Universidad Austral de Chile
Facultad de Ciencias de la Ingeniería Escuela de Ingeniería Civil Acústica
Profesor Patrocinante:
Dr. Enrique Suárez S.
Instituto de Acústica
Universidad Austral de Chile
Profesor Informante:
Dr. Jorge Sommerhoff H.
Instituto de Acústica
Universidad Austral de Chile
Profesor Informante:
Dr. Jorge Arenas B.
Instituto de Acústica
Universidad Austral de Chile
Elaboración de mapa de ruido de la ciudad de Valdivia mediante software de modelación
utilizando métodos de simplificación.
Tesis presentada como parte de los requisitos para optar al
Título Profesional de
Ingeniero Civil Acústico.
Nicolás Andrés Bastián Monarca Valdivia – Chile
Junio 2013
DEDICADO A MI PADRE Y A LA YAYITA,
QUE EN PAZ DESCANSEN…
AGRADECIMIENTOS
Quisiera agradecer a mis padres y hermana por su eterno amor, apoyo y cariño durante todo este tiempo. Sin duda han sido fundamentales para poder completar de forma exitosa esta linda etapa universitaria.
También agradecer a mi querida Valentina, por estar siempre ahí cuidándome y ayudándome a ser cada día mejor, espero que estemos juntos mucho tiempo más.
No puedo dejar de lado al resto de la familia, en especial al Tata y la Tana, que nos ayudaron cuando todo se venía abajo y que de una forma u otra nos han dado esperanza cuando las cosas no han estado bien.
Además, debo agradecer a todos mis amigos, que siempre te animan y te enseñan cosas que nunca ves en las aulas. En especial a mis compañeros de banda de ARGE, que en todos estos años tocando juntos, ya son como mis hermanos.
También debo agradecer a mis compañeros de la Comisión Organizadora del INGEACUS 2011, Jonathan “Jony” Oberreuter, Gabriel “Gabo” Gonzaléz y Marco “Big Boss” Gaete y también a los de la Comisión Colaboradora, Máximo “Volcán” Torres y Osvaldo “Pelao” Cuadrado. Juntos logramos realizar un congreso internacional fenomenal, realmente son muy buenas personas y estoy seguro que serán excelentes profesionales.
Nunca hay que olvidar a la gente que colabora de alguna forma en el desarrollo de los trabajos, es por eso que debo mencionar de forma especial a Carlos Saavedra, que si bien no lo pude conocer en persona, fue vital en la etapa de realizar la clasificación vial de la ciudad, ya que no existe una clasificación vial oficial de Valdivia. Muchas gracias por toda la ayuda.
Otra persona que me brindó información muy importante fue Olga Barbosa y todo su equipo de trabajo, que me facilitaron información cartográfica actualizada de toda la ciudad de Valdivia. Muchas gracias por esa gran ayuda.
Finalmente, a todas las personas del Instituto de Acústica, a la señora Carolina, Hilda y al “tío” Víctor que siempre trabajan muy duro y te alegran el día, a los profesores del Instituto de Acústica que son realmente sensacionales, es un orgullo haber tenido tan buena formación (o deformación como diría el profesor Barros jaja). Debo agradecer de forma especial a Enrique Suárez, que fue un excelente guía durante el desarrollo de este trabajo, siempre apoyándome en todo lo que necesitaba, dándome consejos, contestando correos de forma inmediata, en fin, realmente un 7 como persona y profesor.
