INSTITUTO POLITÉNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA
MECÁNICA Y ELÉCTRICA
“
PROYECTO DE CONTROL DE RUIDO PARA LAS PLANTAS
ELÉCTRICAS DE EME
RGENCIA DE TELEVISIÓN EDUCATIVA”
TESIS
QUE PARA OBTENER EL TITULO DE:
INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA
PRESENTA:
MARTINEZ ORNELAS ABRAHAM
ASESORES:
ING. ILHUICAMINA TRINIDAD SERVIN RIVAS
M. EN C. SERGIO GARCIA BERISTAIN
Agradecimientos
“
La sabiduría es la belleza mas refinada que existe
”
-Orula.
Creo que la vida no es una serie de coincidencias, bueno…tal ves. Sin embargo, se encuentran regidas por un nivel superior. Una fuerza similar a la gravedad que es la que converge con nuestras decisiones y actos, y en conjunto conlleva a un resultado final. Gracias a Dios y a los santos, maferefun.
Mis padres Araceli Ornelas Rosas, José Manuel Martinez Castillo. Gracias por ser unos padres formadores en toda la extensión de la palabra, por ser mi gran soporte y siempre apoyarme, por siempre impulsarme. A mi familia por poner su granito de arena: hermanos Dali y Hugo, mi abue Jovita, tías Chelita y Elvia. Fer, Betocho y Alma, Ceci y Luis, Ernesto e Isabel, Olga, Rosa y Alberto.
A la persona especial que tantas enseñanzas nos ha dejado, por el que la ingeniería tiene cabida en mí, el genio Gilberto Martinez Chávez.
Una mención especial al compai que formó gran parte en este trabajo Teucro y al equipo de ingeniería de Televisión Educativa por las facilidades prestadas.
A mis amigos que me han acompañado en este trayecto (sin algún orden en específico) Alejandro, Anna, Arturo, Carlitos, Elaine, Fabian, Griz, Jessica, Jimena, Luis, Mario, Omar, Oscar, Ruth, Sandra, Sara, Tunde, Vero. Chido la banda.
INTRODUCCIÓN 7
OBJETIVO 8
JUSTIFICACIÓN 8
CAPITULO 1 "MARCO TEÓRICO" 9
1.1TELEVISIÓN EDUCATIVA 10
1.1.1ANTECEDENTES HISTÓRICOS 10
1.2SONIDO 11
1.2.1PROPIEDADES. 12
1.1.2CARACTERÍSTICAS 14
1.1.2.1DIFUSIÓN 14
1.1.2.2ABSORCIÓN 15
1.1.2.3REFLEXIÓN 15
1.1.2.4DIFRACCIÓN. 16
1.1.2.5REFRACCIÓN 17
1.3RUIDO 17
1.3.1CRITERIOS DE RUIDO 18
1.3.5NORMATIVIDAD (NORMAS OFICIALES MEXICANAS) 19
1.4TRANSDUCTORES E INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN 19
1.4.1SONÓMETRO 19
1.4.2ANALIZADOR DE ESPECTRO 20
1.4.3CALIBRADOR ACÚSTICO 20
1.5AISLAMIENTO ACÚSTICO 20
1.5.1REDUCCIÓN DE RUIDO 21
1.5.2PÉRDIDAS POR TRANSMISIÓN 21
CAPÍTULO 2 "ANÁLISIS DE LAS CONDICIONES ACÚSTICAS ACTUALES" 22
2.1UBICACIÓN. 23
2.1.1LOCALIZACIÓN DE FUENTES DE RUIDO. 24
2.2RECONOCIMIENTO DEL ÁREA. 24
2.2.1SECUENCIA DE ENCENDIDO Y CONDICIONES DE OPERACIÓN DE LAS PLANTAS. 34
2.3MEDICIONES DEL ESPECTRO ACÚSTICO DEL RUIDO 35
2.3.1MATERIAL A UTILIZAR 35
2.4DESCRIPCIÓN DEL PROCEDIMIENTO DE MEDICIÓN DEL ESPECTRO ACÚSTICO 36
2.4.1RECOMENDACIONES PARA EL ANÁLISIS. 36
2.4.2METODOLOGÍA 38
2.5RESULTADOS 39
2.5.1PROCESAMIENTO DE DATOS 39
2.5.2MEDICIÓN DEL ESPECTRO ACÚSTICO DEL RUIDO DE FONDO. 42
2.5.3MEDICIÓN DEL ESPECTRO ACÚSTICO CON LA CONDICIÓN DE RUIDO GENERADO POR LAS PLANTAS
ELÉCTRICAS DE EMERGENCIA. 45
CAPÍTULO 3 "PROPUESTA DE SOLUCIÓN" 58
3.1EN LA ZONA 3 59
3.1.1PARA LA PARED P2 59
3.1.2PARA LA PARED P3 64
3.2EN LA ZONA 4 66
3.2.1PARA LA PARED P4 66
3.4.PRESUPUESTO DEL PROYECTO 69
3.4.1COTIZACIÓN DE MATERIALES. 69
CONCLUSIONES 73
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1.1 Partículas de una onda sonora propagándose por un medio. Figura 1.2 Onda sinusoidal.
Figura 1.3 Diversos fenómenos acústicos en una superficie. Figura 1.4 Reflexión en una superficie.
Figura 1.5 Onda difractada, cuando el ancho de banda es de un cuarto de onda o menor. Figura 1.6 Fenómeno de la refracción.
Figura 1.7 Curvas NC.
Figura 2.1 Segmento de plano del área de plantas eléctricas Televisión Educativa. Figura 2.2 Vista tridimensional de la zona de plantas eléctricas seccionado en zonas. Figura 2.3 Vista tridimensional de la zona 1.
Figura 2.4 Pared p2 del cuarto de plantas de la zona 1.
Figura 2.5 Desfogue cubierto por una puerta de doble hoja de louvers. Figura 2.6 Pared p3 del cuarto de plantas la zona 1.
Figura 2.7 Soportes de la planta eléctrica de emergencia B. Figura 2.8 Vista tridimensional de la zona 2.
Figura 2.9 Pared p1 del espacio donde están instaladas las plantas 1 y 2 de la zona 2. Figura 2.10 Pared p2 del espacio donde están instaladas las plantas 1 y 2 de la zona 3. Figura 2.11 Soportes de las plantas eléctricas de emergencia 3 y 4.
Figura 2.12 Vista tridimensional de la zona 3.
Figura 2.13 Pared p2 del cuarto de plantas de la zona 3. Figura 2.14 Pared p3 del cuarto de plantas de la zona 3. Figura 2.15 Departamento de Telepuerto.
Figura 2.16 Vista tridimensional de la zona 4.
Figura 2.17 Pared p2 del cuarto de plantas de la zona 4. Figura 2.18 Pared p3 del cuarto de plantas de la zona 4. Figura 2.19 Pared p4 del cuarto de plantas de la zona 4. Figura 2.20 Vista tridimensional de la zona 5.
Figura 2.21 Interior del Estudio A, visto desde el escenario.
Figura 2.22 Nivel de Ruido de fondo del Estudio A contra el criterio de ruido NC-25. Figura 2.23 Nivel de Ruido de fondo del Telepuerto contra el criterio de ruido NC-25.
Figura 2.24 Vista tridimensional del área indicados los puntos de medición con la condición de ruido generado por las plantas.
Figura 2.25 Resultados de las mediciones en condiciones de operación de las plantas en el Estudio A. Figura 2.26 Resultados de las mediciones en condiciones de operación de las plantas en Telepuerto. Figura 3.1 Pared propuesta a base de Block.
Figura 3.2 Dimensiones de la puerta acústica propuesta.
Figura 3.3 Vista tridimensional de la pared propuesta p2 en la zona 3.
Figura 3.4 Nivel de presión acústica en Estudio A, con la propuesta de aislamiento en la p2. Figura 3.5 Vista tridimensional de la pared propuesta p3 en la zona 3.
Figura 3.6 Nivel de presión acústica en Estudio A, con la propuesta de aislamiento en la p3. Figura 3.7 Pared p4 propuesta en la zona 4.
Figura 3.8 Nivel de presión acústica en Estudio A, con la propuesta de aislamiento en la p4.
