Curso básico principios de acústica Bejar, noviembre Stefano Pedersoli Raquel Sorribas Panero

Transcripción

1 Curso básico principios de acústica Bejar, noviembre 2013 Stefano Pedersoli Raquel Sorribas Panero

2 sonido y percepción que es el sonido y como funciona el oído parámetros del sonido como describir el sonido 0índice parámetros de medida como medir el sonido cálculos básicos como calcular niveles sonoros globales administración y ruido competencias de las administraciones 2

3 sonido y 1percepción naturaleza del sonido sonido y presión sonora formación de la onda sonora anatomía del oído humano conformación del oído efectos de la exposición al ruido introducción al decibelio medida logarítmica escala de valores 3

4 naturaleza del sonido oído RECEPCIÓN medio de transmisión PROPAGACIÓN fuente sonora CREACIÓN que es el sonido? es una sensación auditiva debida a ondas sonoras producidas por la vibración de un cuerpo 4

5 formación de la onda sonora un objeto viene golpeado y vibra las oscilaciones desplazan el aire a su alrededor el movimiento se transmite a otras moléculas la onda llega hasta el receptor 5

6 formación de la onda sonora 6

7 formación de la onda sonora 7

8 sonido y presión sonora 8

9 anatomía del oído humano 9

10 oído externo A. pabellón auricular B. conducto auditivo A B funciones: 1. recibir y encauzar las ondas sonoras hacia el oído medio 2. proteger el oído medio minimizando la distancia con el cerebro 10

11 B oído medio A. tímpano B. huesecillos C. trompa de eustaquio A C funciones: 1. transformar las ondas sonoras en movimientos mecánicos 2. transmitir el movimiento al oído interno amplificando las ondas sonoras 11

12 oído interno A. cóclea/caracol A funciones: 1. transformar los movimientos mecánicos en impulsos eléctricos 2. dirigir las señales eléctricas hacia el cerebro 12

13 funcionamiento del oído 13

14 funcionamiento del oído 14

15 efectos fisiológicos auditivos presbiacusia perdida auditiva natural con la edad trauma acústico impactos y explosiones música, ruido, trabajo efectos de otras sustancias perdida auditiva debida al empleo de medicamentos ototóxicos daños irreversibles daños reversibles en el breve tiempo daños irreversibles a largo plazo 15

16 presbiacusia perdida media auditiva en las mujeres 16

17 presbiacusia perdida media auditiva en los hombres 17

18 presbiacusia perdida auditiva natural con la edad que provoca un paulatino desplazamiento del umbral de audición 1)empieza entorno a los 30 años 2)más acentuada en los hombres 3)perdida auditiva paulatina e irreversible 4)más acentuada en altas frecuencias 18

19 trauma acústico daño reversible desplazamiento temporal del umbral 19

20 trauma acústico daño irreversible desplazamiento permanente del umbral 20

21 trauma acústico daño irreversible evolución audiométrica típica 21

22 trauma acústico daño irreversible evolución audiométrica típica hipoacusia (a) (b) (c) perdida de audición en frecuencias no utilizadas en la vida de relación, o de ser de poca intensidad, y que no producen una sensación subjetiva de anormalidad sordera (d) perdida subjetiva de audición que dificulta la vida de relación cofosis (e) perdida total de audición 22

23 trauma acústico perdida auditiva debido a un trauma que provoca un repentino desplazamiento del umbral de audición de forma permanente 1)puede causar pitidos, torpeza auditiva y también sordera 2)comienza en frecuencias altas 3)depende de la susceptibilidad del individuo 4)depende del nivel sonoro del sonido, de su espectro y del tiempo de exposición 23

24 efectos no fisiológicos efectos laborales 1)interferencia con la comunicación hablada 2)dificultad de concentración 3)enmascaramiento de señales de alarma efectos psicológicos 1)efectos negativos sobre el descanso y el sueño 2)mal estado de animo, ansiedad y stress 3)cambios de humor y distracción 24

25 introducción al decibelio el decibelio (db) es la decima parte del Belio, así llamado en honor a Alexander Graham Bell. cualquier cantidad podría medirse en decibelios, por ejemplo el nivel de estatura humana: 25

