ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA
Y ELÉCTRICA
UNIDAD PROFESIONAL “ADOLFO LÓPEZ MATEOS”
TESIS
“CONTROL DE RUIDO EN EL LABORATORIO DE ISISA”
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE:
INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA
PRESENTA:
NAYELI YADIRA FRIAS ALVAREZ
ASESORES:
Dr. PABLO LIZANA PAULIN
Dr. SERGIO GARCÍA BERISTAIN
INDICE
OBJETIVO: ... 6
JUSTIFICACIÓN: ... 7
RESÚMEN:... 8
INTRODUCCIÓN:... 9
CONTAMINACIÓN ACÚSTICA ... 9
CONTROL DE RUIDO ... 10
CAPITULO 1: FUNDAMENTOS TEORICOS... 11
1.1 RUIDO... 11
1.1.1 RUIDO ACÚSTICO ... 12
1.1.2 CLASIFICACIÓN DEL RUIDO ... 12
1.2 TIPOS DE RUIDO... 13
1.2.1 RUIDO FLUCTUANTE... 13
1.2.2 RUIDO INTERMITENTE... 13
1.3.1 FRECUENCIAS Y ANCHO DE BANDAS NORMALIZADOS ... 13
1.3.2 AMPLITUD... 14
1.3.3 DECIBEL... 14
1.3.4 DECIBEL PONDERADO... 14
1.3.5 UNIDADES BASADAS EN EL DECIBEL... 15
1.3.6 APLICACIONES EN ACÚSTICA ... 15
1.3.7 INTENSIDAD SONORA... 15
1.3.8 INTENSIDAD EN DECIBELES (dB) DE DIFERENTES FUENTES DE SONIDOS COMÚNES ... 16
1.3.9 PRESIÓN SONORA ... 16
2. CONTROL DE RUIDO... 17
2.1 DEFINICIÓN DE CONTROL DE RUIDO... 17
2.2 TÉCNICAS DE CONTROL DE RUIDO... 17
2.3 PROPAGACIÓN DEL SONIDO EN ESPACIOS... 18
2.4 AISLAMIENTO ACÚSTICO ... 21
2.5 PROCESO DE TRANSMISIÓN ACÚSTICA ... 21
3. RUIDO INDUSTRIAL ... 27
3.1 MEDICIÓN DEL RUIDO INDUSTRIAL ... 27
3.2 RUIDO INDUSTRIAL Y EFECTOS DE SALUD... 27
3.2.2 MECANISMOS Y TIPOS... 33
CAPITÚLO 2: PROBLEMÁTICA EN EL LABORATORIO DE ISISA ... 39
2.1 PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN DE RUIDO... 39
2.1.1 ESTRUCTURA DEL LABORATORIO DE ISISA... 40
2.1.2 FUENTE DE RUIDO PRINCIPAL ... 54
CAPITÚLO 3: PROPUESTA DE SOLUCIÓN DEL PROBLEMA ... 58
3.1 CONTROL DE RUIDO DENTRO DEL LABORATORIO DE ISISA ... 58
3.2 MOTOR DE DIESEL... 74
3.3 ESTUDIO ECONÓMICO ... 87
CONCLUSIÓN... 91
BIBLIOGRAFIA Y REFERENCIAS: ... 94
BIBLIOGRAFIA ... 94
REFERENCIAS... 95
ANEXOS:... 96
CUESTIONARIO SOBRE CONFORT ACÚSTICO ... 96
LEGISLACION Y RECOMENDACIONES ... 109
APÉNDICE:... 110
COEFICIENTES DE ABSORCIÓN SONORA... 110
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO... 115
VENTAJAS Y DESVENTAJAS... 116
OBJETIVO:
JUSTIFICACIÓN:
Dentro de la Unidad Profesional Adolfo López Mateos se localiza un Laboratorio de ISISA donde su principal problemática es un Motor de Diesel que genera elevado nivel de ruido, por lo que se necesita realizar un control de ruido de esa máquina.
RESÚMEN:
Se resuelve un problema de ruido dentro de un laboratorio de ESIME ZACATENCO, se decidió este lugar porque no se tiene las medidas correctas de control de ruido dentro del recinto, es decir que afectan a su entorno e incluso para los propios alumnos que toman la clase dentro del laboratorio, la principal fuente de ruido es un Motor de Diesel que al ser activado para fines prácticos, afectan la salud de los estudiantes así como también afectan sus clases teóricas de los laboratorios vecinos.
Se resuelve esta problemática por medio de una propuesta de aislamiento del recinto donde el cual se generan niveles sonoros bastante altos, que en este caso es el Laboratorio de ISISA.
INTRODUCCIÓN:
CONTAMINACIÓN ACÚSTICA
La contaminación acústica es considerada por la mayoría de la población de las grandes ciudades como un factor medioambiental muy importante, que incide principalmente en su calidad de vida.
La contaminación ambiental urbana o ruido ambiental es una consecuencia directa no deseada de las propias actividades que se desarrollan en las grandes ciudades.
El termino contaminación acústica hace referencia al ruido cuando este se considera como un contaminante, es decir, un sonido molesto que puede producir efectos fisiológicos y psicológicos nocivos para una persona o grupo de personas.
La causa principal de la contaminación acústica es la actividad humana, el transporte, la construcción de edificios y obras públicas, la industria, entre otras.
Los efectos producidos por el ruido pueden ser fisiológicos, como la pérdida de audición, y psicológicos, como la irritabilidad exagerada.
El ruido se mide en decibeles (dB); los equipos de medida más utilizados son los sonómetros.
Un informe de la Organización Mundial de la Salud (OMS), considera los 50dB como el límite superior deseable.
Técnicamente, el ruido es un tipo de energía secundaria de los procesos o actividades que se propaga en el ambiente en forma de vibraciones desde el transmisor hasta el receptor a una velocidad determinada y disminuyendo su intensidad con la distancia y el entorno físico.
La contaminación acústica perturba las diferentes actividades comunitarias, interfiriendo la comunicación hablada, base esta de la comunicación humana, perturbando el sueño, el descanso, y la relajación, impidiendo la concentración y el aprendizaje, y que es más grave, creando estados de cansancio y tensión que pueden degenerar enfermedades de tipo nervioso y cardiovascular.
Las causas fundamentales son, entre otras, el aumento espectacular del parque automovilístico en los últimos años y el hecho particular de que las ciudades no habían sido concebidas para soportar los medios de transporte, con calles estrechas y firmes poco adecuados.
Además de estas fuentes de ruido, en nuestras ciudades aparece una gran variedad de otras fuentes sonoras, como son las actividades industriales, las obras públicas, las de construcción, los servicios de limpieza y recogida de basuras, sirenas y alarmas, así como las actividades lúdicas y recreativas, entre otras, que en su conjunto llegan a originar lo que se conoce como contaminación acústica urbana.
CONTROL DE RUIDO
El control del ruido está formado por aquel conjunto de medidas (tanto a nivel normativo como a nivel de ingeniería y su aplicación) que tienen como objetivo general asegurar unos niveles de ruido aceptables según la legislación vigente en cualquiera de los ámbitos de la sociedad.
En las sociedades actuales la contaminación acústica se está convirtiendo en un tema que genera una gran sensibilización. Cada vez existen más y más detallados informes científicos que nos alertan sobre el peligro de estar sometidos a unas condiciones laborales con altos niveles de presión sonora. Estos estudios han ido extendiendo su foco de atención a situaciones de estrés acústico más moderado como pueden ser las condiciones de vida cotidianas en una gran ciudad. Estos estudios han ayudado en gran medida a generar esta sensibilización en las instituciones gubernamentales que se están traduciendo en leyes, normativas y ordenanzas.
CAPITULO 1: FUNDAMENTOS TEORICOS
1.1 RUIDO
Sonido no deseado por el receptor, que le molesta para escuchar el sonido que le interesa, o ninguno. Ruido es la sensación auditiva inarticulada generalmente desagradable. En el medio ambiente, se define como todo lo molesto para el oído. Desde ese punto de vista, la más excelsa música puede ser calificada como ruido por aquella persona que en cierto momento no desee oírla.
En el ámbito de la comunicación sonora, se define como ruido todo sonido no deseado que interfiere en la comunicación entre las personas o en sus actividades.
Cuando se utiliza la expresión ruido como sinónimo de contaminación acústica, se está haciendo referencia a un ruido (sonido), con una intensidad alta (o una suma de intensidades), que puede resultar incluso perjudicial para la salud humana. Contra el ruido excesivo se usan tapones para los oídos y orejeras (cascos para las orejas, los cuales contienen una electrónica que disminuye los de los ruidos exteriores, disminuyéndolos o haciendo que su audición sea más agradable), para así evitar la pérdida de audición (que, si no se controla, puede provocar la sordera).
