NORMA TÉCNICA
NTC
COLOMBIANA
5491-2
2007-05-23
ACÚSTICA.
ATENUACIÓN
DEL
SONIDO
DURANTE
SU
PROPAGACIÓN AL AIRE LIBRE. PARTE 2.
MÉTODO DE CÁLCULO GENERAL
E: ACOUSTICS. ATTENUATION OF SOUND DURING PROPAGATION OUTDOORS PART 2: GENERAL METHOD OF CALCULATION
CORRESPONDENCIA: esta norma es idéntica (IDT) a la norma ISO 9613-2:1996.
DESCRIPTORES: acústica, ruido, sonido, atenuación, onda de propagación.
I.C.S.: 17.140.01
Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado 14237 Bogotá, D.C. - Tel. (571) 6078888 - Fax (571) 2221435
PRÓLOGO
El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismo nacional de normalización, según el Decreto 2269 de 1993.
ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamental para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo.
La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este último caracterizado por la participación del público en general.
La NTC 5491-2 fue ratificada por el Consejo Directivo del 2007-05-23.
Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales.
A continuación se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma a través de su participación en el Comité Técnico 1 Acústica.
ACUSTEC DE COLOMBIA CODEISA LTDA.
INPROYEC LTDA.
Además de las anteriores, en Consulta Pública el Proyecto se puso a consideración de las siguientes empresas: AALTO LTDA. AMBIENCOL INGENIEROS ARSEG ASOCIACIÓN COLOMBIANA DE AUDIOLOGÍA –ASOFONO– ASOCIACIÓN COLOMBIANA DE HIGIENISTAS BELL TERMOACÚSTICAS BIOSOLUTIONS
CENTRO INTERNACIONAL DE FÍSICA CISPROQUIM
COLCIENCIAS
CONSTRUCCIONES ACÚSTICAS DELIMA MARSH
EPAM LTDA.
ESCOBAR & MARTÍNEZ ESPUMLATEX - PROMICOL
ESPURETANOS LTDA. EXTRUCOL
FORMAPLAC LTDA. INDUSTRIAS ALIADAS
MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIAL RAS LTDA. SUPERINTENDENCIA DE INDUSTRIA Y COMERCIO TERMOACÚSTICOS JC UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA UNIVERSIDAD DEL BOSQUE
UNIVERSIDAD DEL VALLE
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados normas internacionales, regionales y nacionales y otros documentos relacionados.
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CONTENIDO Página 0. INTRODUCCIÓN ... 1 1. OBJETO ... 1 2. DOCUMENTOS DE REFERENCIA ... 2 3. DEFINICIONES ... 3 4. DESCRIPCIÓN DE LA FUENTE ... 4 5. CONDICIONES METEOROLÓGICAS ... 5 6. ECUACIONES BÁSICAS ... 57. CÁLCULO DE LOS TÉRMINOS DE ATENUACIÓN ... 7
7.1 DIVERGENCIA GEOMÉTRICA (Adiv ) ... 7
7.2 ABSORCIÓN ATMOSFÉRICA (Aatm)... 7
7.3 EFECTO DEL SUELO (Agr) ... 8
7.4 APANTALLAMIENTO (Abar) ... 12
7.5 REFLEXIONES ... 17
8. CORRECCIÓN METEOROLÓGICA (Cmet) ... 19
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ANEXOS
ANEXO A (Informativo)
TIPOS ADICIONALES DE ATENUACIÓN (Amisc) ... 23
ANEXO B (Informativo) BIBLIOGRAFÍA ... 26
FIGURAS Figura 1. Tres regiones distintas para la determinación de la atenuación debida al suelo ... 9
Figura 2. Las funciones a´, b´, c´ y d´ representan la influencia de la distancia de la fuente al receptor dp y la altura de la fuente o receptor h, respectivamente, en la atenuación debida al suelo Agr (calculada a partir de las ecuaciones en la Tabla 3) .... 10
Figura 3. Método para evaluar la altura promedio ... 12
Figura 4. Vista del plano de dos obstáculos entre la fuente (S) y el receptor (R) ... 13
Figura 5. Diferentes trayectorias de propagación acústica en una barrera ... 14
Figura 6. Cantidades geométricas para determinar la diferencia de longitud de trayectoria para difracción única ... 15
Figura 7. Cantidades geométricas para determinar la diferencia de longitud de trayectoria para difracción doble ... 16
Figura 8. Reflexión especular desde un obstáculo ... 18
Figura 9. Cálculo del coeficiente de reflexión acústica para un cilindro ... 19
Figura 10. Corrección meteorológica Cmet ... 20
TABLAS Tabla 1. Símbolos y unidades ... 3
Tabla 2. Atenuación lineal de propagación acústica atmosférica α para bandas de octava de ruido ... 8
Tabla 3. Expresiones que se deben usar para calcular las contribuciones de atenuación debidas al suelo AS , Ar y Am en bandas de octava ... 11
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Tabla 4. Estimados del coeficiente de reflexión del sonido ... 19 Tabla 5. Exactitud calculada para ruido de banda ancha de LAT (DW) calculada
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1 de 27 ACÚSTICA.