26 introducción al decibelio el decibelio se emplea haciendo referencia a la presión del aire (Pa) medida respecto a una presión de referencia (P 0 ) 26

27 introducción al decibelio porque se usa una medida logarítmica? 1)porque la sensibilidad que presenta el oído humano a las variaciones de la intensidad sonora sigue una escala logarítmica y no lineal 2)porque se tiene que abarcar un rango de valores con grandes diferencias desde 20µPa hasta 200Pa 27

28 medida logarítmica sensibilidad del oído sigue una escala logarítmica ley psicofísica de Weber-Fechner establece una relación cuantitativa entre la magnitud de un estimulo físico y como este es percibido por el hombre estimulo físico relación vista oído sensación producida 28

29 medida logarítmica 29

30 medida logarítmica abarcar un gran rango de valores en otros campos se emplean escalas logarítmicas: fenómeno valor medido escala de medición símbolo terremotos energía liberada escala Richter ML acidez actividad de iones de hidrogeno potencial de hidrogeno ph sonido presión sonora decibelio db 30

31 medida logarítmica 31

32 medida logarítmica 32

33 33

34 parámetros 2del sonido intensidad cuanto fuerte es el sonido frecuencia cual es la tonalidad del sonido tiempo como varía el sonido en el tiempo tipología de sonidos como se puede clasificar un sonido 34

35 intensidad pregunta: cuanto fuerte es el sonido? descriptor: nivel de presión sonora (NPS) se expresa en Decibelios (db) describe la fuerza del sonido cuando llega al oído -3 db sonido bajo sonido original + 3 db sonido alto 35

36 frecuencia pregunta: cuanto cual es la tonalidad del sonido? descriptor: espectro frecuencial se expresa en Hercios (Hz) describe cuanto es grave o agudo un sonido 250 Hz tono grave 1000 Hz tono medio 3500 Hz agudo 36

37 frecuencia 37

38 frecuencia 38

39 frecuencia 39

40 frecuencia 40

41 tiempo pregunta: como varia el sonido en el tiempo? descriptor: variación de nivel de presión sonora en el tiempo se expresa en segundos (s) describe la variación del sonido en el tiempo continuo uniforme continuo fluctuante discontinuo 41

42 tipología de sonidos con respecto a su variación en el tiempo se pueden clasificar los ruidos como: ruido continuo es aquel ruido que se manifiesta ininterrumpidamente durante más de cinco minutos ruido discontinuo es aquel ruido que se manifiesta de manera esporádica y tiene una corta duración 42

43 tipología de sonidos ruido continuo-uniforme es aquel ruido continuo cuyo nivel de presión acústica se mantiene constante o bien los límites en que varía difieren en menos de 3 dba ruido continuo-variable es aquel ruido continuo cuyo nivel de presión acústica varía entre unos límites que difieren entre 3 y 6 dba ruido continuo-fluctuante es aquel ruido continuo cuyo nivel de presión acústica varía entre unos límites que difieren en más de 6 dba 43

44 parámetros 3de medida nivel de presión sonora cuales son los indicadores que se emplean para describir un sonido ponderaciones frecuenciales que son las curvas de ponderación y como se emplean 44

45 nivel de presión sonora (NPS) existen diferentes indicadores que son importantes en la definición del nivel de presión sonora: nivel instantáneo L p ó SPL nivel pico máximo nivel pico mínimo nivel continuo equivalente L peak max L peak min L eq nivel de exposición sonora L E ó SEL nivel máximo nivel mínimo L max L min 45

46 ponderación temporal existen 2 ponderaciones temporales que difieren por la promediación de los valores medidos en el tiempo promediación lineal promedia por igual toda la señal acústica registrada a lo largo del tiempo de medición L p L peak max L peak min L eq L E ó SEL promediación exponencial se da mayor importancia a las ultimas señales registradas con respecto a las mas antiguas L max L min 46

47 nivel instantáneo (L p ) o (SPL) es el nivel de presión sonora muestreado durante el segundo anterior a la actualización de la pantalla del sonómetro parámetro mas habitual que presentan los sonómetros en sus pantallas en tiempo real 47

48 nivel instantáneo (L p ) o (SPL) 48

49 nivel pico máximo (L peak max ) es el nivel de presión sonora instantáneo máximo registrado desde el comienzo de la medida nivel pico mínimo (L peak min ) es el nivel de presión sonora instantáneo mínimo registrado desde el comienzo de la medida 49