ÍNDICE DE ECUACIONES
Ecuación 1.1 Longitud de onda. Ecuación 1.2 Nivel de presión sonora.
Ecuación 2.4 Pérdidas por transmisión.
Ecuación 3.1 Coeficiente de pérdidas por transmisión. Ecuación 3.2 Pérdida por transmisión compuesta.
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 2.1 Datos relevantes de las plantas eléctricas de emergencia.
Tabla 2.2 Datos en bandas por tercios de octava de la medición en el punto 10. Tabla 2.3 Datos por bandas de octava de la medición del punto 10.
Tabla 2.4. Puntos de medición representativos, en la medición de ruido de fondo. Tabla 2.5 Lp del punto 1, en condiciones de ruido de fondo.
Tabla 2.6 Puntos de medición en la medición de ruido generado por las plantas eléctricas de emergencia. Tabla 2.7 Resultados de las mediciones en condiciones de operación de las plantas en el punto3.
Tabla 2.8 Resultados de las mediciones en condiciones de operación de las plantas en el punto 8. Tabla 2.9 Resultados de las mediciones en condiciones de operación de las plantas en el punto 12. Tabla 2.10 Nivel de presión acústica promedio del cuarto de la zona 3.
Tabla 2.11 Nivel de presión acústica promedio afuera del cuarto de la zona 3. Tabla 2.12 Pérdida por transmisión de la pared p2 del cuarto de la zona 3. Tabla 2.13 Pérdida por transmisión compuesta de la pared del Estudio A. Tabla 2.14 Nivel de presión acústica esperado en el punto 12.
Tabla 2.15 Pérdida por transmisión compuesta necesaria en la pared p2 de la zona 3. Tabla 2.16 Pérdida por transmisión existente en la p3 del cuarto de la zona 3. Tabla 2.17 Pérdida por transmisión necesaria en la p3 del cuarto de la zona 3. Tabla 2.18 Nivel de presión acústica presente en el cuarto de plantas de la zona 4. Tabla 2.19 Pérdida por transmisión existente en p4 de la zona 4.
Tabla 2.20 Pérdida por transmisión existente en la pared trasera del Estudio A. Tabla 2.21 Nivel de presión acústica esperado en el punto 13.
Tabla 2.22 Pérdida por transmisión necesaria de la pared p4.
Tabla 2.23 Nivel de presión acústica promedio del cuarto de la zona 1. Tabla 2.24 Pérdida por transmisión existente en la pared p2 de la zona 1.
Tabla 2.25 Niveles de presión acústica generados por la planta B en la colindancia del Estudio A. Tabla 2.26 Niveles de presión acústica generados por la planta B en el punto de medición 1. Tabla 3.1 Pérdida por transmisión de la pared propuesta a base de block.
Tabla 3.2 Pérdida por transmisión de la propuesta de la puerta acústica. Tabla 3.3 Pérdida por transmisión de la pared p2 propuesta de la zona 3. Tabla 3.4. Nivel de presión acústica esperado en el estudio A.
Tabla 3.5 Nivel de presión acústica en el Estudio A con la pared p3 propuesta. Tabla 3.6 Pérdida por transmisión de los louvers ALV-LV-24.
Tabla 3.7 Pérdida por transmisión propuesta de la pared p4 de la zona 3.
Tabla 3.8 Nivel de presión acústica esperado dentro del Estudio A, en la sección de camerinos. Tabla 3.9 Cotización de materiales de la partición p2 de la zona 3.
Tabla 3.10 Cotización de materiales de la partición p3 de la zona 3. Tabla 3.11 Cotización de materiales de la partición p4 de la zona 4. Tabla 3.12 Cotización mano de obra.
Introducción
La acústica es la ciencia-arte que se encarga del estudio de la generación, propagación y percepción de las vibraciones mecánicas tanto en el intervalo de la audición humana, como en cierto rango de frecuencias por debajo o superiores de los niveles que tiene la capacidad de captar el ser humano. La acústica es extremadamente amplia, por lo que se divide en muchas ramas, entre ellas la acústica arquitectónica, la cual trata sobre el comportamiento de las ondas sonoras en ambientes cerrados.
Televisión Educativa es un recinto único en América latina; dentro de este espacio se producen, transmiten y resguardan materiales audiovisuales de carácter educativo, transmitiendo su señal en el territorio nacional así como internacionalmente.
Cuando el servicio de energía eléctrica es interrumpido, la red que abastece de electricidad a gran parte de la institución en esos momentos, está formada por seis plantas eléctricas de emergencia que al mantenerse en funcionamiento causan una cantidad considerable de ruido. El presente estudio abordará el tema del aislamiento acústico, que consiste en el conjunto de acciones encaminadas a la obtención de una correcta atenuación en la transmisión de ruido y vibraciones entre los diferentes espacios que integran un recinto.
El objetivo del estudio es valorar dicho efecto y proponer una solución que represente una reducción a sus niveles de ruido para beneficiar al Estudio A.
El área donde se ubica dicho conjunto de plantas eléctricas colinda con varios espacios donde continuamente se está laborando y en algunos casos requieren el cumplimiento de ciertas necesidades específicas. Dada la complejidad del problema, este trabajo se centrará en el impacto de ruido que se ocasiona al Estudio A, con el fin de efectuar las recomendaciones en el tema y que sus actividades se desarrollen en un entorno mas adecuado.
8
Objetivo
Evaluar el ruido acústico producido por las plantas eléctricas de emergencia de Televisión Educativa con el fin de diseñar una solución que reduzca su impacto en el estudio A.
Justificación
Televisión Educativa cuenta con una importante infraestructura, que a través de más de 60 años se ha transformado y adaptado para impulsar la educación en México, generando, difundiendo y preservando contenidos educativos.
El Estudio A, es el espacio de grabación televisiva con mayor capacidad dentro de la institución, en ella, se producen y efectúan programas audiovisuales que abarcan desde una conferencia hasta un acto musical en vivo.
Las interrupciones al suministro son de forma constante, al presentarse situaciones de diversa índole suspendiendo el suministro eléctrico, por ejemplo: fallas en la red de alimentación, de las instalaciones o incluso desastres naturales, que pueden impedir el abastecimiento de energía eléctrica por un periodo de hasta doce horas.
Las plantas eléctricas se encuentran contiguas al Estudio de grabación A, Telepuerto, oficinas, pasillos e incluso la vía pública; el personal que se halla laborando podría sufrir una interrupción permanente en sus actividades por falta de concentración o inclusive daños a su estado de salud.
Dicho problema provoca que dentro del estudio de grabación en el cual se efectúan registros de audio, existan transmisiones de ruido provenientes de las plantas en funcionamiento y como consecuencia origina la posibilidad que se capten sonidos no deseados. Es de primordial importancia que cuando se esté produciendo un contenido audiovisual, se debe contar con las condiciones adecuadas para su desarrollo y registro. Con relación a otras áreas como Telepuerto, ya que por sus funciones labora diariamente las 24 horas del día, el monitoreo de contenidos audiovisuales en condiciones de ruido no se puede realizar de una forma satisfactoria, ya que la intromisión de otras señales impide la concentración en dicha actividad y además podría provocar un aumento en los niveles de presión acústica del audio que se monitorea, para que la escucha sea suficientemente perceptible.
Capitulo 1
10
1.1 Televisión Educativa
Televisión Educativa es un órgano centralizado perteneciente a la Secretaria de Educación Pública (SEP).
Sus orígenes se remontan al año de 1948; en este organismo se planean, producen, programan y transmiten materiales audiovisuales de contenido educativo a través de
distintos medios entre ellos la Red Satelital de Televisión Educativa Red Edusat que
tiene 16 canales), Ingenio TV y Aprende; contando con una presencia en todo el territorio nacional por sistema abierto y de paga, internacional, así como vía internet. Además de ostentar al Centro de Entrenamiento de Televisión Educativa (CETE) donde se imparten diplomados para la formación y capacitación de profesionales en la producción y empleo de materiales con fines educativos.
En la actualidad uno de sus objetivos es llevar a todo público una televisión entretenida, dinámica e inteligente, manteniéndose a la vanguardia, contando con infraestructura y una plantilla de profesionales considerada la más importante de su tipo en Latinoamérica.