ATENUACIÓN DEL SONIDO DURANTE SU PROPAGACIÓN AL AIRE LIBRE. PARTE 2. MÉTODO DE CÁLCULO GENERAL
0. INTRODUCCIÓN
La serie de normas NTC 3522, NTC 3521 y NTC 3520 especifica métodos para la descripción del ruido al aire libre en ambientes comunitarios. Por otra parte, otras normas especifican métodos para determinar los niveles de potencia acústica emitidos por varias fuentes de ruido, como maquinaria y equipo específico (serie ISO 2740) o plantas industriales (ISO 8297). Con esta norma se pretende cerrar la brecha entre estos dos tipos de normas, para hacer posible la predicción de niveles de ruido en la comunidad desde fuentes de emisión acústica conocida. El método aquí descrito es general en el sentido de que se puede aplicar a una amplia variedad de fuentes de ruido y abarca la mayoría de mecanismos de atenuación principales. No obstante, existen restricciones en su uso, que surgen principalmente de la descripción del ruido ambiental de la serie de normas NTC 3522, NTC 3521 y NTC 3520.
1. OBJETO
Esta norma especifica un método de ingeniería para calcular la atenuación del sonido durante su propagación al aire libre a fin de predecir los niveles de ruido ambiental a una distancia desde una variedad de fuentes. El método predice el nivel equivalente continuo de presión acústica ponderado A (como se describe en las Partes 1 a 3 de las normas NTC 3522, NTC 3521 y NTC 3520) bajo condiciones meteorológicas favorables para la propagación desde fuentes de emisión acústica conocida.
Estas condiciones son para propagación a sotavento, como se especifica en el numeral 5.4.3.3 de la NTC 3520 o, de manera equivalente, para la propagación bajo una bien desarrollada inversión de temperatura moderada con base en el suelo, como ocurre normalmente en la noche. No se cubren las condiciones de inversión en superficies de agua y pueden producir mayores niveles de presión acústica que lo predicho en esta norma.
El método también predice un nivel de presión acústica ponderado A a largo plazo, como se especifica en las normas NTC 3522 (ISO 1996-1) e NTC 3520 (ISO 1996-2). El nivel de presión acústica ponderado A promedio a largo plazo incluye niveles para una amplia variedad de condiciones meteorológicas.
El método aquí desarrollado consta específicamente de algoritmos de banda de octava (con frecuencias de banda media nominal desde 63 Hz a 8 kHz) para calcular la atenuación del sonido que se origina desde una fuente acústica puntual, o un conjunto de fuentes puntuales.
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La fuente (o fuentes) pueden ser móviles o estacionarias. Se presentan términos específicos en los algoritmos para los siguientes efectos físicos:
- divergencia geométrica; - absorción atmosférica;
- efecto del suelo
- reflexión desde las superficies;
- apantallamiento por medio de obstáculos.
En el Anexo A se presenta información adicional concerniente a la propagación por medio de sitios de vivienda, con follaje y sitios industriales.
Este método es aplicable en la práctica a una gran variedad de fuentes y ambientes de ruido. Es aplicable, directa o indirectamente, a la mayoría de situaciones relacionadas con tráfico de carretera y sobre rieles, fuentes de ruido industrial, actividades de construcción y muchas otras fuentes de ruido con base en el suelo. No se aplica al sonido de aeronaves en vuelo, o a ondas explosivas de minería, operaciones militares o similares.
A fin de aplicar esta norma, se deben conocer varios parámetros con respecto a la geometría de la fuente y del ambiente, las características de la superficie del terreno y la intensidad de la fuente en términos de niveles de potencia acústica de banda de octava para direcciones pertinentes a la propagación.
NOTA 1 Si sólo se conocen niveles de potencia acústica ponderados A, se pueden usar los términos de atenuación para 500 Hz para calcular la atenuación resultante.
En el numeral 9 se describe la exactitud del método y las limitaciones de su uso en la práctica.
2. DOCUMENTOS DE REFERENCIA
Los siguientes documentos normativos referenciados son indispensables para la aplicación de este documento normativo. Para referencias fechadas, se aplica únicamente la edición citada. Para referencias no fechadas, se aplica la última edición del documento normativo referenciado (incluida cualquier corrección).
NTC 3520, Acústica. Descripción y medición del ruido ambiental. Obtención de datos relativos al uso en campo ISO 1996-2:
NTC 3521, Acústica. Descripción y medición del ruido ambiental. Aplicación de los límites de ruido ISO 1996-3:
NTC 5491-1, Acústica. Acústica del sonido durante su propagación al aire libre. Parte 1 calculo de la absorción del sonido por la atmósfera. ISO 9613-1.
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3 3. DEFINICIONES
Para los propósitos de esta norma, se aplican las definiciones presentadas en la NTC 3522 y las siguientes.
3.1 Nivel equivalente continuo de presión acústica ponderada A, LAT. Nivel de presión
acústica, en decibeles, definido mediante la ecuación (1):
/T
pA
t dt po dB lg L T O AT
2 2 1 10 (1) en dondepA(t) es la presión acústica ponderada A instantánea, en pascales;
p0 es la presión acústica de referencia (=20 x 10-6 Pa);
T es un intervalo de tiempo especificado, en segundos.