50 nivel pico (L peak max ) y (L peak min ) 50

51 nivel continuo equivalente (L eq ) es el nivel del cuadrado de la presión sonora promediado a lo largo del intervalo de tiempo de la medición promedio de los valores a lo largo del tiempo de medición suma de todos los valores P/P0 durante el tiempo de medición 51

52 nivel continuo equivalente (L eq ) 52

53 nivel continuo equivalente (L eq ) el nivel continuo equivalente L eq tiene la misma cantidad de energía sonora que el ruido variable en el mismo periodo de tiempo las dos aéreas grises son energéticamente equivalentes 53

54 nivel de exposición sonora (L E ) es el nivel del cuadrado de la presión sonora promediado a lo largo del intervalo de tiempo de la medición pero reconducido a la duración de T0=1 segundo promedio de los valores a lo largo del tiempo estándar de 1 segundo 54

55 nivel de exposición sonora (L E ) 55

56 nivel de exposición sonora(l E )(SEL) el nivel de exposición sonora L E o SEL tiene la misma cantidad de energía sonora en un segundo que el ruido variable las dos aéreas grises son energéticamente equivalentes 56

57 índices ponderación lineal 57

58 nivel máximo (L max ) es el nivel de presión sonora máximo de una serie de valores promediados en un pequeño arco de tiempo nivel mínimo (L min ) es el nivel de presión sonora mínimo de una serie de valores promediados en un pequeño arco de tiempo 58

59 nivel máximo y mínimo (L max ) (L min ) 59

60 tiempo medición 60

61 ponderaciones frecuenciales el oído humano no es igual de sensible a sonidos con diferentes tonalidades bajas frecuencias poca sensibilidad frecuencias medias máxima sensibilidad altas frecuencias poca sensibilidad tratando de aproximarse lo más posible al comportamiento del oído humano unos estudios han trazado las curvas de nivel de igual sonoridad 61

62 ponderaciones frecuenciales curvas isofónicas de Fletcher y Munson 62

63 ponderaciones frecuenciales las curvas de ponderación se han creado para aproximar los instrumentos de medición a la respuesta del oído humano db nivel de presión sonora describen el fenómeno físico db con ponderación frecuencial describen los niveles de sonoridad existentes se acerca la medición a la sensación humana 63

64 ponderaciones frecuenciales curva de igual sonoridad de 40 phonios 64

65 ponderaciones frecuenciales la curva de ponderación A se crea a partir de la curva isofónica de 40 phonios 65

66 ponderaciones frecuenciales 66

67 ponderaciones frecuenciales A B C D Z sonidos de bajo nivel de presión acústica empleada para ruido ambiental, industrial, de fondo sonidos de nivel de presión acústica intermedio empleada para mediciones de niveles de escucha musical sonidos de alto nivel de presión acústica empleada para mediciones de bajas frecuencias sonidos de muy alto nivel de presión acústica empleada para ruidos aeronáuticos ningún tipo de ponderación los valores medidos no sufren ninguna corrección 67

68 ponderación frecuencial A 68

69 ponderación frecuencial A 69

70 ponderación frecuencial C 70

71 ponderación frecuencial C 71

72 ponderaciones frecuenciales A y C 72

73 ponderaciones frecuenciales A y C 73

74 resumen índices y ponderaciones 74

75 cálculos 4básicos operaciones con logaritmos como ejecutar cálculos sencillos con logaritmos tablas de ayuda herramientas de ayuda para el calculo de niveles globales ejemplos prácticos calculo de niveles globales paso a paso 75

76 sumas y restas energéticas siendo los niveles sonoros valores logarítmicos, sumas y restas entre decibelios no son sencillas fuente sonora 1 L 1 fuente sonora 2 L 2 = 58 db = 51 db = L total L 1 + L = 109 = L total L 1 - L = 7 =59 db =57 db 76

77 sumas energéticas 77

78 sumas energéticas fuente sonora 1 L 1 fuente sonora 2 L 2 = 58 db = 51 db = L total L 1 + L =