1.1.1 Antecedentes históricos
1948. Fundación del Departamento de Enseñanza Audiovisual (DEAV), que planea y produce materiales audiovisuales de contenido educativo.
1964. Se comienza a producir series con fines educativos, en concordancia a los planes académicos. El objetivo es de abatir el rezago educativo y hacerlos llegar a zonas de difícil acceso como zonas rurales.
1978. Cambia su nombre por la Dirección General de Materiales Didácticos y Culturales (DGMADyC), la producción y la transmisión de materiales audiovisuales educativos, además de la elaboración de guiones forman parte de sus nuevas actividades.
1981. Incluyen dentro de sus funciones la producción de programas de telesecundaria. 1983. Custodia de todo material del sector educativo perteneciente a la SEP, por decreto presidencial.
1985. Inician sus transmisiones con cobertura a todo el territorio nacional debido al funcionamiento de los satélites Morelos I y II.
1991. Creación del Centro de Entrenamiento de Televisión Educativa (CETE), en base al convenio entre los gobiernos de México y Japón.
2002. La programación completa se transmite vía internet.
2011. La transmisión de los canales de Red Edusat se amplía nacional como internacionalmente, llegando a algunos lugares de Canadá, Estados Unidos, Centro y Sudamérica.
2012. Televisión educativa lanza su primer canal digital en televisión abierta, Ingenio Tv. Ofreciendo la transmisión de programas educativos de reciente creación, además de coproducciones y adquisiciones.
. El canal Aprende Tv se transmite a través del sistema Total Play , lo que significa
la ampliación de la cobertura de la señal a ocho sistemas de cable a nivel nacional. Las transmisiones de los canales de Red Edusat utilizan el satélite SATMEX 8 que cuenta con un mayor desempeño en calidad de audio y video, además de una mayor cobertura. Extiende su participación en internet, haciendo uso de redes sociales y mayor programación en tiempo real y para su futura reproducción (youtube).
1.2 Sonido
Se entiende por sonido a la alteración en un medio físico (por ejemplo en un gas, líquido o sólido) que puede ser detectado por el oído humano.
[image:12.595.135.468.407.509.2]En el aire, las ondas sonoras están causadas por las variaciones de presión por encima y por debajo del valor estático de la presión atmosférica.
Figura 1.1 Partículas de una onda sonora propagándose por un medio.
12 Es así como el sonido en el aire, consiste en una serie de compresiones y enrarecimientos debido a las partículas de aire puestas en movimiento por una fuente de vibración.
1.2.1 Propiedades.
1.2.1.1 Amplitud.
La amplitud de una onda de sonido es el grado de movimiento de las moléculas de aire en la onda, que corresponde a la intensidad del enrarecimiento y compresión que la acompañan.
[image:13.595.87.513.358.494.2]Cuando mayor es la amplitud de la onda, mas intensamente golpean las moléculas del tímpano y mas fuerte es el sonido percibido. La amplitud de una onda de sonido puede expresarse en unidades absolutas midiendo la distancia de desplazamiento de las moléculas del aire, o la diferencia de presiones entre la compresión y el enrarecimiento, o la energía transportada.
Figura 1.2 Onda sinusoidal.
1.1.1.2 Frecuencia.
Es un número de oscilaciones que se completan por unidad de tiempo (segundos). Frecuencia es el numero de veces que se repite un evento periódico. La frecuencia de una onda sonora esta determinada por el numero de veces por segundo que cierta molécula de aire vibra alrededor de su posición de equilibrio.
La unidad de la frecuencia en el sistema internacional son los Hertz (Hz).
1.1.1.3 Longitud de onda.
Es la distancia entre dos puntos sucesivos de comportamiento idéntico (paralelos a la dirección de avance) de la forma de la onda.
La longitud de onda, que se designa con la letra griega lambda, , está relacionada con la frecuencia f y la velocidad del sonido c mediante la Ecuación 1.1:
(1.1)
donde:
c : Velocidad del sonido 343 a 20°C, temperatura normalmente usada en interiores.
f: Frecuencia (Hertz).
Para el caso de estudio en el aislamiento acústico, la longitud real de las ondas sonoras no es una consideración importante, sino mas bien lo es la proporción entre la longitud de onda y alguna otra dimensión. Por ejemplo:
Las propiedades direccionales de la fuente de un sonido dependen de la relación entre la longitud de onda del sonido radiado y las dimensiones de la fuente.
La eficacia de una barrera, al servir de escudo entre un punto a un lado de ella y la fuente de sonido al otro, depende de la proporción entre a altura de la barrera y la longitud de onda del sonido.
2.1.1.4 Presión Sonora.
Consideremos un punto en el espacio cerca de una fuente de sonido. En el punto de observación, antes del paso de las ondas sonoras, la presión es igual a la atmosférica (estática). Cuando las ondas pasan por el punto de observación existe una presión adicional (presión sonora) debida al paso de éstas. Su unidad en el sistema internacional es el Pascal (Pa).
En el caso de una presión sonora periódica, el intervalo debe comprender un número entero de periodos. En el caso de una presión sonora no periódica, el intervalo debe ser lo suficientemente largo como para que el valor obtenido sea esencialmente independiente de la duración del intervalo.
1.2.1.5.2 Nivel de presión sonora
El nivel de presión sonora se define como 20 veces el logaritmo de la relación entre el valor eficaz de la presión sonora y el valor eficaz de la presión umbral de audición, a 1 kHz, su expresión matemática se representa con la Ecuación 1.2.
14 Donde:
Pef : Presión eficaz del sonido en consideración.
Pref : Presión eficaz correspondiente al umbral de audición.
Como presión de referencia suele usarse
a) Pref = 0.0002 microbar (2x10-5 Newton/m2 ) ó
b) Pref = 1 microbar (0.1 Newton/m2)
La presión de referencia (a) ha sido de uso común en las mediciones que tienen que ver
con el oído y para las mediciones de nivel sonoro y ruido en el aire y los líquidos. La presión de referencia (b) se ha difundido mucho para la calibración de transductores y
ciertos tipos de medición de nivel de sonido en los líquidos.
El nivel de presión sonora de unsonido, en decibel, es 20 veces el logaritmo de base 10 de la relación de la presión sonora efectiva de la presión sonora eficaz de referencia.
1.2.1.5 Decibel
El decibel (dB) es una unidad de nivel que denota la relación entre dos cantidades que son proporcionales en su potencia. El número de decibeles que corresponde a esta relación es 10 veces el logaritmo (base 10) de la razón de las dos cantidades. Las razones de presión sonora no siempre son proporcionales a las razones de potencia correspondientes.
1.1.2 Características
1.1.2.1 Difusión
Difusión implica que la energía y/o las señales se dispersan de manera uniforme y en múltiples direcciones. Al estudiar la emisión de las fuentes sonoras, la primera aproximación se pueden considerarlas como puntuales, es decir, que emiten su energía en todas las direcciones en la misma proporción, haciendo que un receptor ubicado en la cercanía de la fuente sonora pueda percibirla independientemente de la posición en la que se encuentre.
de ahí que múltiples autores establezcan que a grandes distancias, todas las fuentes sonoras se comportan, o se perciben como si fueran puntuales.
1.1.2.2 Absorción
[image:16.595.197.384.388.583.2]Es la capacidad de los elementos constructivos que consiste en capturar y retener parte de la energía sonora cuando esta les llega a partir de una fuente sonora o de alguna otra pared, evitando que el sonido continúe recorriendo el espacio de un recinto. El fenómeno de la absorción se entiende como la inversa de la reflexión. Es el proceso que disipa la energía sonora para transformarse en calor y parte de esta energía es reflejada. Normalmente la absorción sonora se expresa en términos de coeficientes de absorción de cada material, esto se refiere a la energía que retienen y que no es uniforme en todo el rango de frecuencias, es decir, ningún material puede absorber energía en todo el rango de frecuencias audibles en la misma proporción. Los valores de coeficientes de absorción quedan comprendidos entre los valores 0 y 1, o sea, que la energía absorbida podría variar entre el 0% que implica que toda la energía que llega a una superficie es totalmente reflejada, y el 100%, que es cuando la energía sonora que llega a una superficie dada se queda en el material.
Figura 1.3 Diversos fenómenos acústicos en una superficie.