ALGUNOS EFECTOS DEL RUIDO SOBRE LA SALUD:
Enfermedades fisiológicas: Se pueden producir en el trabajo o ambientes sonoros en torno a los 100 decibelios, algunas tan importantes como la pérdida parcial o total de la audición.
Enfermedades psíquicas: Producidas por exceso de ruido, se pueden citar el estrés, las alteraciones del sueño, disminución de la atención, depresión, falta de rendimiento o agresividad.
Enfermedades sociológicas:Alteraciones en la comunicación, el rendimiento, etc.
LÍMITES:
Los entornos con más de 65 decibelios (dB) se consideran inaceptables.
Por debajo 80 dB el oído humano no presenta alteraciones definitivas. Estos niveles generan molestias pasajeras denominadas fatiga auditiva, donde los elementos transductores (oído interno) no sufren problemas definitivos. Cuando la intensidad supera los 90 dB comienzan a aparecer lesiones irreversibles tanto mayores cuanto mayor sea la exposición y la susceptibilidad personal.
1.1.1 RUIDO ACÚSTICO
Ruido acústico es aquel ruido (entendido como sonido molesto) producido por la mezcla de ondas sonoras de distintas frecuencias y distintas amplitudes. La mezcla se produce a diferentes niveles ya que se conjugan tanto las frecuencias fundamentales como los armónicos que las acompañan. La representación gráfica de este ruido es la de una onda sin forma (la sinusoide ha desaparecido).
1.1.2 CLASIFICACIÓN DEL RUIDO
Se pueden hacer dos clasificaciones diferentes de ruido acústico, las mismas se podrían hacer
con cualquier otro ruido:
1. En función de la intensidad en conjunción con el periodo.
1.2 TIPOS DE RUIDO
1.2.1 RUIDO FLUCTUANTE
El ruido fluctuante es aquel cuyo nivel sonoro fluctúa durante todo el período de medición, presenta diferencias mayores a 6dB(A) entre los valores máximos y mínimos.
1.2.2 RUIDO INTERMITENTE
Presenta características estables o fluctuantes durante un segundo o más, seguidas por interrupciones mayores o iguales a 0.5 segundos.
1.3 UNIDADES DE MEDICIÓN ACÚSTICA
1.3.1 FRECUENCIAS Y ANCHO DE BANDAS NORMALIZADOS
Frecuencia es el número de variación de presión por segundo, se mide en Hz. Las mediciones acústicas también se realizan a determinadas frecuencias, de acuerdo con las normas correspondientes. Estas frecuencias se establecen con base en la frecuencia de 1 KHz. Se han establecido tres series de frecuencias denominadas octavas (1/1), medias octavas (1/2) y tercios de octava (1/3) de banda.
Los seres humanos sólo podemos percibir el sonido en un rango de frecuencias relativamente reducido, aproximadamente entre 20 y 20 000 Hz.1
1
1.3.2 AMPLITUD
Es la característica de las ondas sonoras que percibimos como volumen. La amplitud es la máxima distancia que un punto del medio en que se propaga la onda se desplaza de la posición de equilibrio; esta distancia corresponde al grado de movimiento de las moléculas de aire en una onda sonora. Al aumentar su movimiento, golpean el tímpano con una fuerza mayor, por lo que el oído percibe un sonido más fuerte. Un tono con amplitudes baja, media y alta demuestra el cambio del sonido resultante.
1.3.3 DECIBEL
Equivale a la décima parte de un bel. Una unidad de referencia para medir la potencia de una señal o la intensidad de un sonido. El nombre bel viene del físico norteamericano Alexander Graham Bell (1847-1922).
El decibel es una unidad relativa de una señal, tal como la potencia, voltaje, etc. Los logaritmos son muy usados debido a que la señal en decibeles (dB) puede ser fácilmente sumada o restada y también por la razón de que el oído humano responde naturalmente a niveles de señal en una forma aproximadamente logarítmica.
1.3.4 DECIBEL PONDERADO
El oído humano no percibe igual las distintas frecuencias y alcanza el máximo de percepción en las medias, de ahí que para aproximar más la unidad a la realidad auditiva, se ponderen las unidades (para ello se utilizan las llamadas curvas isofónicas).
Por este motivo se definió el decibel A (dBA), una unidad de nivel sonoro medido con un filtro previo que quita parte de las bajas y las muy altas frecuencias. De esta manera, después de la medición se filtra el sonido para conservar solamente las frecuencias más dañinas para el oído, razón por la cual la exposición medida en dBA es un buen indicador del riesgo auditivo y vital.
1.3.5 UNIDADES BASADAS EN EL DECIBEL
Como el decibel es adimensional y relativo, para medir valores absolutos se necesita especificar a qué unidades está referida la medida:
dBSPL: Hace referencia al nivel de presión sonora. Es la medida, por ejemplo, usada para
referirse a ganancia o atenuación de volúmen. Para sonido en el aire, toma como unidad de referencia 20 micropascal.
dBW: La W indica que el decibel hace referencia a volts. Es decir, se toma como referencia 1 W (volt). Así, a un volt le corresponden 0 dBW.
1.3.6 APLICACIONES EN ACÚSTICA
El decibel es la principal unidad de medida utilizada para el nivel de potencia o nivel de intensidad del sonido.
En esta aplicación la escala termina hacia los 140 dB, donde se llega al umbral del dolor. Se utiliza una escala logarítmica porque la sensibilidad que presenta el oído humano a las variaciones de intensidad sonora sigue una escala aproximadamente logarítmica, no lineal. Por ello el belio y su submúltiplo el decibel, resultan adecuados para valorar la percepción de los sonidos por un oyente. Se define como la comparación (relación) entre dos sonidos porque en los estudios sobre acústica fisiológica se vio que un oyente al que se le hace escuchar un solo sonido no puede dar una indicación fiable de su intensidad, mientras que, si se le hace escuchar dos sonidos diferentes, es capaz de distinguir la diferencia de intensidad. Normalmente una diferencia de 3 decibeles, que representa el doble de señal, es la mínima diferencia apreciable por un oído humano sano. Una diferencia de 10 decibeles es aparentemente el doble de señal aunque la diferencia de sonoridad sea de diez veces.
1.3.7 INTENSIDAD SONORA
Es la energía que atraviesa en la unidad de tiempo la unidad de superficie, perpendicular a la dirección de propagación de las ondas, se mide en watt/m2.
La intensidad fisiológica o sensación sonora de un sonido se mide en decibeles (dB). Por ejemplo, el umbral de la audición está en 0 dB, la intensidad fisiológica de un susurro corresponde a unos 10 dB y el ruido de las olas en la costa a unos 40 dB. La escala de sensación sonora es logarítmica, lo que significa que un aumento de 10 dB corresponde a una intensidad 10 veces mayor: por ejemplo, el ruido de las olas en la costa es 1000 veces más intenso que un susurro, lo que equivale a un aumento de 30 dB.
1.3.8 INTENSIDAD EN DECIBELES (dB) DE DIFERENTES FUENTES DE SONIDOS COMÚNES
El ruido impulsivo es aquel ruido cuya intensidad aumenta bruscamente durante un impulso. La duración de este impulso es breve, en comparación con el tiempo que transcurre entre un impulso y otro. Suele ser bastante más molesto que el ruido continuo.
1.3.9 PRESIÓN SONORA
Es la variación de Presión que puede ser detectada por el oído humano. El umbral de percepción para un individuo se produce a partir de una presión sonora de 2x10-5 Nw/m2. La poca operatividad de esta escala, hace necesario utilizar los decibeles (dB) para expresar la magnitud de la presión sonora, la cual es el logaritmo (de base 10) de la relación de dos intensidades y viene dada por la siguiente expresión:
NP (dB) = 10log (P1/P0)
2. CONTROL DE RUIDO
2.1 DEFINICIÓN DE CONTROL DE RUIDO
Técnica para obtener unos valores de ruido aceptables dependiendo de las condiciones. Para ello se necesita recordar los siguientes conceptos básicos:
Sonido:
Alteración que puede ser detectada por el odio humano.
Ruido:
Cualquier perturbación del sonido no deseada.
Debemos de entender que el control de ruido es distinto a la reducción del ruido. Habrá circunstancias en las que haya que aumentar el ruido para conseguir un ruido aceptable.
Para comprenderlo mejor lo mostramos con el siguiente ejemplo:
En la sala de espera de una consulta médica, si tenemos un silencio absoluto se podría escuchar la conversación que se mantiene en el interior de la consulta, por ello se tendrían dos opciones:
Se incrementa el ruido en la sala de espera mediante sistemas de ventilación para mantener la privacidad.2
Se hace la pared que separa ambas salas con un material que absorba mejor el sonido.
SOLUCIÓN VIABLE:La 1º opción es mucho más económica.
2.2 TÉCNICAS DE CONTROL DE RUIDO Técnicas de control de ruido:
En la fuente.
En la vía de transmisión.
En el receptor.
2
En la fuente:
Reducir la amplitud de las fuerzas que generan el ruido.
