referente a la evaluación y gestión del ruido ambiental. El software antes mencionado permite tener en cuenta en las modelizaciones aspectos tan importantes como la topografía de la zona, mediante la introducción de un Modelo Digital Terrestre (MDT) de la misma o la influencia de la rosa de vientos característica de la zona, lo que es fundamental, por ejemplo, para el caso de parques eólicos o en aquellos proyectos donde medien amplias distancias entre los focos emisores y los emplazamientos donde deben verificarse los límites de ruido. En función del país o de la región pueden limitarse al perímetro de las instalaciones y/o a fachadas de edificaciones más o menos próximas. Como datos de partida se consideran el listado de equipos, así como su localización, dimensiones y niveles de potencia acústica (o de presión determinada a una cierta distancia, preferiblemente por frecuencias), siendo lo habitual trabajar con distintas implantaciones alternativas, puesto que no debe olvidarse que la primera medida correctora a tener en cuenta es la propia distribución de los equipos y, siempre que sea posible, la elección de un buen lay-out en un momento en el que el proyecto está abierto puede suponer un importante ahorro económico (Figura 1). Una cuestión importante a tener en cuenta es que en no pocos casos la disponibilidad de determinados datos es muy limitada, por lo que es fundamental el contar con un equipo de trabajo con amplia experiencia que pueda aportar estimaciones objetivas, basadas en el desarrollo de numerosos proyectos, que posibiliten minimizar la incertidumbre en los resultados finales ante la ausencia de datos cuya estimación a priori puede ser razonablemente solucionada. Esta situación es típica en el caso de las especificaciones acústicas de equipos en fases muy avanzadas de proyecto, por lo que disponer de completas bases de datos de espectros de potencia sonora, alimentada a través de años de experiencia como laboratorio acústico que permitan caracterizar las emisiones, se convierte en una herramienta de máxima importancia. Esta experiencia cobra también especial relevancia a la hora de la propuesta de medidas correctoras a abordar, puesto que las sugerencias a realizar deben ser factibles y realmente implementables (desde un punto de vista del análisis coste-beneficio), de modo que las soluciones planteadas no se alejen de lo realmente viable. En caso de que se requiera modelizar los niveles sonoros generados por unas instalaciones existentes, se puede abordar la caracterización de emisión acústica de los equipos que conforman la instalación mediante los requisitos de la Norma ISO 1996:2 y selección de puntos medidas realizadas conforme a ISO 3744 e ISO 3746 (estimación de niveles de potencia sonora a partir de medidas de presión sonora). Este tipo de análisis es el apropiado cuando se desea conocer cuáles son los focos emisores responsables de los mayores niveles de ruido en el entorno de una instalación existente, para posteriormente proponer medidas acústicas correctoras con el fin mitigar el impacto de dichos focos. Todos los resultados obtenidos en las modelizaciones realizadas son presentados mediante tablas e isófonas sobre cartografía de la zona a escala adecuada (Figura 2). Análisis de sensibilidad de las medidas acústicas Un uso experimentado de los modelos de predicción sonora permite no sólo tener una clara representación gráfica de la radiación sonora en forma de curvas isófonas, sino que son una valiosa herramienta para llevar análisis de sensibilidad del comportamiento de soluciones constructivas 34 Industria Química Junio 2013

4 El impacto acústico en instalaciones industriales y de soluciones correctoras a problemas de ruidos. Rara vez la solución acústica es única, por lo que la experiencia en la adecuación a cada problema de ruidos, en la optimización de tiempos y de recursos económicos, son factores siempre a considerar. Estos análisis de sensibilidad acústicos permiten cuantificar técnica y económicamente la implicación de cada solución constructiva, reduciendo riesgos futuros y permitiendo optimizar la inversión económica. No obstante, la facilidad de manejo de los modelos de cálculos acústicos mediante software está reñida con la dificultad que conlleva modelizar elementos de control pasivo del ruido. Al trabajar a escala real estos modelos, implantar medidas de control de ruido implica conocer no sólo las limitaciones físicas de la implantación de cualquier medida, como, por ejemplo, podría ser la ubicación de una pantalla acústica, su forma, longitud y altura, sino que esta información debe de ser