1.1.2.3 Reflexión
16 La amplitud del sonido cerca de la superficie reflectora puede alcanzar una amplitud de presión sonora en Pascales de hasta del doble, produciendo a una corta distancia de la pared reflejante un nivel de presión sonora de hasta unos decibeles superior al nivel de la señal incidente y hasta un máximo de tres decibeles en el resto del volumen del recinto.
Figura 1.4 Reflexión en una superficie.
1.1.2.4 Difracción.
Las ondas son capaces de traspasar orificios y bordear obstáculos interpuestos en su camino.
Cuando una vibración mecánica incide en una abertura de una pared, algo de su energía pasa a través de la abertura. Si la abertura es pequeña comparada con la longitud de onda, la vibración mecánica sufrirá una acentuada dispersión en la región posterior a la pared. En tal caso, la abertura actúa en cierto aspecto como una fuente de energía para la región posterior.
El mismo fenómeno se presenta los bordes de cualquier barrera que impida la propagación libre del sonido. Una de las características en cuanto a la difracción es que en bajas frecuencias el sonido tiende a rodear los obstáculos.
Cuando su anchura es de un cuarto comparada con su longitud de onda o ligeramente menor se produce la difracción del sonido, por el contrario si la abertura es del orden de magnitud de la longitud de onda o mayor, habrá poca dispersión.
[image:17.595.169.451.612.724.2]1.1.2.5 Refracción
La refracción se produce cuando una onda sonora pasa de un medio a otro, por ejemplo: del aire al vidrio, o cuando pasa por capas de aire a distintas temperaturas.
Al encontrar una superficie de separación entre dos medios, la atraviesa y se propaga por el segundo medio.
En un medio homogéneo el sonido tiende a alejarse de la fuente en forma esférica. A distancias relativamente grandes de la fuente el frente de la onda se aproxima a una superficie plana (onda plana).
Sin embargo, si la elasticidad o densidad del medio no es la misma en todas las direcciones, por ejemplo la diferencia de temperatura, el frente de onda puede desviarse y cambia la dirección de propagación. Este fenómeno se conoce como refracción. En tales circunstancias las líneas de propagación del sonido se flexionan.
[image:18.595.238.380.378.523.2]En general, en tiempo cálido, la temperatura del aire decrece con la altura, existe un gradiente negativo de temperatura, y la velocidad del sonido decrece con la altura resultando la refracción en flexión hacia arriba de las líneas de dirección de la propagación. En estas condiciones el sonido no puede escucharse a grandes distancias. Por el contrario si el aire esta en reposo, los sonidos pueden oírse a grandes distancias.
Figura 1.6 Fenómeno de la refracción.
1.3 Ruido
Es complicado llegar a una definición acerca del ruido con precisión. Se han dado definiciones que giran alrededor de los conceptos de sonido complejo, sonido desagradable, sonido no deseado (quizá la que más aceptación tiene en estos momentos), sonido perjudicial, perturbador o dañino para quien lo percibe.
El ruido en la ciencia física se define como una señal acústica, eléctrica o electrónica formada por una mezcla aleatoria de frecuencias.
18 Se considera que el ruido no solo causa un deterioro del medio ambiente, si no que es causa de trastornos físicos (perdidas de audición) y de desequilibrios psicológicos en las personas sometidas a ciertos niveles de ruido.
Es también causante de la contaminación acústica, que es un fenómeno que va en aumento y es un problema ambiental muy importante, sobre todo en las ciudades con alto nivel de industrialización o densamente pobladas.
1.3.1 Criterios de ruido
Los criterios de ruido en interiores generalmente aceptables para los entornos de vida aceptable; estos criterios pueden ser usados para evaluar la idoneidad de los espacios interiores existentes y espacios menores de diseño.
1.3.1.1 Curvas NC.
Son los descriptores más ampliamente utilizados para ajustar o evaluar los niveles de sonido adecuados en el interior de diversos recintos. Las curvas NC están diseñadas para permitir la inteligibilidad del habla en forma satisfactoria o el confort acústico en espacios cerrados. Se basan en extensas entrevistas a personas que se encuentran inmersos en diversos entornos de ruido, estas curvas dan los niveles de presión acústica (Lp) en función de las bandas de octava. Dentro del rango total de las curvas se pueden usar para establecer los objetivos de nivel de ruido deseado para casi todas las áreas interiores en función de sus actividades realizadas de forma normal.
[image:19.595.226.402.511.744.2]En la práctica, sin embargo, una condición NC puede considerarse cumplida si los niveles de sonido no sobrepasen en no más de una o dos bandas de octava la curva NC por más de uno o dos decibeles con el fin de cumplir con el objetivo de diseño.
1.3.5 Normatividad (Normas Oficiales Mexicanas)
Son regulaciones técnicas que sirven para garantizar que los servicios que se contratan o los productos o servicios que se adquieren cumplan con parámetros o determinados procesos, con el fin de proteger la vida, la seguridad y el medio ambiente. Para su elaboración se debe revisar si existen otros organismos relacionados, en cuyo caso se coordinan las dependencias correspondientes para que se elabore de manera conjunta una sola Norma Oficial Mexicana por sector o materia.
En todos los casos, una vez emitida la Norma, se publica en el Diario Oficial de la Federación (DOF) indicándose la fecha para su entrada en vigor.
Comúnmente, una norma se mantiene vigente solamente por cinco años. No obstante, un año antes de que se acabe su vigencia, se puede indicar en el Diario Oficial de la Federación que la norma entra en revisión para su sustitución, cancelación o refrendo, para posteriormente emitir la declaratoria respectiva en el DOF con un extracto de la NOM. El uso y observancia de las NOM son de carácter obligatorio.
1.4 Transductores e instrumentos de medición
1.4.1 Sonómetro
Es el aparato normalizado que comprende un micrófono, un amplificador, redes de ponderación y un indicador de nivel, que se utiliza para la medida de los niveles de ruido según especificaciones determinadas.
Hay dos tipos principales de instrumentos disponibles para medir niveles de ruido, con muchas variaciones entre ellos.
1) Sonómetros generales. Muestran el nivel de presión sonora instantáneo en decibeles (dB), lo que comúnmente se conoce como nivel de sonido. Estos instrumentos son útiles para medir el campo sonoro.
2) Sonómetros integrador-promediador. Estos sonómetros tienen la capacidad de poder calcular el nivel continuo equivalente (Leq). Incorporan funciones para la transmisión de datos al ordenador, cálculo de percentiles, y algunos análisis en dominio de la frecuencia.
De acuerdo con el estándar internacional IEC 651, reformado por la IEC 61672, los instrumentos de medida del sonido, de los cuáles los sonómetros constituyen una parte, se dividen en tres tipos dependiendo de su precisión en la medida del sonido. Estos tipos son tipo 0, 1 y 2, con el tipo 0 el más preciso (tolerancias más pequeñas), mientras que los tipo 2 son de menor precisión.
20 1.4.2 Analizador de espectro
Son denominados analizadores de espectro a los instrumentos empleados en la medida de la distribución del sonido a lo largo del rango de las frecuencias audibles. Un analizador de espectro posee filtros de anchuras de banda que son independientes de la frecuencia a que se emplea el filtro. Para análisis espectrales, la señal eléctrica que aporta el micrófono es amplificada y procesada en circuitos electrónicos. El resultado es presentado sobre un indicador o en alguna forma de muestra gráfica. El rango de frecuencias para el cual un filtro aporta relativamente poca atenuación se denomina el ancho de banda del filtro.
1.4.2.1 Por tercios de octava
Este tiene una anchura nominal de una banda de tercio de octava. Este puede aportar información más detallada acerca del contenido en frecuencias que un analizador de espectro de banda de octava.
1.4.2.2 Por bandas de octava
Este tipo de analizador de espectro es el más habitual. Este divide el rango de frecuencias audible en bandas de una octava de anchura.
1.4.3 Calibrador acústico
Es un aparato que puede producir un nivel sonoro conocido, estable, en el diafragma de un micrófono que se inserta en una cavidad en el calibrador, también es conocido como calibrador sonoro. Este aparato puede utilizarse para comprobar la sensibilidad global de un instrumento o sistema de medición del ruido. Los calibradores pueden ser de tipo pistófono o altavoz.