Reducir la vibración de los componentes.
En la vía de propagación:
Barreras entre fuente y receptor.
Cambiar la orientación.
Cerramientos.
En el receptor:
Aparatos de protección del oído.
Cabinas.
2.3 PROPAGACIÓN DEL SONIDO EN ESPACIOS
Dos tipos fundamentales de propagación del sonido:
En espacios cerrados.
En espacios abierto.
La principal diferencia entre ambos esta en las reflexiones que se producen contra los límites de los espacios cerrados.
2.3.1 PROPAGACIÓN LIBRE
ATENUACIÓN:
Fórmula general de la atenuación:
At
= Adiv
+ Aaire
+ Asuelo
+ Amisc
En donde:
At =
Atenuación.Adiv
= Expansión esférica de la energía acústica.Aaire
= Transformación de una parte de energía en calor.Asuelo
= Rebotes de la onda contra la superficie.Amisc= Otros tipos de atenuación: vegetación, edificios, etc.
BARRERAS:
Se definen como cualquier obstáculo contra el sonido que bloquea al receptor la línea de visión de
la fuente sonora.
La medida que nos da una barrera es la pérdida por inserción (IL).
Tenemos dos tipos de barreras:
Barreras Delgadas:Formadas por vallas, muros simples.
Barreras Gruesas(aprox. 3 m de grosor): Formadas por edificios, diques,etc.
2.3.2 PROPAGACIÓN EN ESPACIOS CERRADOS
La principal característica son las reflexiones y absorciones por parte de las paredes del recinto, dependiendo del tipo de material una mayor parte de la energía acústica será absorbida por la pared.
El valor de esta absorción sería:
A = Asuperficie+ Aaire+ Amobiliario (Sabinos)
En una habitación nos llegan dos tipos de sonidos:
El directo producido por la fuente.
El reflejado que produce el fenómeno de REVERBACIÓN que es la persistencia del sonido una vez ha cesado en la fuente.
[image:21.595.44.529.370.472.2]Vemos un ejemplo de cómo se produce la reflexión de las ondas sonoras a medida que avanza en el tiempo:
FIG 2.3.2 EJEMPLO DE REFLEXIÓN
De ahí que se pueden definir dos tipos de niveles sonoros en una habitación:
Directo: Ld= Lw-20 log r - 10.9 (dB)
Reflejado: Lr= Lw- 10 log A + 6 (dB)
Siendo:
Lr = la potencia sonora reflejada.
A = absorción.
2.4 AISLAMIENTO ACÚSTICO
Se define aislamiento acústico a la protección de un recinto contra la penetración de sonidos que interfieran a la señal sonora deseada, estos sonidos pueden prevenir tanto del exterior como del interior del edificio.
Para encontrar las formas de protección de los recintos contra el ruido, se debe establecer en primer lugar la naturaleza de estos ruidos, y los caminos por los cuales penetran en el recinto, los cuales pueden ser muy diversos (a través de aperturas, grietas, conductos de ventilación, vibraciones).
Por otra parte, debemos conocer en qué medida el aislamiento acústico depende de las propiedades físicas del material de las paredes, y de las características del ruido.
Así mismo es de gran importancia conocer la dependencia del aislamiento acústico con la frecuencia, no solo porque la transmisión acústica de los diversos materiales varía con la frecuencia, sino también porque la percepción auditiva depende de la frecuencia.
Teniendo en cuenta que para curvas de igual nivel sonoro, la sensibilidad del oído para bajas y altas frecuencias se vuelve progresivamente menor, tendremos que a medida que el nivel de presión acústica se reduce, una disminución uniforme de esta presión origina una notable reducción en los niveles de sonoridad de las componentes de ruido de alta y baja frecuencia, lo cual implica que el mayor valor de aislamiento acústico se presentará a las altas y bajas frecuencias del espectro de la señal de ruido (si suprimimos de manera significativa las bajas frecuencias se consigue reducir la acción enmascarante del ruido , y una supresión de las altas frecuencias nos lleva a una mejora cuando el ruido que interfiere es la palabra, la cual pierde su claridad con las pérdidas de las componentes de alta frecuencia.
Se estudiará ahora el proceso de reflexión y transmisión de ondas acústicas sobre las superficies.
En primer lugar se define como aislamiento acústico o ruido aéreo de una pared, a la pérdida de energía que experimenta las ondas acústicas al atravesar la pared.3
2.5 PROCESO DE TRANSMISIÓN ACÚSTICA
El proceso que se lleva a cabo cuando una onda acústica incide en una pared es el siguiente:
3
Las partículas de aire muy pró llegar la onda acústica. Esta ene próximo a ella, en la dirección o pared se refleja, mientras que o desplacen las partículas del sólid material, por efecto de las fuerz acústica, se transmitirá parte de l que a su vez se transformará reflexiones y a la absorción intern
Existen factores que hacen q diferentes tipos de aperturas exis puertas, por un montaje inadec encontrarán más dificultades a la sonidos de más de 1000 Hz de fr medida que aumenta la frecue frecuencias será muy pequeña, m 1000 Hz, su longitud de onda s onda aumenta, con lo cual la pre paredes también se llevara a cab aislante debe ser tanto más gru acústica incidente.
Para estudiar el cálculo de la ejemplo de la figura siguiente do de 80 dB en los dos casos, mien en un caso, y en el otro de 20 dB 45 dB en el primer caso y de 60 d
CAMBIOS DE MEDIO
próximas a la superficie de la pared se verán f nergía que llega hace vibrar a la superficie sól n opuesta a dicha pared. Una parte de la en e otra se transmite. La energía transmitida p
lido mientras que por otro lado esta energía s erzas intermoleculares. Es decir, al incidir sob
e la energía de ésta, originándose una vibració rá en ondas acústicas, con una pérdida d erna del material.
que el aislamiento acústico disminuya, como xistentes en la pared, a través de rendijas y a ecuado de ventanas. Por otra parte, es imp
la hora de aislar los sonidos graves que los a e frecuencia, la longitud de onda será bastante cuencia, esto implica que la presión de a
, mientras que para ondas acústicas cuya frec será grande y a medida que la frecuencia d resión ejercida será mayor y la transmisión de abo más fácilmente. Esto lleva a una conclusi gruesa o densa cuanto más bajas sean las
la energía acústica transmitida a través de un donde se puede apreciar que el nivel de pres entras que el nivel de presión acústica en el lo dB, lo que nos informa que el aislamiento acú 0 dB en el segundo.
FIG 2.5.1 PÉRDIDAS POR TRANSMISIÓN
n forzadas a desplazarse al sólida comprimiendo el aire energía incidente sobre la por un lado hace que se se disipa absorbiéndola el sobre una pared una onda ción mecánica en la pared, de energía debido a las
mo pueden ser a través de agujeros existentes en las mportante conocer que se s agudos, puesto que para nte pequeña, y disminuirá a aire generado por estas recuencia oscile entre 50 y disminuye su longitud de de esta frecuencias por las sión rápida donde la pared as frecuencias de la onda
Cuando una onda acústica que viaja en un medio encuentra la frontera de un segundo medio, se generan ondas reflejadas y transmitidas. Las razones de las amplitudes de presión e intensidades de las ondas transmitidas y reflejadas con respecto a las de la onda incidente, dependen de las impedancias acústicas características y velocidades del sonido en los dos medios y del ángulo de incidencia que la onda hace con la normal a la interface. Supóngase que la onda incidente y la onda reflejada viajan en un fluido de impedancia acústica característica rj = ρxC-L donde ρi es la densidad en equilibrio del fluido y Cila velocidad de fase en el fluido. Supóngase que la onda transmitida viaja en un fluido de impedancia acústica característica r2 = ρtc2. Si la amplitud compleja de presión de la onda incidente es P, la de la onda reflejada P, y la de la onda transmitida Pr, entonces se pueden definir los coeficientes de transmisión y reflexión de presión.
ܶ=ܲ௧/ܲ
ܴ=ܲ/ܲ
Los coeficientes de transmisión y reflexión de intensidad si son reales están definidos por:
ܶ௧ =ܫܫ௧ = ݎଵ ݎଶ|ܶ| ଶ ܴ௧=ܫܫ = |ܴ| ଶ
TRANSMISIÓN DE UN FLUIDO A OTRO: INCIDENCIA NORMAL
Sea la cual, cuando llega a la frontera, genera una onda reflejada:
FIG 2.5.2 REFLEXIÓN Y TRANSMISIÓN DE ONDAS PLANAS QUE INCIDEN NORMALMENTE EN UNA FRONTERA.