79 sumas energéticas L 1 L total L 1 L total = L 1 + L 1 = L db 79

80 restas energéticas 80

81 restas energéticas fuente sonora 1 L 1 fuente sonora 2 L 2 = 58 db = 51 db = L total L 1 + L = 7 81

82 L 1 restas energéticas L 1 (L 1 + 3) L total L total L total = (L 1 + 3) - L 1 = L 1 82

83 suma de niveles L 1 L 2 = 55,4 db = 62,9 db L t =? 83

84 suma de niveles L 1 L 2 = 55,4 db = 62,9 db DL = 7,5 db L + = 1,3 db = 64,2 db L t 84

85 diferencia de niveles L fuente+fondo = 75,8 db L fondo = 72,3 db L fuente =? 85

86 diferencia de niveles L fuente+fondo = 75,8 db L fondo = 72,3 db DL = 3,5 db L - = 2,6 db = 73,2 db L fuente 86

87 promedio de niveles L 1 L 2 = 83,8 db = 76,3 db L promedio =? 87

88 promedio de niveles L 1 L 2 = 83,8 db = 76,3 db DL = 7,5 db L + = 6,8 db = 83,1 db L t 88

89 ejemplo 1 89

90 ejemplo 1 90

91 ejemplo 1 91

92 ejemplo 1 92

93 ejemplo 1 93

94 ejemplo 1 94

95 ejemplo 1 95

96 ejemplo 1 96

97 ejemplo 1 97

98 ejemplo 1 98

99 ejemplo 2 99

100 ejemplo 2 100

101 ejemplo 2 101

102 ejemplo 2 102

103 ejemplo 2 103

104 ejemplo 2 104

105 ejemplo 2 105

106 ejemplo 2 106

107 ejemplo 2 107

108 ejemplo 2 108

109 conclusiones sobre los ejemplos 109

110 administración 5y ruido legislación sobre ruido marco normativo sobre ruido ambiental administraciones y ruido competencias y actividades de las Administraciones Publicas respecto al ruido control de actividades especificaciones para realizar mediciones acústicas de actividades 110

111 legislación sobre ruido Europea Directiva 2002/49/CE del Parlamento Europeo Estatal Ley 37/2003, del Ruido Real Decreto 1513/2005 desarrollo de la Ley 37/2003 en lo referente a la evaluación y gestión del ruido ambiental Real Decreto 1367/2007 desarrollo de la Ley 37/2003 en lo referente a zonificación acústica, objetivos de calidad y emisiones acústicas 111

112 legislación sobre ruido Autonómica Ley 5/2009, del ruido de Castilla y León Ayuntamiento Ordenanza municipal para la protección del ambiente contra las perturbaciones por la contaminación acústica regula la actuación municipal para la protección del ambiente contra las perturbaciones por la contaminación acústica dentro del municipio de Béjar 112

113 administraciones publicas y ruido articulo 25 de la Ley 5/2009 las Administraciones Públicas competentes velarán para que: a) se adopten todas las medidas adecuadas de prevención de la contaminación acústica b) no se supere ningún valor límite aplicable 113

114 administraciones publicas y ruido articulo 25 de la Ley 5/2009 las Administraciones Públicas competentes aplicarán las previsiones contenidas en la legislación sobre: a) actuaciones relativas a la autorización ambiental y a la autorización de inicio de la actividad. b) actuaciones relativas a la evaluación de impacto ambiental c) actuaciones relativas a la licencia ambiental y a la licencia de apertura d) actuaciones relativas a la concesión de licencia de primera ocupación de un edificio e) resto de las autorizaciones, licencias y permisos que habiliten para el ejercicio de actividades o la instalación y funcionamiento de equipos y máquinas susceptibles de producir contaminación acústica 114

115 control acústico en edificación articulos 28 y 29 de la Ley 5/2009 art 28 - condiciones acústicas previamente a la concesión de nuevas licencias de construcción de edificaciones destinadas a viviendas, usos hospitalarios, asistenciales, educativos o culturales, el promotor deberá presentar un estudio acústico que determine los niveles sonoros ambientales existentes en la parcela donde se ubicará el edificio. art 29 - comprobaciones acústicas para obtener la licencia de primera ocupación de un edificio, el promotor deberá presentar un informe de ensayo que justifique que se cumple «in situ» con los aislamientos acústicos exigidos 115