Pistófono: produce un nivel de presión sonora mediante pistones que se mueven dentro de una pequeña cavidad cerrada. El micrófono se inserta en la cavidad del pistófono cerrándola.
Calibrador acústico del tipo altavoz: produce un nivel de presión sonora nominal en una cavidad pequeña mediante un pequeño altavoz que es excitado por la señal de un oscilador electrónico.
1.5 Aislamiento acústico
aislamiento contra el sonido transmitido a través de las estructuras, sonido que comienza como una vibración de la propia estructura de los edificios.
1.5.1 Reducción de ruido
Cuando las ondas sonoras chocan con una partición, las presiones sonoras variables que actúan sobre ella hacen que vibre. Una parte de la energía vibratoria transportada por las ondas sonoras es transmitida a la partición, cuya vibración pone el movimiento el aire situado del otro lado, generando sonido. En particiones complejas, parte de la energía de las ondas sonoras se disipan dentro de la partición, reduciendo la energía sonora irradiada por el lado posterior. Por otra parte, si la partición es porosa o tiene agujeros o fracturas, las ondas sonoras pueden llegar al otro lado a través de ellas. La reducción de ruido entre dos habitaciones es la diferencia entre el nivel medido de presión sonora en una habitación que contiene una fuente de sonido y el correspondiente medido en la habitación adyacente. Depende la pérdida de transmisión de la partición en común, el área de la partición y la absorción del sonido; cuanto mayor es la cantidad de absorción, menor es el nivel sonoro en la habitación adyacente y mayor la reducción del ruido. Por el contrario, la pérdida por transmisión de una partición es independiente de su área y de la cantidad de absorción del sonido.
A su vez la reducción de ruido normalizada, es la reducción del ruido que producen dos habitaciones si el tiempo de reverberación T60 en la habitación receptora es de 0.5 s. Se
calcula a partir de los valores medidos de reducción de ruido, añadiendo el término 10 log (T60/0.5). El valor corregido corresponde a la reducción del ruido en habitaciones
amuebladas normalmente. En el parámetro calculado no se depende de la cantidad de absorción sonora en la habitación receptora.
1.5.2 Pérdidas por transmisión
Es la relación entre la energía sonora incidente sobre la superficie y la energía sonora transmitida, se expresa en decibeles. Cuanto menos energía sonora se transmite, mayor es la pérdida por transmisión. Para reducciones de ruido significativas entre dos habitaciones, la partición (pared o suelo) que las separa debe transmitir tan sólo una pequeña parte de la energía sonora que recibe.
CAPÍTULO 2
ANÁLISIS DE LAS
CONDICIONES
2.1 Ubicación.
Televisión Educativa se encuentra en la zona centro de la ciudad de México; en la avenida Circunvalación s/n esquina de la calle Tabiqueros, colonia Morelos en la delegación Venustiano Carranza.
[image:24.595.173.453.228.421.2]El área que concierne a las plantas eléctricas de emergencia, cuyo aislamiento acústico se busca realizar en este estudio, se encuentra en la parte frontal con respecto al acceso ubicado en avenida Circunvalación, como se puede observar en el segmento de plano del lugar, ilustrado por la Figura 2.1.
Figura 2.1 Segmento de plano del área de plantas eléctricas Televisión Educativa.
[image:24.595.168.420.582.749.2]24 2.1.1 Localización de fuentes de ruido.
El área a investigar se conforma por seis plantas eléctricas de emergencia las cuales generan ruido. El personal del departamento de Ingeniería Eléctrica de la institución, denomina a las plantas de mayor capacidad con letras A y B y las de menor capacidad con números del 1 al 4, ordenándolas consecutivamente de izquierda a derecha en base al punto de observación planteado anteriormente.
La primer planta está situada dentro del cuarto de la zona 1 definida como planta B, en la zona 2 se tienen dos plantas llamadas 1 y 2; de igual forma en la zona 3 se localizan dos plantas denominadas 3 y 4 y por último en la zona 4 se encuentra la planta A. En la Tabla 2.1 se muestran algunas de las características más relevantes de cada una de ellas.
Tabla 2.1 Datos relevantes de las plantas eléctricas de emergencia.
Planta B 1 2 3 4 A
Fabricante Ottomotores Ottomotores IGSA IGSA IGSA Ottomotores
Capacidad 360 KW 125 KW 100 KW 100 KW 100 KW 360 KW
Motor Volvo Cummins John Deere John Deere John Deere Volvo
Generador Stamford WEG Stamford Marathon Marathon Stamford
2.2 Reconocimiento del área.
La zona 1 queda integrada por el cuarto destinado a la planta de emergencia B; dicho espacio tiene un área total de 29 m2. Esta planta suministra al edificio principal de
Televisión Educativa en la cual se encuentran los siguientes departamentos: Dirección General, Oficinas Administrativas, Ingeniería Electrónica, Producción, Postproducción, Calificación de Materiales, cabinas de radio, Informática, TVUNAM, Videoteca, Site, Ingeniería Eléctrica, entre otros.
Para ubicar las particiones de forma ordenada, se presentan en la Figura 2.3 la denominación de cada una de las paredes del cuarto ordenándolas de p1 hasta p4, sucesivamente y también se indican sus áreas colindantes.
Se encontró que en el cuarto de la planta B sus muros están construidos con block macizo ligero. En la pared p1 se localiza la puerta de entrada conformada por louvers, arriba de la puerta continúan estos mismos que se extienden de forma horizontal aproximadamente a la mitad de la superficie de éste muro. En la pared p2, en su parte superior tanto de lado izquierdo como derecho existen dos pequeñas secciones perforadas por las cuales pasan cables de alimentación eléctrica dirigidos hacia el exterior del cuarto; también en la p2 se encuentra el desfogue de la planta que da al pasillo de acceso al Estudio A, ambas partes anteriormente referidas, se ilustran en la Figura 2.4.
Figura 2.4 Pared p2 del cuarto de plantas de la zona 1.
[image:26.595.164.456.501.668.2]Cabe destacar que el desfogue se orienta hacia el exterior del cuarto, es decir, da hacia el pasillo de acceso del estudio A por lo que se encuentra cubierto por una puerta de doble hoja de louvers mostrado en la Figura 2.5.
Figura 2.5 Desfogue cubierto por una puerta de doble hoja de louvers.
26 encuentran montados centros de carga eléctrica y en la parte superior izquierda existe una ventana de louvers. El piso y losa son de concreto, que sobre éste último mencionado pasan canaletas con cableado eléctrico.
Figura 2.6 Pared p3 del cuarto de plantas la zona 1.
La planta eléctrica que se ubica en el lugar, está montada sobre una plancha de concreto de 4.20 x 1.5 x 0.25 m. Se apoya sobre la plancha por soportes de suspensión de resorte con bases de neopreno los cuales se muestran en la Figura 2.7; dichos elementos están instalados en cada una de las esquinas de ésta máquina.
Figura 2.7 Soportes de la planta eléctrica de emergencia B.
En la zona 2 se tendrá en cuenta el espacio que resguarda a las dos plantas eléctricas de emergencia 1 y 2, tiene un área aproximada de 27 m2 y se considerará también el
Figura 2.8 Vista tridimensional de la zona 2.
La planta 1 toma parte de la carga de la planta B, es decir, funciona como una planta de respaldo parcial de dicha planta, ya que está dedicada a suministrar energía eléctrica al departamento de Telepuerto, recinto en el cual se monitorean las señales que posteriormente serán enviadas al satélite para su transmisión. La planta 2 funciona de forma análoga a la máquina anteriormente mencionada: adopta parte de la carga de la planta A, siendo el respaldo del edificio principal con sus departamentos correspondientes.
Describiendo el espacio que alberga las plantas 1 y 2 de la zona 2 acorde a la Figura 2.9, se encontró que la pared p1 esta conformada por block y en la parte superior hay una ventana, sobre este muro en la parte trasera de piso a techo y hasta la pared posterior esta conformado por reja, que integra la división constructiva complementaria de la covacha, este muro se exhibe en la Figura 2.9.
Figura 2.9 Pared p1 del espacio donde están instaladas las plantas 1 y 2 de la zona 2.
28
Figura 2.10 Pared p2 del espacio donde están instaladas las plantas 1 y 2 de la zona 3.