Hay dos "condiciones que se deben cumplir todo el tiempo y en todos los puntos de la frontera: 1) las presiones acústicas a ambos lados de la frontera son iguales y 2) las velocidades de las partículas normales a la frontera son iguales. La primera condición, continuidad de presión, significa que no puede haber una fuerza neta en el plano (sin masa) que separa los fluidos. La segunda condición, continuidad de la velocidad normal, requiere que los fluidos permanezcan en contacto. La presión y la velocidad normal de una partícula de tal manera que las dos condiciones de frontera son:
Que lleva directamente al coeficiente de reflexión:
Entonces si 1+R=T:
Los coeficientes de reflexión y transmisión de intensidad:
TRANSMISIÓN A TRAVÉS DE UNA CAPA: INCIDENCIA NORMAL.
[image:26.595.219.400.447.559.2]Supóngase que una capa de grueso uniforme L está entre dos fluidos diferentes y que una onda plana incide en esta frontera como se indica en la figura. Sean las impedancias características de los fluidos rt, r2y r3, respectivamente.
FIG 2.5.3 REFLEXIÓN Y TRANSMISIÓN DE ONDAS PLANAS QUE INCIDEN NORMALMENTE EN UNA CAPA.
Si el fluido último es el mismo que el fluido inicial,ݎଵ=ݎଷ:
ܶ௧ =
1 1 +ଵ
ସ( మ భ− భ మ) ଶݏ݁݊ଶܭଶܮ
Si además ݎଶب ݎଵ:
ܶ ൎ 1
1 +ଵ
ସቀ మ
భቁ
ଶ
ݏ݁݊ଶ݇ଶܮ
Finalmente, para todas las situaciones, exceptuando las correspondientes a paredes muy gruesas y altas frecuencias, k2L < I y consecuentemente, sean k2L puede reemplazarse por k2L, de tal manera que (6.14c) se convierte en:4
ܶ
௧ൎሺ మ ೖమಽିೝభೝమ)మCoeficiente de transmisión:
ן ݐ ൎ 4
4 cosଶ݈݇+ (ఘమమ
ఘభభ)
ଶݏ݅݊ଶ݈݇
ן ݐ ൎ(ߩ 4ߩଷܥଷߩଵܥଵ
ଷܥଷ+ߩଵܥଵ)ଶܿݏଶ݇ଶ݈+ (ߩଶܥଶߩଷܥଷߩଵܥଵ/ߩଶܥଶ)ଶݏ݅݊ଶ݇ଶ݈
Si ߩଵܥଵ=ߩଷܥଷ->aire
ߩଶܥଶب ߩଵܥଵ
PT=10logூ
ூ௧ donde:
It= Intensidad transmitida
PT=−͵ͳǤͶ ʹͲ log ∇݂
3. RUIDO INDUSTRIAL
3.1 MEDICIÓN DEL RUIDO INDUSTRIAL
La medición del ruido industrial requiere de información básica para su planeación y ejecución: planos de distribución de la unidad productiva, descripción del proceso, número de trabajadores, especificación del puesto de trabajo, programas de mantenimiento, registros de producción, opinión de supervisores y de los empleados, reconocimiento visual y auditivo. La medición directa del riesgo considera el ambiente acústico, medición de las actividades, variaciones operacionales, utilización de procedimientos técnicos y normativos adecuados (métodos de evaluación ambiental) y selección de la instrumentación correcta.
3.2 RUIDO INDUSTRIAL Y EFECTOS DE SALUD
La generación de sensaciones auditivas en el ser humano es un proceso extraordinariamente
complejo, el cual se desarrolla en tres etapas básicas:
Captación y procesamiento mecánico de las ondas sonoras.
Conversión de la señal acústica (mecánica) en impulsos nerviosos, y transmisión de dichos impulsos hasta los centros sensoriales del cerebro.
Procesamiento neural de la información codificada en forma de impulsos nerviosos.
La captación, procesamiento y transducción de los estímulos sonoros se llevan a cabo en el oído propiamente dicho, mientras que la etapa de procesamiento neural, en la cual se producen las diversas sensaciones auditivas, se encuentra ubicada en el cerebro. Así pues, se pueden distinguir dos regiones o partes del sistema auditivo: la región periférica, en la cual los estímulos sonoros conservan su carácter original de ondas mecánicas hasta el momento de su conversión en señales electroquímicas, y la región central, en la cual se transforman dichas señales en sensaciones.5
5
FIG 3.2 OÍDO HUMANO
El oído o región periférica se divide usualmente en tres zonas, llamadas oído externo, oído medio y oído interno, de acuerdo a su ubicación en el cráneo, como puede verse en la siguiente figura:
Los estímulos sonoros se propagan a través de estas zonas, sufriendo diversas transformaciones hasta su conversión final en impulsos nerviosos. Tanto el procesamiento mecánico de las ondas sonoras como la conversión de éstas en señales electroquímicas son procesos no lineales, lo cual dificulta la caracterización y modelado de los fenómenos perceptuales.
El proceso de transducción o conversión de señal mecánica a electroquímica se desarrolla en el órgano de Corti, situado sobre la membrana basilar.
Las vibraciones de la membrana basilar hacen que ésta se mueva en sentido vertical. A su vez la membrana tectorial, ubicada sobre las células ciliares (los transductores), vibra igualmente; sin embargo, dado que los ejes de movimiento de ambas membranas son distintos, el efecto final es el de un desplazamiento "lateral" de la membrana tectorial con respecto a la membrana basilar. Como resultado, los cilios de las células ciliares externas se "doblan" hacia un lado u otro.
En el caso de las células internas, aún cuando sus cilios no están en contacto directo con la membrana tectorial, los desplazamientos del líquido y su alta viscosidad (relativa a las dimensiones de los cilios) hacen que dichos cilios se doblen también en la misma dirección.
La diferencia fundamental entre los dos fluidos de la cóclea, la perilinfa y la endolinfa, estriba en las distintas concentraciones de iones en los dos fluidos. De esta manera, la endolinfa se encuentra a un potencial eléctrico ligeramente positivo.
existentes, los cambios en la membrana modulan una corriente eléctrica que fluye a través de las células ciliares.
La consiguiente disminución en el potencial interno de las células internas provoca la activación de los terminales nerviosos aferentes, generándose un impulso nervioso que viaja hacia el cerebro. Por el contrario, cuando los cilios se doblan en la dirección opuesta, la conductividad de la membrana disminuye y se inhibe la generación de dichos impulsos.
Las fibras aferentes están conectadas mayormente con las células ciliares internas, por lo que es posible concluir con certeza que éstas son los verdaderos "sensores" del oído. Por el contrario, el papel de las células ciliares externas (más numerosas que las internas) era objeto de especulaciones hasta hace pocos años.
Recientemente se ha comprobado que dichas células no operan como receptores, sino como "músculos", es decir, como elementos móviles que pueden modificar las oscilaciones en la membrana basilar.
La actuación de las células ciliares externas parece ser la siguiente: para niveles de señal elevados, el movimiento del fluido que rodea los cilios de las células internas es suficiente para doblarlos, y las células externas se saturan. Sin embargo, cuando los niveles de señal son bajos, los desplazamientos de los cilios de las células internas son muy pequeños para activarlas; en este caso, las células externas se "alargan", aumentando la magnitud de la oscilación hasta que se saturan.
Este es un proceso no lineal de realimentación positiva de la energía mecánica, de modo que las células ciliares externas actúan como un control automático de ganancia, aumentando la sensibilidad del oído.
Este nuevo modelo del mecanismo de transducción nos indica que el conjunto formado por la membrana basilar y sus estructuras anexas forman un sistema activo, no lineal y con realimentación, y permite explicar dos fenómenos asociados al oído interno: el "tono de combinación", generado a partir de dos tonos de distinta frecuencia por un elemento no lineal que contiene un término cúbico, y las "emisiones otoacústicas", las cuales consisten en tonos generados en el oído interno en forma espontánea o estimulada, y que pueden llegar a ser audibles.
3.2.1 LA NOCIVIDAD DEL RUIDO DEPENDE DE 5 FACTORES FUNDAMENTALES:
2.Tiempo de exposición
3.Frecuencia: Los ruidos de alta frecuencia son más nocivos que los de baja frecuencia
4. Intervalo entre las exposiciones
5. Sujeto pasivo receptor
En general, dentro de los efectos del ruido se encuentran:
- Cefalea
- Dificultad para la comunicación oral
- Disminución de la capacidad auditiva o hipoacusia
- Perturbación del sueño y descanso.
- Estrés
- Fatiga, neurosis, depresión.
- Molestias o sensaciones desagradables que el ruido provoca. A menudo se
acompaña de zumbido y tinnitus, en forma continua o intermitente.
- Efectos sobre el rendimiento
- Alteración del sistema circulatorio (Hiperpresión arterial y vasoespoasmo) y digestivo (Aumento de secreciones y peristaltismo intestinal).
- Aumento de secreciones hormonales: tiroides y suprarenales (cortisol)
- Trastornos en el sistema neurosensorial
- Disfunción sexual
- Otros efectos.
auditivo externo al oído interno; y Pérdida Neurosensorial, por lesión del oído interno o del nervio auditivo.