complementada con la introducción del comportamiento acústico de estos elementos (índices de aislamiento acústicos, índice de absorción sonora). La incertidumbre propuesta por los algoritmos de cálculos en los que se basan los modelos de predicción sonora están cuantificada tradicionalmente en 3 dba; sin embargo, si estamos utilizando estas técnicas para analizar medidas correctoras de ruido, será imprescindible calibrar cada modelo, específicamente cada caso. Un factor clave en la calibración de los modelos acústicos es la experiencia del equipo técnico. Estos equipos conocen la dificultad de introducir dentro del modelo no sólo los espectros sonoros de cada fuente principal de ruido, sino, sobre todo, la directividad de la radiación sonora, dado que ésta influye en la tipología de fuente sonora (puntual, lineal y/o superficial), en la cantidad de las mismas, su ubicación física y dimensiones, a fin de que éstas representen fielmente Figura 3. Figura 4. Industria Química 35

5 MEDIOAMBIENTe Figura 5. Figura 6. la realidad sonora del entorno analizado. En muchas ocasiones, aun disponiendo de equipos con una gran experiencia, con vastos conocimientos de las fuentes ruidosas y extensas bases de datos de espectros sonoros, se hace imprescindible el uso de mediciones sonoras in situ para validar los modelos acústicos. Una vez validada en forma de mapas de ruidos (a través de isófonas) la realidad que nos cuantifica y cualifica la necesidad de implementar medidas correctoras para reducir el ruido, es el momento de poder analizar el comportamiento esperado de la implantación de medidas de control del ruido (Figura 3 y 4). Existen tres grandes vías para reducir los niveles de ruido en un determinado receptor: actuar sobre la fuente, actuar sobre el medio, o bien actuar sobre el receptor. Las normativas medioambientales y normativas de prevención del ruido en el puesto de trabajo son claras, transmitiendo directrices en este sentido: actuar sobre el receptor del ruido (sea un puesto de trabajo o bien un edificio) debe de ser la última alternativa de solución correctora. Por lo tanto, se deberá trabajar en reducir la emisión sonora de las fuentes y del medio de transmisión: los modelos de cálculo en los que se basan los software de simulación acústica permiten actuar en este sentido. La familia de Normas Internacionales UNE EN ISO es una referencia imprescindible para entender la modelización de las fuentes de ruido, y son la base para poder introducir el comportamiento de los elementos de control del ruido. En ellas podemos encontrar, entre otros aspectos, cómo calcular la radiación acústica de un edificio considerando los elementos que componen los cerramientos y la cubierta (influencia de las puertas, ventanas y elementos de ventilación, así como de la superficie de radiación), aspectos fundamentales a tener en consideración desde un punto de vista medio ambiental cuando la fuente de ruido que estamos tratando de modelar está ubicada dentro de un edificio: por ejemplo, una sala de motores o una sala de turbinas, en donde modelaremos el ruido de estos mediante la radiación de un edificio, como mínimo representado en cinco (5) superficies radiantes, y no como una fuente puntual que pudiera representar a la emisión de la turbina (Figuras 5 y 6). Modelización de medidas de control pasivo del ruido El uso de modelos de predicción sonora permite predecir el comportamiento acústico de las medidas correctoras, y, por lo tanto, representar los resultados previstos de introducir estos cambios dentro del modelo base. En las fachadas y cubierta de las edificaciones que encierran a los focos de ruidos deberán de analizarse no sólo el aislamiento acústico de los paramentos ciegos (tipología de paramentos verticales y de cubiertas), sino, sobre todo, el comportamiento acústico de las puertas y ventanas (su necesidad de que éstas tengan un grado mínimo de aislamiento acústico), y de los sistemas de ventilación de estos (necesidad de que existan 36 Industria Química Junio 2013