Como se muestra en la Figura 2.10, en la parte central de la pared se localiza una ventana constituida por tres secciones. Tomando como referencia el pasillo de acceso al Estudio A de derecha a izquierda; la primera sección se constituye en su mayoría por louvers aunque existe una perforación en el donde sale tubería metálica, la segunda sección es un área abierta y la tercera sección se encuentra conformada por louvers. Debajo de esta sección hay una perforación por la cual pasa cableado hacia el exterior del cuarto. La pared p3 está conformada por el muro y ventanas pertenecientes al Almacén, el cual es un edificio que se extiende hacia la parte posterior de Televisión Educativa.
La planta eléctrica 1 está montada sobre la losa de concreto en donde se fijan soportes elásticos, compuestos por una base de neopreno de 5 cm y se dispone de un elemento por cada lado. La planta eléctrica está montada de la misma manera que la anterior,
como se ilustra en la Figura 2.11.
Cabe indicar que frente a este espacio se ubica el Site, lugar donde se encuentran todos los equipos electrónicos dedicados a concentrar y resguardar la información de los contenidos que se producen y transmiten en las distintas áreas de Televisión Educativa.
La zona 3 quedó conformada por el cuarto de plantas eléctricas 3 y 4, que posee un área aproximada de 40 m2.
La planta eléctrica de emergencia 3 es una máquina que suministra energía eléctrica al Estudio C. La planta 4 toma parte de la carga de la planta B ya que su función es proveer un respaldo de energía eléctrica al Site en caso de ser necesario.
Figura 2.12 Vista tridimensional de la zona 3.
El cuarto de plantas eléctricas de la zona 3 está constituido por cuatro muros construidos de tabique cerámico hueco. La pared p1, es el muro al que se refirió con anterioridad que se muestra en la Figura 2.10 ya que comparte ésta división constructiva con la zona 2. En la pared p2 se encuentran dos áreas libres que funcionan como entradas hacia el cuarto, una en el lado derecho y la otra en el lado izquierdo, ésta última, de mayores dimensiones en comparación con la de lado derecho, en medio de las dos entradas existe una sección de muro, que en su parte superior se ubica una ventana de louvers seccionada en dos partes como se muestra en la Figura 2.13.
30
La pared p3 esta conformada en su totalidad por tabique y en la parte superior derecha hay una pequeña perforación por la cual sale cableado hacia el exterior del cuarto, este muro se muestra en la Figura 2.14.
Figura 2.14 Pared p3 del cuarto de plantas de la zona 3.
La pared p4 esta compuesta mayormente por tabique, con diferencia que a la altura de la planta 4 existe un área libre, que se extiende de los limites con la pared derecha hasta la mitad del cuarto aproximadamente. El piso es de concreto y tiene algunas diferencias de altura a través del cuarto. La losa es de concreto y cercano a su superficie pasan canaletas metálicas a todo lo largo de su extensión.
En cuestión a la planta eléctrica 3 está montada sobre una plancha de concreto de 3.5 x 1.65 x 0.22 m. Sus soportes se apoyan sobre la plancha en una base de neopreno de 5 cm de grosor, similares a los mostrados en la Figura 2.11, dispuesto cada elemento por cada uno de sus lados.
La planta 4 se monta sobre una plancha de concreto de 3.45 x 1.35 x 0.22 m y a esta se sostienen en sus cuatro esquinas por un sistema de soportes basado en resortes y neopreno como los exhibidos en la Figura 2.7.
Figura 2.15 Departamento de Telepuerto.
La zona 4, se constituye principalmente por el área destinada a la planta de emergencia A, la vista tridimensional de dicha zona se encuentra en la Figura 2.16. El recinto cuenta con un tamaño aproximado de 23 m2; una de sus peculiaridades es que sus paredes
varían en altura a lo largo del cuarto.
La función principal de la planta eléctrica de emergencia A es abastecer al Estudio A, Telepuerto y algunas áreas de concentración y resguardo de datos como el SAS y oficinas administrativas.
Figura 2.16 Vista tridimensional de la zona 4.
32
Figura 2.17 Pared p2 del cuarto de plantas de la zona 4.
La pared p3 se compone en su mayoría por una puerta de doble hoja de louvers que se extiende casi hasta la mitad del cuarto, como se ilustra en la Figura 2.18; dicho acceso forma parte del área donde se localizan los dispositivos de control UPS, y en éste cuarto uno de sus muros colinda con el Estudio A.
Figura 2.18 Pared p3 del cuarto de plantas de la zona 4.
Figura 2.19 Pared p4 del cuarto de plantas de la zona 4.
La planta eléctrica que se ubica en el lugar está montada sobre una plancha de concreto de 4.25 x 1.5 x 0.2 m. La planta se apoya sobre la plancha por cuatro soportes (un elemento por esquina) de suspensión de resorte con bases de neopreno idénticos a los mostrados en la Figura 2.7.
También se tuvo en cuenta como zona 4, el área contigua destinada a los sistemas de control UPS, debido a su colindancia con la parte trasera al Estudio A. De igual forma se consideró el pasillo que conduce hacia este cuarto, en el cual a lo largo de su extensión se encuentran dos puertas de acceso hacia al Estudio A.
La zona 5 se encuentra conformada únicamente por el Estudio A, que presenta en sus dimensiones totales un área aproximada de 461 m2.
En la medida en que información se encontró disponible, se identificó que sus paredes están conformadas por block macizo ligero de 16 cm además de un arreglo de materiales con características fonoabsorbentes. Entre los materiales que conforman la pared se encuentra la tablaroca y la fibra de vidrio, en conjunción con otros materiales, con un ancho de 35 cm, por lo que su ancho total del muro de 51 cm aproximadamente.
El Estudio A se conforma por el área de escenario, las butacas para la audiencia y en la parte superior se localizan tres salas diferentes, como se muestra en la Figura 2.20. Conforme a lo mostrado en la Figura 2.21, las salas se presentan de derecha a izquierda: control de cámaras, cuarto de monitoreo de audio y por último el cuarto destinado al control de iluminación, producción y video switcher. En la planta baja de ésta sección se localizan las escaleras para el acceso a las salas mencionadas anteriormente, los camerinos, sanitarios, bodega y cuarto de control UPS, además de un pasillo que atraviesa el estudio de forma longitudinal.
34
[image:35.595.207.420.68.273.2]Figura 2.20 Vista tridimensional de la zona 5.
Figura 2.21 Interior del Estudio A, visto desde el escenario.
2.2.1 Secuencia de encendido y condiciones de operación de las plantas.
La red de las plantas eléctricas de emergencia, proporcionan el abastecimiento a gran parte de Televisión Educativa, cuando se interrumpe el suministro eléctrico por parte de Comisión Federal de Electricidad. Todas y cada una de las seis plantas comienzan a funcionar, unos segundos después (aproximadamente de 5 a 15 segundos) van apagándose las plantas que están diseñadas como respaldos, es decir, las plantas 1, 2 y 4. Por consiguiente las máquinas que se quedan funcionando de manera permanente son las plantas A, B y 3 correspondientes a las zonas 4, 1 y 3 respectivamente, sitios en los cuales enfocaremos nuestro estudio.
en dos periodos de tiempo. El primero que consta de un análisis semanal: se les proporciona un mantenimiento escalonado, es decir, se observan sus condiciones actuales de operaciones de una planta en este periodo de tiempo. Se encienden por un lapso de 5 a 10 minutos de operación y se toma nota acerca de sus parámetros principales como su voltaje de generación y frecuencia. Incluye también una inspección a sus niveles de combustible, de aceite, de refrigerante y de energía en su acumulador así como una inspección visual al equipo. El segundo es un programa de mantenimiento preventivo mayor que se lleva a cabo una vez al año, en el cual se provee una limpieza a fondo a todas las partes del equipo, se reemplaza aceite, refrigerantes y acumulador, cambios de los filtros de aceite así como de combustible, desmontaje de bomba de inyección e inyectores para que posteriormente a estas partes se les proporcione limpieza en el laboratorio.
2.3 Mediciones del espectro acústico del ruido
2.3.1 Equipo utilizado
Analizador de espectro en tiempo real.
Calibrador acústico.
Protectores auditivos.
Computadora portátil.
Software del analizador de espectro.