Existen varios mecanismos de exposición a un ambiente ruidoso, esto puede ser de manera continua, fluctuante, intermitente o impulsiva y dependerá de ello la profundidad y la rapidez con la que se desarrolle la pérdida auditiva, aunque en cualquiera de estos casos, es lamentablemente irreversible. El sitio primario de lesión es al nivel de los receptores sensoriales en la cóclea (oído interno), esto es, en las células ciliadas externas del órgano de Corti; en algunos casos, las células de sostén también pueden verse afectadas. Dependiendo de los estímulos (intensidad, duración, frecuencia, tono, horario etc.) el ruido puede causar daño a las células ciliadas que van desde su destrucción total a lesiones en alguna de sus supra estructuras (ejemplo, estereocilios); sin embargo, cualquier que sea el daño, generalmente se traduce en alteraciones en la función auditiva. Sin embargo, los efectos a la salud son sistémicos.
3.2.2 MECANISMOS Y TIPOS
La pérdida auditiva ocasionada por un ruido se divide clásicamente en dos:
1. Trauma acústico, que es causado por un ruido único, de corta duración pero de muy alta intensidad (por ejemplo, una explosión) y resulta en una pérdida auditiva repentina y generalmente dolorosa.
2. Hipoacusia neurosensorial inducida por ruido, por exposición crónica a ruidos de no tan alta intensidad; el mecanismo por el cual esta exposición causa lesión no es muy bien conocido, pero también hay destrucción de las estructuras del oído medio. Generalmente se acompaña de otros síntomas tales como acúfenos, disminución de la capacidad de discriminación, distorsión de los sonidos o diplacusias. La exposición constante a ruidos puede generar cefalea, cansancio y mal humor. Un paciente con hipoacusia inducida por ruido comúnmente consulta al médico porque presenta dificultad para oír y entender el lenguaje cotidiano, especialmente en un ambiente ruidoso.
El estudio de elección para el diagnóstico de la hipoacusia inducida por ruido es la audiometría, en donde característicamente se encuentra disminución en los umbrales auditivos de las frecuencias altas; sin embargo en años recientes se ha implementado una nueva técnica diagnóstica que, al parecer, es muy sensible para localizar más específicamente las zonas de daño estructural; se trata de una técnica no invasiva basada en la medida sistemática de la respuesta coclear conocida como emisiones otoacústicas; estas emisiones son generadas primariamente por las células ciliadas externas.
El estudio de la relación entre los umbrales auditivos por audiometría y la presencia de emisiones otoacústicas, en pacientes con y sin hipoacusia inducida por ruido; ha determinado que en los pacientes expuestos a ruido las emisiones estaban muy disminuidas, aún cuando los umbrales auditivos no mostraban cambios importantes, lo que demuestra que las emisiones otoacústicas representan una medida más exacta del daño coclear que está produciendo la exposición a ruido aún
antes de que el paciente pueda percatarse de ello.
Otros aspectos importantes que deben tomarse en cuenta cuando se habla del efecto nocivo del ruido, es la susceptibilidad; estudios a largo plazo han demostrado que algunos oídos son dañados más fácilmente que otros. La susceptibilidad individual varía enormemente e incluso pueden existir alteraciones genéticas en la cóclea que contribuyan a esta susceptibilidad. Aunque hay una enorme lista de factores predisponentes tales como el tabaquismo, enfermedades cardiovasculares, diabetes, hipercolesterolemias, etc. muchos podrán ser inespecíficos; otros, como la pigmentación de la piel o la edad, son decisivos. La combinación con ciertos agentes químicos produce reacciones más fuertes que el estímulo sonoro solamente, tal es el caso de los aminoglucósidos, diuréticos de asa, salicilatos y antineoplásicos, los cuales aplicados en ambientes ruidosos, han demostrado tener mayor ototoxicidad.
que aquella que se presenta cuando actúa cada uno de los estímulos por separado. Actualmente se están estudiando también los efectos de la exposición a sonidos de infra y ultrafrecuencia que normalmente no son percibidos por el oído humano, pero que generan un estímulo vibratorio que deteriora la función coclear.
La pérdida de la audición inducida por ruido (PAIR) ha sido descrita desde la revolución industrial. Desde hace varias décadas se ha ubicado entre las diez primeras causas de patología ocupacional; sin embargo, la mayoría de los organismos gubernamentales han hecho poco para prevenirla.Para 1995, en los Unidos de Norteamérica, existían aproximadamente 8 millones de trabajadores con PAIR, lo cual calificó este cuadro clínico como la enfermedad industrial más prevalente. Problemas similares ocurren en otros países con industrias con ruido crítico. Aunque la PAIR se ha clasificado como una enfermedad, es actualmente el resultado acumulativo de daño repetitivo de las células cocleares del órgano de Corti, con consecuencias humanas y económicas que afecta muchas familias de países industrializados. Esto es particularmente lamentable porque la PAIR es completamente prevenible a bajos costos.
Los médicos ocupacionales, otorrinolaringólogos y otologistas han descrito el incremento de frecuencia de la PAIR relacionada a las condiciones y medio ambiente de trabajo. Desafortunadamente pocas especialidades médicas proveen de entrenamiento especial y necesario para el manejo experto de esta compleja subespecialidad. Es necesario el manejo adecuado cuando se considera el diagnóstico de la PAIR, para proveer asesoría sobre el manejo de casos y consulta legal a empleados y empleadores.
En la PAIR, la audición se define como discordante o sonido no encontrado, con lesión irreversible del oído interno. Sin embargo, es necesario destacar que la exposición a ruido industrial no es la única causa de esta afección.Existe una amplia variación de susceptibilidad individual a la pérdida de la audición por ruido. Se ha determinado que la exposición a ruidos de intensidad elevada durante tiempo prolongado puede producir deterioro de la capacidad auditiva. Además, la frecuencia puede producir PAIR: se conoce que los sonidos de bajas frecuencias son menos dañinos para el oído interno, que los sonidos de alta frecuencia.El ruido no afecta todas las frecuencias por igual, lesionando especialmente las frecuencias de 3000, 4000 y 6000 Hz; siendo posible medir la pérdida del umbral de la audición en personas expuestas a ruidos continuos por encima de 80 dB. Típicamente las frecuencias de 500, 1000 y 2000 Hz no son afectadas.
La PAIR asociada con la ocupación tiene ciertas características importantes:
- La pérdida auditiva se produce principalmente por daño neurosensorial por lesión de las células cocleares.
- El empleado tiene una historia de exposición prolongada a niveles de ruido suficientes para causar el grado de pérdida evidente de la capacidad auditiva o patrón audiológico correspondiente.
FIG 3.2.1.1 GRÁFICA DE PÉRDIDA DE AUDICIÓN
- La PAIR es bilateral.
- La pérdida de la audición puede iniciarse en frecuencias elevadas (3000 a 6000 Hz); generalmente igual para ambos oídos, lo cual puede variar según el efecto de la fuente de ruido sobre un oído en particular.
- Los empleados con pérdida ocupacional de la audición en frecuencias elevadas, generalmente tienen buena discriminación del habla en ambientes silentes; frecuentemente 75% o más.
- La pérdida de la capacidad auditiva se estabiliza si el empleado es retirado de la exposición al ruido.
3.3 NVH
El ruido, vibración y dureza (NVH), también conocido como el ruido y las vibraciones (N & V), es el estudio y modificación de las características de ruido y vibraciones de los vehículos, en particular de automóviles y camiones. Si bien el ruido y las vibraciones se pueden medir fácilmente, la dureza es una cualidad subjetiva, y se mide a través de "jurado" las evaluaciones, o con las herramientas analíticas que proporcionan resultados que reflejan humanos impresiones subjetivas. Estas últimas corresponden a las herramientas del campo conocido como "psicoacústica".
Interior ofertas de NVH con el ruido y la vibración experimentada por los ocupantes de la cabina, mientras que exterior de NVH tiene mucho que ver con el ruido irradiado por el vehículo, e incluye la unidad por pruebas de ruido.
NVH es sobre todo de ingeniería, pero las mediciones objetivas a menudo no logran predecir o se correlacionan bien con la impresión subjetiva de los observadores humanos.
Esto es en parte porque el cuerpo humano tiene su propia respuesta en frecuencia, por ejemplo, la respuesta del oído en los niveles de ruido moderado se aproxima por una ponderación- , pero esto no quiere decir que dos ruidos con el mismo nivel con ponderación A son igualmente inquietantes.
El campo de la psicoacústica es parcialmente responsable de esta correlación.
En algunos casos, el ingeniero de NVH se le pide que cambie la calidad del sonido, es decir, sumando o restando los armónicos particulares, en lugar de hacer el coche más silencioso.
FUENTES DE NVH
Las fuentes de ruido en un vehículo son muchas, incluyendo el motor, transmisión, neumáticos zona de contacto y la superficie de la carretera, frenos, y el viento.