116 control acústico de actividades articulos 30 y 43 de la Ley 5/2009 art 30. actividades y proyectos sujetos a autorización ambiental, licencia ambiental o evaluación de impacto ambiental se presentará un proyecto acústico junto a la correspondiente solicitud de autorización o licencia ambiental art 31. obras de construcción La medición de los niveles sonoros en el exterior se realizará a 5 metros de distancia de la ubicación de la obra o en el exterior del recinto afectado por la obra, y en ningún momento podrán sobrepasarse los 90 db(a) 116

117 control acústico de actividades articulos 30 y 43 de la Ley 5/2009 art 32. infraestructuras art 33. locales en los que se produzcan ruidos de impacto art 34. equipos y maquinaria art 35. actividades de carga, descarga y reparto art 36. limpieza viaria y recogida de residuos art 37. contenedores art 38. fuentes sonoras domésticas 117

118 control acústico de actividades articulos 30 y 43 de la Ley 5/2009 art 39. animales domésticos art 40. espacios destinados a reuniones, espectáculos o audiciones musicales en el interior de cualquier espacio, abierto o cerrado, destinado a espectáculos o audiciones musicales, como discotecas, salas de fiesta y similares, se prohíbe la superación de un nivel de presión acústica de 95 db(a) cuando se autorice por la Administración Pública la superación de un valor de 90 db(a), en el acceso del referido espacio se colocará un cartel con la leyenda: «el acceso y permanencia continuados en este recinto puede producir daños permanentes en el oído, por superarse en su interior un nivel de presión sonora de 90 db(a)» 118

119 control acústico de actividades articulos 30 y 43 de la Ley 5/2009 art 41. actuaciones en la vía pública art 42. sistemas de alarma y vigilancia art 43. emisión musical desde vehículos 119

120 control acústico de actividades 1. límite de emisión ninguna instalación, establecimiento o actividad podrá emitir más de 95 db(a) a 1,5 m. de distancia 2. límite de inmisión en exteriores ninguna instalación, establecimiento o actividad podrá transmitir al exterior niveles sonoros superiores a los indicados en el siguiente cuadro área receptora exterior LAeq 5 s db(a) día 8h-22h noche 22h 8h tipo 1. área de silencio tipo 2. área levemente ruidosa tipo 3. área tolerablemente ruidosa: uso oficinas o servicios y comercial uso recreativo y espectáculos tipo 4. área ruidosa

121 protocolo de medición en general la evaluación se llevará a cabo en el lugar en que su valor sea más alto y en el momento y situación en que las molestias sean más acusadas el equipo de medida se colocará sobre un trípode, salvo en las mediciones que no permitan su utilización se realizarán al menos 3 medidas del LA eq db(a) de 5 segundos cada una y cada medida separada 3 minutos de la anterior 121

122 protocolo de medición en exteriores al menos 3 posiciones de medida distintas se mide a 1,5 metros de las fachadas o límites de las propiedades afectadas o, con carácter excepcional, a 0,5 metros de una ventana abierta 122

123 protocolo de medición en viviendas al menos 3 posiciones de medida distintas en dormitorios con puertas y ventanas cerradas guardar una distancia superior a 1 metro respecto a los cerramientos, si no es posible se mide en el centro de la habitación 123

124 protocolo de medición LA eq,t nivel de presión sonora continuo equivalente ponderado A LK eq,t nivel de presión sonora continuo equivalente ponderado A corregido por componentes tonales, de baja frecuencia o impulsivas LK eq,t = LA eq,t + K t + K f + K i se aplica LK eq,t cuando en el proceso de medición de un ruido se detecte la presencia de: K t K f K i componentes tonales emergentes componentes de baja frecuencia ruido de carácter impulsivo 124

125 protocolo de medición K t parámetro de corrección que evalua la molestia por la presencia de componentes tonales emergentes 125

126 protocolo de medición K f parámetro de corrección que evalua la molestia por la presencia de componentes de baja frecuencia 126

127 protocolo de medición K i parámetro de corrección que evalua la molestia por la presencia de ruido de caracter impulsivo 127

128 gracias por vuestra atención Stefano Pedersoli Raquel Sorribas Panero 128