Cable USB mini-USB 2.0 de 2 m.
2.3.1.1 Instrumentación
Para las mediciones se utilizó un analizador de espectro marca Phonic, modelo PAA3. Cuenta con las siguientes características:
1 micrófono miniatura de condensador omnidireccional.
Medición del espectro acústico en las 31 bandas de frecuencia por tercios de octava en todo el rango audible.
Rango de nivel de presión acústica desde 30 dB a 130 dB.
Respuesta lineal y redes de ponderación A y C.
Tiempo de respuesta de: 35 ms, 125 ms, 250 ms y 1 s.
36
2.4 Descripción del procedimiento de medición del espectro acústico
Las condiciones en las que se llevaron a cabo las mediciones del espectro acústico del ruido de las plantas eléctricas de emergencia en Televisión Educativa, fueron gracias a la autorización de dicha institución; se ejecutaron en un periodo extraordinario de actividades, emulando el escenario de un corte en el suministro eléctrico, lo que provocó que dichas mediciones se capturaran describiendo en condiciones similares en las cuales operan ante esta situación.
Las mediciones del espectro acústico se realizaron en un periodo total de 2.5 horas, un día domingo de las 17:30 a las 20 horas, dentro de las cinco zonas descritas anteriormente.
Se llevaron a cabo dos tipos de medición de ruido:
Medición del espectro acústico en ruido de fondo.
Se tomaron cinco mediciones en cada punto, en 4 locaciones distintas, con un total de 20 lecturas.
Medición del espectro acústico con el funcionamiento de las plantas eléctricas de emergencia.
La captura de la información consistió en la ejecución de cinco lecturas del espectro acústico cada cinco segundos por un lapso de tres minutos aproximadamente, en los 33 diferentes puntos de medición, lo que proporciona un conjunto de 165 lecturas.
Es así que el número total de mediciones de espectro acústico que se realizaron fueron de 185 lecturas.
2.4.1 Recomendaciones para el análisis.
Se siguieron algunas de las recomendaciones de la norma NOM-081-SEMARNAT-1994 referente a los límites máximos permisibles de emisión de ruido de las fuentes fijas y su método de medición y de la norma NOM-011-STPS-2001 referente a las condiciones de seguridad e higiene en los centros de trabajo donde se genere ruido.
Las recomendaciones que se siguieron fueron las siguientes:
Reconocimiento: es la actividad previa a la evaluación, cuyo objetivo es recabar información confiable que permita determinar el método de evaluación a emplear y jerarquizar las zonas del local de trabajo donde se efectuará la evaluación.
Localización de zonas críticas: realizar un recorrido con el sonómetro en modo encendido, en las colindancias para censar el comportamiento de la fuente. Se decidió que no solamente en las colindancias sino que en otros sitios donde se describiera el comportamiento acústico del problema.
El micrófono debe orientarse en aquella posición donde se registre el máximo nivel de presión acústica del punto.
Durante un período de observación debe registrarse el nivel de presión acústica cada 5 segundos, como máximo (NOM 011).
Se escogió debido a que era un lapso de tiempo suficiente para que el instrumento de medición lograra censar los datos, de igual forma se consideraron otros factores por ejemplo: el funcionamiento de las plantas y la dificultad que representó para el desarrollo de las respectivas actividades de los empleados, el gasto de combustible, etcétera.
Debe usarse la respuesta temporal "rápida" del sonómetro, ya que es análoga a la respuesta temporal del oído.
Estar a 30 cm de la colindancia externa de la fuente (NOM 081), 1 m de distancia (NOM 011). Alejarse de las interacciones con muros.
En la mayoría de los casos se buscó cumplir con esta recomendación, sin embargo en algunas ocasiones no era posible debido a las dimensiones del espacio en donde se registraban éstas mediciones, cuando esto ocurría se intentaba ubicar a no menos de 30 cm de la fuente o de las interacciones con los muros.
Configuración del analizador de espectro en respuesta plana; ya que los datos reportados en la literatura vienen expresados de esa forma, y que posteriormente, estos se usaran con referencia al análisis y la solución por ejemplo: datos de los valores: por pérdidas por transmisión, de criterios de ruido, reducción de ruido, etcétera.
El intervalo en la escala de medición se decidió en el punto de medición de acuerdo a los resultados mostrados en el aparato en ese punto e instante.
Medición del ruido en condiciones normales de operación de las plantas eléctricas de emergencia.
Como única excepción fueron los puntos ubicados en el exterior de la institución (19 y 20), para evaluar el ruido de la planta A en la vía pública; por ello se aplicó la norma NADF-005-AMBT-2005: que establece las condiciones de medición y los límites máximos permisibles de emisiones sonoras, que deberán cumplir los responsables de fuentes emisoras ubicadas en el distrito federal, se siguieron éstas recomendaciones:
El analizador deberá funcionar en modo de respuesta rápida y filtro de ponderación A, a una distancia no mayor a 0.30 m, referido al límite del predio de la fuente emisora y a una altura mínima de 1.20 m.
El micrófono deberá orientarse, en todo momento, en dirección a la fuente emisora.
38 2.4.2 Metodología
1. Propuesta de puntos a realizar la medición del espectro acústico.
Se realizó un análisis previo que consistió en la observación de todas las divisiones constructivas y los elementos que rodeaban cada zona en condiciones de operación de las plantas de emergencia; pensando en su comportamiento, impacto y el efecto que provocaría sobre las áreas de interés. Acorde a esto, se tomaron las decisiones pertinentes para proponer los puntos en donde se realizarían las mediciones.
2. Busca de áreas críticas en base al monitoreo previo
El analizador de espectro se posicionó en los puntos seleccionados y antes de llevar a cabo el siguiente paso de ésta metodología, se monitoreó sobre el lugar el comportamiento de los niveles de presión acústica; en este punto se decidía conforme a su comportamiento la escala de medición que se iba a emplear. Cabe resaltar que en todo este procedimiento se tuvieron en cuenta las recomendaciones expresadas en el Punto 2.4.1.
En la posición donde se registraron los niveles de presión acústica máximos, se tomó la decisión de establecer el lugar definitivo para efectuar las mediciones.
3. Instalación permanente del equipo en las mediciones.
La posición de la persona que hacia uso del analizador de espectro, sostuvo en la mano dicho instrumento de medición, extendiendo su brazo hacia el frente y desplazándolo hacia un lado del cuerpo con objeto de evitar interferencias con la medición; la distancia dependía de las condiciones del espacio en el punto a medir y se colocaba el analizador de espectro a una altura de 1.45 m teniendo como referencia el piso y apuntando hacia la fuente.
El instrumento de medición estaba conectado vía USB hacia una computadora portátil, en la cual se tenía funcionando un software el cual reflejaba exactamente lo mismo que estaba sucediendo en ese preciso instante en el instrumento de medición.
La otra persona se colocaba en un lugar donde la interacción con su cuerpo y el del equipo incidiera lo menos posible sobre las mediciones. Por lo general se ubicaba detrás de la persona la cual sostenía el equipo de medición, agachado y a una distancia de 1 a 1.5 m.
4. Toma de mediciones.
La otra persona con la computadora portátil estando el funcionamiento permanente el programa PAA3, después de algunos segundos de censar el comportamiento y ver las variaciones del nivel de presión acústica desplegadas en la pantalla, al percibir una lectura máxima almacenaba la información de dicha medición.
Este procedimiento se repetía en cinco ocasiones consecutivas, aproximadamente cada 5 segundos.
5. Almacenamiento de la información en memoria interna del analizador de espectro.
El equipo de medición es capaz de almacenar lecturas en su memoria interna, por lo que se guardaban en localidades de memoria las cinco mediciones respectivas en cada una de las posiciones.
Cuando se agotaban los espacios de memoria disponibles, se procedía a transferir la información hacia la computadora portátil, donde se creaba un archivo de extensión
.paa , el cual contenía el registro de cada uno de los parámetros con su respectiva a gráfica.
Una vez ejecutada esta operación estaban disponibles de nuevo las localidades de memoria, por lo que se procedía a seguir almacenando los datos del siguiente punto de análisis.
2.5 Resultados
Al momento de almacenar la plantilla de información, se guardaban en archivos de extensión .paa3, después se trasladaban todos los datos a una hoja de cálculo con el objetivo de que su visualización fuese de forma adecuada y permitiera su procesamiento matemático.