El ruido de los ventiladores de refrigeración, o la climatización, el alternador y otros accesorios del motor también es bastante común.
Muchos de los problemas que se generan, ya sea como vibración o ruido, transmite a través de una variedad de caminos, y luego irradiada acústico en la cabina.
Estos se clasifican como "estructuras sólidas" de ruido.
Otros se generan acústica y se propaga por las rutas aéreas.
el volante, el asiento, los apoyabrazos, o en el suelo y los pedales. Algunos problemas se detectan visualmente - tales como la vibración de los refuerzos superiores o espejo retrovisor de los coches de techo abierto.
NVH TONAL CONTRA NVH BANDA ANCHA
NVH puede ser tonal, como el ruido del motor, o de banda ancha, como el ruido de la carretera o el ruido del viento, por lo general. Algunos sistemas resonantes responder a las frecuencias características, pero en respuesta a una excitación aleatoria.
Por lo tanto, aunque se ven como problemas tonales en cualquier espectro de una, su amplitud varía considerablemente. Otros problemas son de caja, como silbidos de las antenas.
Ruidos tonales tienen a menudo armónicos. Aquí está el espectro de ruido de los Ferrari de Michael Schumacher en 16680 rpm, mostrando los diferentes armónicos. El eje x se dan en términos de múltiplos de la velocidad del motor. El eje y es logarítmica, y sin calibrar.
INSTRUMENTACIÓN
Instrumentación típica utilizada para medir NVH incluyen micrófonos y acelerómetros y medidores de fuerza, o células de carga. Muchas instalaciones de NVH tendrá semi- anecoicas cámaras y rodando por carretera dinamómetros
Normalmente se registran señales de particular en el disco duro a través de un convertidor analógico-digital En las grabadoras de cintas magnéticas o DAT últimos fueron utilizados. La integridad de la cadena de señal es muy importante, típicamente cada uno de los instrumentos utilizados están completamente calibrado en un laboratorio una vez por año, y cualquier configuración dada se calibra en su conjunto una vez por día.
LAS TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN
Las técnicas utilizadas para ayudar a identificar NVH incluyen la sustitución de parte, el análisis modal, las pruebas de los equipos de perforación, revestimiento de plomo, la intensidad acústica, el análisis de trayectoria de transferencia, y la coherencia parcial. La mayoría del trabajo NVH se realiza en el dominio de la frecuencia, utilizando Fourier rápido transforma para convertir las señales de dominio de tiempo en el dominio de la frecuencia. Wavelet análisis, el análisis de orden, el análisis estadístico de energía , y la evaluación subjetiva de señales modificadas en tiempo real también se utilizan.
PC BASADO EN EL MODELADO
NVH necesita buenos prototipos representativos de la producción de vehículos, para su análisis. Estos cambios son necesarios al principio del proceso de diseño como las soluciones a menudo necesitan una modificación sustancial al diseño, forzando en los cambios de ingeniería que son mucho más barato cuando se hace temprano. Estos primeros prototipos son muy caros, por lo que no ha habido un gran interés en las técnicas de predicción asistido por ordenador de NVH. A veces estos trabajos. El dorso de la envolvente cálculos son muy útiles.
CAPITÚLO 2: PROBLEMÁTICA EN EL LABORATORIO DE ISISA
2.1 PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN DE RUIDO
DATOS ÚTILES:
Se procede a trabajar bajos los entandares de la normaNOM – 081 – ECOL – 1994.
Nombre o razón social:Laboratorio ISISA de ESIME Zacatenco.
Características de operación: El motor de diesel es considerado un ruido que afecta al oído del
alumno durante sus prácticas con esta máquina, así mismo los profesores que ocupan este
laboratorio, el horario de funcionamiento no es continúo ya que este equipo solo se utiliza para fines
prácticos.
Tipo de medición:Semicontinúa.
Fecha y hora:
29 de Marzo del 2012; 16:00 Hrs y 30 de Marzo del 2012; 15:50 Hrs.
Otras eventualidades:
Clima templado.
El motor de diesel provoca contaminación del aire debido al escape de los gases del motor.
EQUIPO DE MEDICIÓN QUE SE UTILIZÓ:
Sonómetro marca NORSONIC AS. Modelo N-3408.
No. Serie: 1322744.
Flexómetro 5m. Marca TRUPER.
2.1.1 ESTRUCTURA DEL LABORATORIO DE ISISA
La Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y eléctrica de la Unidad Zacatenco cuenta con una nueva carrera Ingeniería en Sistemas Automotrices (ISISA) implantada hace 5 años , la cual desde un inicio se tuvieron conflictos como el nombre de la Carrera como tal, ya que sus abreviaciones iniciales eran ISA pero debido a que estas abreviaciones es Ingeniería en Sistemas Ambientales en la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas , tuvieron que modificar de nuevo su abreviación; pero esto no solo es la problemática de esta carrera como tal, porque también no se tiene un reconocimiento ni una motivación para el ingreso de nuevos alumnos a esta carrera hasta el momento hay 1 grupo en cada semestre (de 1ero a 9vno), y esto es debido a que las aulas no son suficientes para el desempeño académico de los alumnos de esta carrera.
[image:41.595.218.432.347.550.2]La mayor problemática que tienen los alumnos y los profesores es el Laboratorio, se puede decir que este fue diseñado improvisadamente, ya que como se mencionaba anteriormente no se cuenta con espacio suficiente para el rendimiento de los alumnos. Este laboratorio es un espacio que se le cedió a ISISA por parte del Laboratorio de ICA para que lo improvisaran como laboratorio actualmente se cuenta con una separación entre los 2 laboratorios con tablas y una reja.
FIG 2.1.1.1 CROQUIS DE UBICACIÓN DEL LABORATORIO
FIG 2.1.1.2 PLANO DEL LABORATORIO DE ISISA
Esté plano muestra la pared de separación de los laboratorios en cuestión (Ver imagen a lado de flecha)
FIG 2.1.1.3 PARED DE SEPARACIÓN DEL LABORATORIO DE ISISA DEL DE ICA. En esta figura se puede observar las rejas y tablas con las cuales están separados los
laboratorios.
FIG 2.1.1.4 LABORATORIO DE ISISA
Esté plano muestra los puntos de medición base para las pérdidas por transmisión de ruido entre el laboratorio de ISISA y el laboratorio de ICA (Los puntos de medición se
muestran en el plano en forma de estrellas)
[image:44.595.166.489.125.345.2] LADO DEL LABORATORIO DE ISISA
TABLA 2.1.1.3Ruido de fondo por bandas de octavas con la fuente en funcionamiento de
lado del Laboratorio de ISISA.
FRECUENCIA
(Hz) 125 250 500 1K 2K 4K 8K 16K
LADO DEL LABORATORIO DE ICA
TABLA 2.1.1.4Ruido de fondo por bandas de octavas con la fuente en funcionamiento de
lado del Laboratorio de ICA.
FRECUENCIA
(Hz) 125 250 500 1K 2K 4K 8K 16K
dB(A) 116.1 118.3 120.2 113.1 109.5 107.2 104.1 94.6
TABLA 2.1.1.5Pérdidas por transmisión entre la separación de los dos laboratorios por
bandas de octavas con la fuente en funcionamiento.
FRECUENCIA
(Hz) 125 250 500 1K 2K 4K 8K 16K
dB(A) lado del
laboratorio ISISA 119.3 120.1 122.5 116.9 111.1 109 106 96.9 dB(A) lado del
laboratorio ICA 116.1 118.3 120.2 113.1 109.5 107.2 104.1 94.6 Pérdida por
FIG 2.1.1.5 PUERTA DEL LABORATORIO DE ISISA POR FUERA
Esta puerta es levantada en su totalidad al finalizar cada práctica donde es utilizado el motor de diesel, esto es con la finalidad de que los residuos gaseosos tóxicos sean liberados
al exterior del laboratorio.
FIG 2.1.1.6 PUERTA DEL LABORATORIO DE ISISA POR DENTRO
PÉRDIDA POR TRANSMISIÓN DE RUIDO
Esté plano muestra los puntos de medición base para las pérdidas por transmisión de ruido entre el laboratorio de ISISA y fuera del laboratorio de ISISA(Los puntos de medición se
[image:47.595.109.491.169.387.2]muestran en el plano en forma de estrellas)
TABLA 2.1.1.6Pérdidas por transmisión por bandas de octavas con la fuente en
funcionamiento fuera del Laboratorio.
FRECUENCIA
(Hz) 125 250 500 1K 2K 4K 8K 16K
dB(A) dentro del
laboratorio 121.5 122.4 128.4 119.9 112 110 106 98.9 dB(A) fuera del
laboratorio 118.2 120.3 124.2 114.4 109.1 105.1 101 96.4 Pérdida por
MEDIDA Y ANÁLISIS DEL NIVEL DE RUIDO EN EL LABORATORIO DE ISISA
FORMÚLAS UTILIZADAS:
Dónde:
Neq= Nivel equivalente de cada punto
N= Nivel fluctuante para cada punto
T= Periodo de observación
Dónde:
Desviación estándar
Dónde:
Ni= Nivel de observación i
Dónde:
m= Número total de observaciones.