6 El impacto acústico en instalaciones industriales silenciadores y/o rejillas acústicas para la aspiración y descarga de aire), e incluso de la extracción de gases (silenciadores en los escapes de motores de combustión, silenciadores en las chimeneas de las calderas ). Si modelizamos el nivel sonoro generado en el interior de un recinto, deberemos de ser capaces de representar mediante modelos la contribución de la energía acústica reflejada, así como el efecto que controlar la misma tendría en la emisión sonora (por ejemplo, el uso de bafles absorbentes permitirá reducir el nivel de potencia del recinto, dado que reduciremos la cantidad de energía radiada por cada paramento en su origen y, muy posiblemente, el espectro sonoro) (Figuras 7 y 8). En la utilización de cerramientos y cabinas acústicas como medidas correctoras debemos de tener siempre en consideración las directrices de la Norma UN EN ISO XX, no sólo en la definición de comportamiento acústico de los elementos que componen los mismos (la tipología de paneles acústicos, la tipología de puertas y visores acústicos, silenciadores..), sino, sobre todo, en el comportamiento práctico de estas soluciones y de cómo las dimensiones y los defectos constructivos afectan al rendimiento acústico de la solución. Cuando simulemos fuentes de ruidos de origen industrial ubicadas en espacios exteriores debemos de ser muy precisos en la forma de representar estos focos de ruidos, así como en la descripción de las medidas correctoras a implementar. Por ejemplo, recomendar la necesidad de colocar un determinado silenciador para reducir la emisión sonora en una descarga de fluidos implica ubicar físicamente este nuevo elemento, introducir el nuevo espectro de potencia sonora que esta fuente representa dentro del modelo (considerando la atenuación acústica de este elemento de control pasivo del ruido, así como su limitación por ruido regenerado), y analizar la nueva directividad sonora. Reunir todas estas tipologías de medidas correctoras de forma individual (mejorar aislamientos acústicos de soluciones constructivas y de elementos que componen la edificación, reducir energía reflejada mediante absorción, implantar silenciadores, cerramientos y cabinas acústicas, ), e implementarlas dentro de los modelos de predicción sonora, es una técnica muy avanzada que permite llevar a cabo un análisis comparativo del resultado en dba, esperado de cada una de ellas y del coste económico individual y conjunto de cada solución. Es decir, esta metodología resume el alcance de la asistencia técnica que una ingeniería acústica ofrece cuando es requerida para diagnosticar y diseñar soluciones a problemas de ruidos. Entender los resultados de los modelos acústicos Las salidas gráficas de los modelos de simulación acústica en forma de curvas isófonas representan los db o los Figura 7. Figura 8. dba acorde con las directrices de la Norma UNE EN ISO Estas deben de ser entendidas como niveles de presión sonora esperados a partir de la definición de un entorno físico y de unas fuentes de ruidos. Las actuales normativas acústicas medioambientales internacionales requieren de un análisis más profundo de estos resultados a la hora de evaluar el cumplimiento de los límites normativos, dado que todas ellas tienen en consideración dos aspectos fundamentales que influyen la valoración final. El primero de ellos es el espacio temporal de tiempo en el que se realizan las valoraciones acústicas: normalmente utilizamos como índice de valoración acústicos el nivel continuo equivalente (LAeq(t)). Los límites establecen diferentes valores cuantitativos para espacios temporales de un (1) año, 24 horas, o bien un determinado momento o instante (puede ser de 5 segundos o bien de Industria Química 37

7 MEDIOAMBIENTe Figura 9. Identificación de penalización Kt por existencia de componentes tonales armónicas 10 / 15 minutos según cada normativa). Todos ellos deben de cumplirse para garantizar el cumplimiento normativo. Sin embargo, dependiendo de la hora, el día, el ciclo productivo, las condiciones meteorológicas y otros aspectos varios, los focos de ruidos varían; aspectos que, por lo tanto, debemos de considerar a la hora de modelizar una situación acústica cuando representemos la variabilidad de cada fuente de ruido. El segundo considerando en el que debemos siempre de insistir es en la necesidad de valorar las posibles penalizaciones por tipologías de ruidos: penalizaciones por ruidos con claras componentes predominantes de baja frecuencia, penalizaciones por ruidos tonales y penalizaciones por ruidos impulsivos. Estas penalizaciones pueden llegar incluso a los 9 dba, dependiendo de la normativa de aplicación, y, por lo tanto, deben de considerarse en toda representación y valoración acústica medio ambiental. La presentación en forma de mapa de ruidos no permite tener en cuenta esta consideración para todo un entorno físico representado, por lo que estos deberán siempre complementarse con valoraciones individuales de forma numérica (dba) y espectral (Hz) para los receptores que se identifiquen como representativos, y valorar en ellos los índices Lk(t), que incluyen mencionadas penalizaciones (Figura 9). 38 Industria Química Junio 2013