2.5.1 Procesamiento de datos
La información se componía por la localidad de memoria en la que se almacenó la información del equipo, el intervalo utilizado de nivel de presión acústica, la ponderación que se utilizó, el nivel de presión acústica expresado en decibeles, a todas las bandas de frecuencia por tercios de octava, es decir, en las 31 bandas normalizadas de frecuencia cubriendo así todo el rango audible. A fin de ejemplificar los resultados obtenidos con el analizador de espectro en tiempo real, se dispone en la Tabla 2.2 los datos de la medición en el punto 10; su nivel de presión acústica en cinco instantes de tiempo (Lpn) expresado en decibeles y la frecuencia central de tercios de banda de
[image:40.595.148.477.544.784.2]octava expresadas en Hertz.
Tabla 2.2 Datos en bandas por tercios de octava de la medición en el punto 10.
Frecuencia (Hz) Lp1 (dB) Lp2 (dB) Lp3 (dB) Lp4 (dB) Lp5 (dB)
40
Continua tabla 2.2
630 87.0 86.4 86.6 86.8 86.2 800 86.2 85.0 85.7 85.9 86.3 1000 87.3 86.6 85.8 85.6 85.7 1250 85.4 85.0 85.9 83.5 84.1 1600 83.3 82.4 83.4 82.7 85.0 2000 82.4 80.2 81.1 81.5 81.3 2500 83.1 82.6 82.3 81.4 82.2 3150 79.5 78.5 78.7 77.8 78.4 4000 77.9 77.0 76.9 76.5 76.7 5000 73.3 73.8 72.9 72.6 73.7 6300 74.0 73.9 73.3 73.9 73.9 8000 68.7 66.9 67.7 67.7 67.4 10000 67.0 66.1 66.3 66.2 66.3 12500 63.8 63.3 63.7 63.0 62.5 16000 58.7 57.3 56.8 58.4 57.0 20000 52.8 52.2 53.8 52.0 50.8
Con objetivo de visualizar los datos en forma que describieran el nivel de presión acústica del ruido en cada punto de medición, se ejecutó una suma promedio de las cinco lecturas para cada de las bandas por tercios de octava, en la cual se determinó un sólo
valor correspondiente al nivel promedio de presión ac’stica en n punto de medición,
como describe la Ecuación 2.1.
∑ (2.1)
A forma de ejemplo, se calculará el nivel de presión acústica promedio perteneciente al punto 10, con los valores de la Tabla 2.2. En la banda de frecuencia de 1000 Hz, se tiene que:
( )
La operación anterior se repitió para cada una de las 31 bandas de frecuencia correspondientes en cada punto de medición.
2.5.1.1 Conversión de datos a bandas de octava.
expresados en términos de bandas de octava por lo que se procederá a ejecutar la conversión de datos de bandas de tercios de octava a bandas de octava.
Se recordará que las bandas de octava utilizan 10 valores de frecuencias centrales normalizadas: 31.5 Hz, 63 Hz, 125 Hz, 250 Hz, 500 Hz, 1000 Hz, 2000 Hz, 4000 Hz, 8000 Hz y 16000 Hz.
Se denominó a cada una de las bandas centrales como f1 y a sus bandas contiguas: f2 a la
banda de frecuencia límite inferior y f3 a la banda de frecuencia límite superior,
aplicando la Ecuación 2.2 referente a la de suma de niveles, se determinó el valor del nivel de presión acústica por banda de octava correspondiente.
∑ (2.2)
A manera de ejemplificar dicha conversión se realizará el cálculo en la banda de octava de 1000 Hz correspondientes a la medición Lp1, usando los valores contenidos en la
Tabla 2.2.
Se define como f1 = 1000 Hz, y sus frecuencias colindante izquierda f2 = 800 Hz,
frecuencia colindante derecha f3 = 1250 Hz. Por lo que se procederá a aplicar la Ecuación
2.2.
El procedimiento anterior se repitió para cada una de las 10 frecuencias centrales por bandas de octava, en cada una de las lecturas de los puntos de medición.
Una vez dispuestos los datos procesados en bandas de octava, en cada una de las lecturas, se procedió a llevar a cabo la suma promedio en las cinco lecturas representativas de cada punto de medición; esto con objeto de mostrar los resultados con el mismo formato conforme a los datos expuestos típicamente en la literatura.
Tabla 2.3 Datos por bandas de octava de la medición del punto 10.
Frecuencia (Hz) Lp1 (dB) Lp2 (dB) Lp3 (dB) Lp4 (dB) Lp5 (dB)
42 Por consiguiente, se aplicará la Ecuación 2.1 para determinar la suma promedio de las cinco mediciones en la banda de octava de 1000 Hz del punto de medición 10.
( )
2.5.2 Medición del espectro acústico del ruido de fondo.
El ruido de fondo es presentado en el lugar de análisis debido tanto a ruidos que se manifiestan al interior del recinto bajo estudio, por ejemplo: por el ruido en los sistemas de ventilación, el tránsito de las personas en los pasillos de la institución así como a ruidos que se presentan en el exterior, por ejemplo: el causado por el transito vehicular en las calles aledañas.
Los 4 puntos de medición en dónde se capturaron las lecturas están descritas en la Tabla 2.4. Cabe destacar que la posición de éstas mediciones, son análogas a las posiciones 10, 11, 15 y 18, respectivamente, las cuales se tomaron con la condición de ruido generado por las plantas eléctricas de emergencia, mostrados en la Figura 2.9.
Tabla 2.4. Puntos de medición representativos, en la medición de ruido de fondo.
Zona Punto Descripción
3 1 Sobre el pasillo de acceso al Estudio A, a 1 m de distancia frente a la puerta de acceso al escenario, apuntando hacia el pasillo.
3 2 Al interior del Telepuerto, a 1.20 m de distancia frente a su puerta de acceso apuntando hacia el pasillo de acceso del Estudio A.
4 3 Sobre avenida Circunvalación, a la altura de la puerta de entrada de la casa más cercana a TE, a 1.5 m de distancia de la predio.
5 4 Al interior del estudio A, en el centro del escenario, apuntando hacia donde se ubica la audiencia.
2.5.2.1 Análisis de los resultados de la medición del espectro acústico del ruido de fondo.
La presente parte de este trabajo, se llevará en un orden comentando los resultados de acuerdo a los objetivos del mismo. De acuerdo a este razonamiento se comenzará por el espectro de niveles de presión acústica al interior del Estudio A (punto 4).
curva de ponderación A, ya que en este modo se podría dar otra opción para visualizar los datos, en este caso en particular, el valor global y así concluir si es que se cumple con el criterio de ruido recomendado para los estudios de televisión, mostrados en la Tabla 1.3.
[image:44.595.132.496.197.418.2]El valor global de la presión acústica en ponderación A del Estudio A es de 39 dBA, además se hace notar en los resultados que el nivel más elevado se da en la banda de octava de 250 Hz.
Figura 2.22 Nivel de Ruido de fondo del Estudio A contra el criterio de ruido NC-25.
En la Figura 2.22 se muestra el nivel de presión acústica del ruido de fondo; se aprecia que en la banda de 125 Hz tiene un Lp adecuado de acuerdo al criterio de ruido NC-25, mientras que la banda de 250 Hz sufre un aumento considerable de aproximadamente 6 dB más al valor requerido en el criterio mencionado, en la banda de 500 Hz sobrepasa el criterio por alrededor de 2 dB del valor sugerido.
Las fuentes de ruido de fondo mas comunes dentro del Estudio A fueron las debidas al sistema de ventilación del estudio y el proveniente de las luces automáticas en la parte superior del escenario, de un orden de las medias frecuencias.
Las fuentes de ruido ubicadas a las afueras del Estudio A, pertenecientes al punto 1, se deben en su mayoría por equipos dedicados al sistema de aires acondicionados y ventilación como los condensadores. Estos se encuentran en la parte superior, a nivel del primer piso, los Lp se encuentran mostrados en la Tabla 2.5.
Tabla 2.5 Lp del punto 1, en condiciones de ruido de fondo.
Frecuencia central
125 Hz 250 Hz 500 Hz 1KHz 2KHz 4KHz