N= Nivel observado.
Dónde:
Ce= Corrección por presencia de valores extremos.
Promedio de las desviaciones estándar para los puntos de medición
TABLA 2.1.1.7Niveles de ruido de fondo del laboratorio de ISISA en bandas de octavas
Valor de los niveles N50, N10y el nivel equivalente de Neq.
Zonas críticas
Promedio N50= 85.7dB(A)
Neq (Neq) = 86.4dB(A)
MEDICIONES
FRECUENCIA (Hz) 125 250 500 1K 2K 4K 8K 16K RUIDO DE FONDO DEL LAB.
Valor medio y Neqdel ruido de fondo.
PROMEDIO DE RUIDO DE FONDO = 79.833174 dB(A)
Neq= 84.827742 dB(A)
Corrección por ruido de fondo.
Cf= -1.56dB(A)
Corrección por presencia de extremos.
N50= 88. 623815 dB(A)
Valor de la fuente fija. 86.842 dB(A) =Nivel de la fuente fija.
TABLA 2.1.1.8 NIVELES DE PRESIÓN SONORA QUE INCIDEN SOBRE LAS SUPERFICIES LÍMITES DEL LABORATORIO, ESPECTRO EN OCTAVAS.
NPS (dB)
FRECUENCIA (Hz) 125 250 500 1000 2000 4000 PARED 1 71.1 75.3 80.1 81.3 84.7 81.8
PARED 2 63.8 69 73.9 76.4 74.1 78.9
PARED 3 60.3 60.1 68.2 67.1 68.9 70.2
PARED 4 69.9 70.4 75.2 77.9 76.3 79.9
TECHO 41.6 42 44.9 54.7 52 44.6
RUIDO TOTAL (dB) 75.1 77.3 81.1 83.3 84.7 83.8
FACTOR DE CORRECCION -15.4 -7.9 -3.7 0 + 1.3 +1
RUIDO TOTAL dB(A) 59.7 69.4 77.4 83.3 86 84.8
En cuanto el Almacén, las mayores problemáticas son la ubicación de dicho motor de diesel, este se encuentra pegado a la pared de este recinto, además de que el ruido del motor es demasiado perjudicial para los almacenistas que trabajan en este lugar, teniendo una jornada laboral de 11 horas semicontinúas. Básicamente esta en pésimas condiciones el almacén con respecto a su arquitectura.
FIG 2.2.1.1 ALMACÉN
En esta figura se puede observar que el motor de diesel está prácticamente pegado a la pared del almacén, por lo que genera vibraciones en la arquitectura.
TABLA 2.2.1.1Pérdidas por transmisión por bandas de octavas con la fuente en
funcionamiento fuera del almacén.
FRECUENCIA
(Hz) 125 250 500 1K 2K 4K 8K 16K
dB(A) dentro del
almacén 124.7 121.2 126.9 120.1 113 112 109 99.2
dB(A) fuera del
almacén 126.3 123.4 128 122.3 115.3 114.2 111.4 101.3 Pérdida por
Transmisión 1.6 2.2 1.1 2.2 2.3 2.2 2.4 2.1
FIGURA 2.2.1.2 NIVELES DE PRESIÓN SONORA QUE INCIDEN SOBRE LAS SUPERFICIES LÍMITES DEL ALMACÉN, ESPECTRO EN OCTAVAS.
TABLA 2.2.1.2 NIVELES DE PRESIÓN SONORA QUE INCIDEN SOBRE LAS SUPERFICIES LÍMITES DEL ALMACÉN, ESPECTRO EN OCTAVAS.
NPS (dB)
FRECUENCIA (Hz) 125 250 500 1000 2000 4000 PARED 1 57.5 64.8 61.2 60 60.2 58.3
PARED 2 84 87 82 89 89.9 86
PARED 3 60.1 62.2 69 79 76.5 79
PARED 4 57 59 61 56.1 56.9 53
TECHO 45 47 49.2 55.1 54 47.2
RUIDO TOTAL (dB) 84 87 82 89 89.9 87 FACTOR DE CORRECCION -15.4 -7.9 -3.7 0 + 1.3 +1
RUIDO TOTAL dB(A) 68.6 79.1 78.3 89 90.2 88
RT dB(A)= 93.8 dB(A)
El salón de clases actual tiene ventanas con un vidrio de 0.5mm y paredes de aluminio esto hace que el ruido producido en el exterior de este se infiltre en el aula.
FIG 2.3.1.1 SALÓN DE CLASES
[image:53.595.176.438.158.363.2]Se puede observar que el salón de clases cuenta con cristales de grosor normal y una puerta no muy bien sellada.
TABLA 2.3.1.1Pérdidas por transmisión por bandas de octavas con la fuente en
funcionamiento fuera del Salón de Clases.
FRECUENCIA
(Hz) 125 250 500 1K 2K 4K 8K 16K
dB(A) dentro del
salón de clases 97.3 89.9 100.2 94.8 96.2 96.5 96 94 dB(A) fuera del
salón de clases 99.2 91.3 103.4 96.9 98.6 99.2 99.1 96.2 Pérdida por
Transmisión 1.9 1.4 3.2 2.1 2.4 2.7 3.1 2.2
Nota:Las mediciones de la tabla fueron tomadas en horas de clase dentro del aula y fuera de clase con la fuente principal en funcionamiento.
FIGURA 2.3.1.2 NIVELES DE PRESIÓN SONORA QUE INCIDEN SOBRE LAS SUPERFICIES LÍMITES DEL SALÓN DE CLASES, ESPECTRO EN OCTAVAS.
TABLA 2.3.1.2 NIVELES DE PRESIÓN SONORA QUE INCIDEN SOBRE LAS SUPERFICIES LÍMITES DEL SALÓN DE CLASES, ESPECTRO EN OCTAVAS.
NPS (dB)
FRECUENCIA (Hz) 125 250 500 1K 2K 4K PARED 1 49.9 45.3 50.9 53.2 57.1 54.2
PARED 2 50.1 49.9 48.4 50.4 52.4 49.3
PARED 3 50 48.2 47.9 48.2 50.4 48
PARED 4 55.1 55.4 54.3 51.1 52 49.9
TECHO 49 49.3 48.7 52 50 43.9
RUIDO TOTAL (dB) 58 57.4 58 59 60 57.3
FACTOR DE CORRECCION -15.4 -7.9 -3.7 0 + 1.3 +1
RUIDO TOTAL dB(A) 42.6 49.5 54.3 59 61.3 58.3
2.1.2 FUENTE DE RUIDO PRINCIPAL
En el interior del laboratorio se puede apreciar la fuente con mayor nivel de ruido, este es el motor de diesel, que tiene un peso aproximado de 450 Kg. Este motor es utilizado para fines prácticos, los alumnos y profesores lo activan y estudian el funcionamiento de este elemento.
Al activarlo los alumnos y profesores no utilizan ningún tipo de protector auditivo, por lo que el sistema auditivo de los alumnos está expuesto aproximadamente unos 30 minutos al día lo que es a la semana un total de 90 minutos, el sistema auditivo de los profesores está expuesto a este ruido 3 horas al día lo que es a la semana un total de 9 horas, mientras que el de los almacenistas 6 horas al día lo que es a la semana un total de 18 horas. Tomando en cuenta la mayor intensidad de ruido medida con el motor en funcionamiento esto es:
Límites máximos medidos de exposición del alumno
Límites máximos medidos de exposición del profesor
Límites máximos medidos de exposición del almacenista
dB(A) Tiempo dB(A) Tiempo dB(A) Tiempo
110 30 Minutos 110 3 Horas 114 6 Horas
Y de acuerdo a la NOM-081:
Límites máximos permisibles de exposición de acuerdo a la NOM-081
dB(A) Tiempo
90 8 Horas
93 4 Horas
96 2 Horas
99 1 Hora
102 30 Minutos
105 15 Minutos
FIG 2.1.2.1 MOTOR DE DIESEL
Este motor se activa por medio de una fuente de alimentación conocida como Batería de Gel.