La ponderación de frecuencia A es la especificada para medidores de nivel de sonido en la norma IEC 651.
NOTA 2 El intervalo de tiempo T debería ser lo suficientemente largo para promediar los efectos de variados parámetros meteorológicos. Se consideran dos situaciones diferentes en esta norma, a saber promedios de sotavento a corto plazo y generales a largo plazo.
Tabla 1. Símbolos y unidades
Símbolo Definición Unidad
A Cmet d dp ds,o do,r dss dsr DI Dz e G
atenuación de banda de octava
corrección meteorológica
distancia desde la fuente puntual hasta el receptor (véase la Figura 3)
distancia desde la fuente puntual hasta el receptor proyectado sobre el plano del terreno (véase la Figura 1)
distancia entre la fuente y el punto de reflexión en el obstáculo reflector (véase la Figura 8)
distancia entre el punto de reflexión en el obstáculo reflector y el receptor (véase la Figura 8)
distancia desde la fuente hasta el (primer) borde de difracción (véanse las Figuras 6 y 7)
distancia desde el (segundo) borde de difracción hasta el receptor (véanse las Figuras 6 y 7)
índice de directividad de la fuente acústica puntual
atenuación de apantallamiento
distancia entre el primer y el segundo borde de difracción (véase la Figura 7)
factor del suelo
dB dB m m m m m m – – m – Continúa . . .
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Tabla 1 (Final)
Símbolo Definición Unidad
h hs hr hm Hmax Imin L α β ρ
altura promedio de la fuente y el receptor
altura de la fuente puntual por encima del suelo (véase la Figura 1)
altura del receptor por encima del suelo (véase la Figura 1)
altura promedio de la trayectoria de propagación por encima del suelo (véase la Figura 3)
dimensión mayor de las fuentes
dimensión mínima (longitud o altura) del plano reflector (véase la Figura ()
nivel de presión acústica
atenuación lineal de propagación acústica atmosférica
ángulo de incidencia
coeficiente de reflexión del sonido
m m m m m m dB dB/km rad –
3.2 Nivel equivalente continuo de presión acústica en banda de octava a sotavento,
LƒT(DW). Nivel de presión acústica, en decibeles, definido por la ecuación (2):
DW
T pf
tdt po dB L T O fT
2 2 / 1 lg 10 (2) en dondepƒ(t) = es la presión acústica de banda de octava a sotavento, en pascales, y el subíndice ƒ = representa una frecuencia de banda media nominal de un filtro de banda de octava.
NOTA 3 Las características eléctricas de los filtros de banda de octava deberían cumplir mínimo los requisitos de Clase 2 de la norma IEC 1260.
3.3 Pérdida por inserción (de una barrera). Diferencia, en decibeles, entre los niveles de presión acústica en un receptor en una posición específica bajo dos condiciones:
a) habiendo quitado la barrera, y b) con la barrera presente (insertada)
y sin ningún otro cambio significativo que afecte la propagación acústica .
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5 ANEXO B (Informativo) BIBLIOGRAFÍA
[1] ISO 266, Acoustics. Preferred Frequencies
[2] ISO 2204:1979, Acoustics. Guide to International Standards on the Measurement of
Airborne Acoustical Noise and Evaluation of its Effect on Human Beings.
[3] ISO 3740:1980, Acoustics. Determination of Sound Power Levels of Noise Sources.
Guidelines for the Use of Basic Standards and for the Preparation of Noise Test Codes.
[4] ISO 3744:1994, Acoustics. Determination of Sound Power Levels of Noise Sources
Using Sound Pressure. Engineering Method in a Essentially Free Field Over a Reflecting Plane.
[5] ISO 8297:1994, Acoustics. Determination of Sound Power Levels of Multisource
Industrial Plants for the Evaluation of Sound-pressure Levels in the Environment. Engineering Method.
[6] IEC 804:1985, Integrating Averaging Sound Level Meters, and Amendment 1:1989 and
Amendment 2:1993.
[7] IEC 1260:1995, Electroacoustics. Octave-band and Fractional-octave-band Filters. [8] ANSI S1.26:1978, Method for the Calculation of the Absorption of Sound by the
Atmosphere. (American National Standard).
[9] BRACKENHOFF H.E.A. et al. Guidelines for the Measurement and prediction of
Environmental Noise from Industry. Interdepartmental Commission on Health, Report
HR-IL-13-01, Delft, April 1981. (In Dutch).
[10] KRAGH J. et al. Environmental Noise from Industrial Plants. General Prediction Method
Danish Acoustical Institute Report No. 32, Lyngby, 1982. (En Ingles).
[11] VDI 2714:1988, Guidelines: Sound Propagation Outdoors. Verein Deutscher Ingenieure. (In German).
[12] VDI 2720-1:1996, Guidelines: Outdorr Noise Control by Means of Screening. Verein
Deutscher Ingenieure. (En Alemán).
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