FIG 2.1.2.2 BATERIA DE GEL PARA ALIMENTAR AL MOTOR DE DIESEL
[image:56.595.256.427.348.478.2]FIG 2.1.2.3 RUEDAS DE LA BASE DEL MOTOR
En esta imagen se pueden observar las ruedas de la base que sostiene nuestra principal fuente de ruido “El motor de diesel”
FIG 2.1.2.4 PUNTOS CRITICOS DEL MOTOR DE DIESEL
En esta imagen se puede observar los puntos críticos tomados para uso práctico, se tomaron 3
TABLA 2.1.2.1 NIVELES DE RUIDO POR CADA PUNTO CRÍTICO DEL MOTOR DE DIESEL EN BANDAS DE OCTAVAS
MEDICIONES
FRECUENCIA (Hz) 125 250 500 1K 2K 4K 8K 16K PUNTO CRITICO 1 dB(A) 110.80 109.70 106.60 107.80 105.70 102.20 96.70 89.60 PUNTO CRITICO 2 dB(A) 121.50 117.40 114.40 113.20 112.00 108.00 103.00 95.70 PUNTO CRITICO 3 dB(A) 113.60 116.10 107.20 108.70 105.10 101.20 95.60 89.60 DESVIACIÓN ESTANDAR(σ) 5.46 3.97 2.88 2.80 3.66 3.90 2.65 4.44
CAPITÚLO 3: PROPUESTA DE SOLUCIÓN DEL PROBLEMA
Como se observó en el capítulo 3, El motor de diesel es la principal fuente de ruido, por lo que se
trabajó con mayor prioridad, sin embargo para tener un mayor control de ruido se realizó un
aislamiento acústico en cada una de las áreas principales del laboratorio de ISISA.
3.1 CONTROL DE RUIDO DENTRO DEL LABORATORIO DE ISISA Entonces se realizan los siguientes cálculos para el aislamiento:
FIGURA 3.1.1.1 TALLER DEL LABORATORIO DE ISISA
En esta imagén se muestra como está distribuido el laboratorio, de igual forma se muestra la
[image:60.595.102.473.420.749.2]asignación de las paredes para obtener el NPS de cada una.
TABLA 3.1.1.1 NIVELES DE PRESIÓN SONORA QUE INCIDEN SOBRE LAS SUPERFICIES LÍMITES DEL LABORATORIO, ESPECTRO EN OCTAVAS.
NPS (dB)
FRECUENCIA (Hz) 125 250 500 1000 2000 4000 PARED 1 71.1 75.3 80.1 81.3 84.7 81.8
PARED 2 63.8 69 73.9 76.4 74.1 78.9
PARED 3 60.3 60.1 68.2 67.1 68.9 70.2
PARED 4 69.9 70.4 75.2 77.9 76.3 79.9
TECHO 38.6 39 44.9 54.7 52 44.6
RUIDO TOTAL (dB) 75.1 77.3 81.1 83.3 84.7 83.8
FACTOR DE CORRECCION -15.4 -7.9 -3.7 0 + 1.3 +1
RUIDO TOTAL dB(A) 59.7 69.4 77.4 83.3 86 84.8
FIGURA 3.1.1.2 CURVAS NR (NOISE RATING) DE EVALUACIÓN DE RUIDO.
TABLA 3.1.1.2 VALORES RECOMENDADOS DEL ÍNDICE NR PARA DIFERENTES LOCALES.
TABLA 3.1.1.3 VALORES DEL NIVEL DE PRESIÓN SONORA CORRESPONDIENTES AL ÍNDICE NR-60 Y NR-70.
Para mayor comodidad, se trabajará con el índice NR-60. Esta decisión beneficia en cuanto a costo.
NPS = ܔܗ ൬ࡼ ࡼ࢘ࢋࢌ ൰= dB
Dónde:
NPS=ܮ: Nivel de presión sonora. = [dB] P: presión Sonora de cada frecuencia. [Pa] Pref: presión de referencia = 20 x10ି [Pa]
ࡼ ൌ ࡼ ࢘ࢋࢌ
ൈ ࢊ
TABLA 3.1.1.4 VALORES DEL NIVEL DE PRESIÓN SONORA CON MATERIALES PROPUESTOS EN EL LABORATORIO
NR 60 NR 70 NPS
Medido
NPS con materiales propuestos
125 74 83 75.1 60.1
250 68 77 77.3 57.3
500 63 73 81.1 56.1
1000 60 70 83.3 54.3
2000 58 68 84.7 52.7
4000 56 66 83.8 56.8
MATERIALES PROPUESTOS:
PARED 1:Placa de yeso (16mm)+ Hormigón (90mm) +Aire (25mm)+Fibra de vidrio (65mm)+Hormigón (90mm)+Placa de yeso (16mm)+Puerta
PARED 2, 3 y 4:Tabique pintado + Hormigón (90mm) +Aire (25mm)+Fibra de vidrio (65mm)+Hormigón (90mm)+Placa de yeso (16mm)+ Puerta corrediza hacia arriba de Aluminio (10mm)
En esta imagén se puede observar que el NR con los materiales propuestos es de NR=61 por lo que
[image:65.595.120.498.253.568.2]los materiales propuestos satisfacen el aislamiento adecuado en el laboratorio de ISISA.
FIG 3.1.1.6 PROPUESTA DEL AISLAMIENTO DEL LABORATORIO
ALMACÉN:
Superficie total:
ܵ ൌ{ʹǤͺͲݔͶ} + {ʹǤͺͲݔͶ} + {(ͶǤͷͺݔͶ)} + {ͶǤͷͺݔͶ} + {ʹǤͺͲݔͶǤͷͺ} + {ʹǤͺͲݔͶǤͷͺ}ൌ ૡǤ ૡૡ
Volúmen total:
ܸ ൌ{ʹǤͺͲݔͶǤͷͺݔͶ}ൌ Ǥ ૢ
[image:66.595.234.381.360.527.2]Las paredes del almacén tienen los siguientes niveles de ruido. Éstos son tomados tomando en cuenta que el motor de diesel está en funcionamiento y trabajadores (2 personas) dentro del almacén.
TABLA 3.1.2.1 NIVELES DE PRESIÓN SONORA QUE INCIDEN SOBRE LAS SUPERFICIES LÍMITES DEL ALMACÉN, ESPECTRO EN OCTAVAS.
NPS (dB)
FRECUENCIA (Hz) 125 250 500 1000 2000 4000 PARED 1 57.5 64.8 61.2 60 60.2 58.3
PARED 2 84 87 82 89 89.9 86
PARED 3 60.1 62.2 69 79 76.5 79
PARED 4 57 59 61 56.1 56.9 53
TECHO 46.6 47.8 49.2 55.1 54 47.2
RUIDO TOTAL (dB) 84 87 82 89 89.9 87 FACTOR DE CORRECCION -15.4 -7.9 -3.7 0 + 1.3 +1
RUIDO TOTAL dB(A) 68.6 79.1 78.3 89 90.2 88
RT dB(A)= 93.8 dB(A)
TABLA 3.1.2.3 VALORES DEL NIVEL DE PRESIÓN SONORA CORRESPONDIENTES AL ÍNDICE NR-20 Y NR-30.
TABLA 3.1.2.4 VALORES DEL NIVEL DE PRESIÓN SONORA CON MATERIALES PROPUESTOS EN EL ALMACEN
Frecuencia NR 20 NR 30 Ruido
Total NPS con Material Propuesto
125 39 48 84 35
250 31 40 87 33
1000 25 34 82 25
2000 20 29.5 89 23
4000 17 26.5 89.9 18.9
8000 14.5 24 87 6
RT dB(A)= 36 dB(A)
MATERIALES PROPUESTOS:
PARED 1, 3 y 4:Placa de yeso (16mm)+ Hormigón (90mm) +Aire (25mm)+Fibra de vidrio (65mm)+Hormigón (90mm)+Placa de yeso (16mm)
TECHO:Hormigón Revocado (90mm)
FIGURA 3.1.2.3 COMPARACION VALORES DEL NIVEL DE PRESIÓN SONORA CON MATERIALES PROPUESTOS EN EL ALMACÉN
En esta imagén se puede observar que el NR con los materiales propuestos el cual es de NR=24 por
SALÓN:
Superficie total:
ܵ ൌ{Ǥ͵ͲݔͶ} + {Ǥ͵ͲݔͶ} + {(ǤͲݔͶ)} + {ǤͲݔͶ} + {Ǥ͵ͲݔǤͲ} + {Ǥ͵ͲݔǤͲ}ൌ ૠǤ
Volúmen total:
ܸ ൌ{ǤͲݔǤ͵ͲݔͶ}ൌ ૢǤ ૠ
NOTA: Siendo que nuestro valor de nivel de ruido máximo es de 128dB generado por el motor de diesel, y este a su vez con el cerramiento llega a 97dB,tomando en cuenta la atenuación por distancia, donde si se duplica 6dB valor tomado debido a que es potencia sonora, tenemos que a nuestro recinto que más debemos cubrir (salón de clases) le llegan 48 dB, si tenemos que el valor establecido para un salón de clases es de 40 dB, esto quiere decir que solo nos falta disminuir por aislamiento del salón 8dB para llegar al valor establecido.
[image:70.595.202.400.381.562.2]Las paredes del salón de clases tienen los siguientes niveles de ruido. Éstos son tomados tomando en cuenta que el motor de diesel está en funcionamiento y que se encuentran alumnos trabajando alrededor de él, esto en cualquier punto alrededor del salón de clases.