I
ÍNDICE DE CONTENIDOS
RESUMEN ... III ABSTRACT ... IV
1. INTRODUCCIÓN. ... 1
2. OBJETIVOS. ... 2
2.1. OBJETIVO GENERAL... 2
2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS. ... 2
3. ANTECEDENTES GENERALES. ... 3
4. MARCO TEÓRICO. ... 4
4.1. DEFINICIONES. ... 4
4.1.1.RUIDO. ... 4
4.1.2.RUIDO AMBIENTAL O RUIDO URBANO. ... 5
4.1.3.RUIDO DE TRÁNSITO VEHICULAR ... 5
4.1.4.CURVA DE PONDERACIÓN A. ... 5
4.1.5.NIVEL SONORO CONTINUO EQUIVALENTE PONDERADO A(LAEQ,T). ... 5
4.1.6.NIVEL PERCENTIL (LP). ... 6
4.1.7.MAPAS DE RUIDO. ... 6
4.2. MODELOS DE PREDICCIÓN DE RUIDO DE TRÁNSITO VEHICULAR ... 8
4.2.1.MODELO FRANCÉS NMPB-ROUTES-96. ... 8
4.2.1.1.DESCRIPCIÓN GENERAL. ... 8
4.2.1.2.DIRECTRICES DADAS POR COMUNIDAD EUROPEA. ... 9
4.2.1.3.MÉTODO DE CÁLCULO SIMPLE. ...12
4.2.2.MODELO SUIZO STL-86 ...13
4.2.3.MODELO ALEMÁN RLS-90 ...14
4.2.3.1.PROCEDIMIENTO DE CARRIL LARGO Y RECTO. ...16
4.2.3.2.PROCEDIMIENTO DEL SEGMENTO ...17
4.2.4.COMPARACIÓN ENTRE MODELOS ...18
4.2.5.ELECCIÓN DE UN MODELO DE PREDICCIÓN DE RUIDO DE TRÁNSITO VEHICULAR ...21
4.3. METODOLOGÍA DE VIALES PARA MEDICIONES DE VERIFICACIÓN ... 22
4.4. AGRUPACIÓN DE EDIFICACIONES. ... 29
4.4.1.BLOQUES DE EDIFICACIONES ...29
4.4.2.AGRUPACIONES DE EDIFICACIONES ...30
4.4.3.EFECTOS DE SIMPLIFICACIÓN DE EDIFICACIONES EN NIVELES DE RUIDO EN FACHADA. ...32
4.5. RECOMENDACIONES GRUPO DE TRABAJO DE EVALUACIÓN A LA EXPOSICIÓN AL RUIDO DE LA COMISIÓN EUROPEA. ... 35
5. METODOLOGÍA. ... 40
5.1. ELABORACIÓN DE MAPA DE RUIDO DE LA CIUDAD DE VALDIVIA. ... 40
5.2. SIMPLIFICACIÓN DE VÍAS Y EDIFICIOS. ... 41
5.3. PUNTOS DE MEDICIÓN PROPUESTOS. ... 44
II
5.4. EQUIPOS UTILIZADOS. ... 45
5.5. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES. ... 45
6. RESULTADOS. ... 46
6.1. MEDICIONES ACÚSTICAS Y FLUJO VEHICULAR. ... 46
6.2. MAPA DE RUIDO. ... 54
6.2.1.CONSIDERACIONES PARA EL MODELO. ...54
6.2.2.MODELO EN EL SOFTWARE CADNAA. ...57
6.2.3.MAPA DE RUIDO DE LA CIUDAD DE VALDIVIA. ...59
7. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN. ... 61
7.1. COMPARACIÓN ENTRE MODELACIÓN Y MEDICIÓN. ... 61
7.2. COMPARACIÓN CON OTROS ESTUDIOS. ... 64
7.3. MEDIDAS DE MITIGACIÓN. ... 67
7.4. PRÓXIMOS ESTUDIOS. ... 68
8. CONCLUSIONES. ... 69
9. BIBLIOGRAFÍA. ... 71
ANEXO 1: FICHAS DE MEDICIONES ... 77
ANEXO 2: PLANOSIN SIMPLIFICACIÓN ... 92
ANEXO 3: PLANOCON SIMPLIFICACIÓN ... 93
ANEXO 4: NIVELES MODELADOS Y MEDIDOS ... 94
ANEXO 5: MAPA DE RUIDO DE LA CIUDAD DE VALDIVIA ... 97
III
RESUMEN
Un mapa de ruido muestra de forma gráfica el efecto de diferentes fuentes de ruido dentro de una ciudad. En este trabajo, se muestra y discute el mapa de ruido de tránsito vehicular de la ciudad de Valdivia. Los resultados fueron obtenidos mediante el software CadnaA (Computer Aided Noise Abatement). Se utilizó un método de simplificación para generar el mapa de ruido con un menor costo de implementación. En este sentido, se han simplificado las edificaciones (en bloques) y el flujo de tránsito vehicular se ha clasificado en categorías. El modelo de ruido de tránsito vehicular que se utilizó es el RLS-90 (modelo Alemán), conocido por tener una buena correlación con mediciones in situ comparado en otros estudios previos realizados en Chile. A través de este método de simplificación fue posible obtener una aproximación certera para desarrollar mapas de ruido de bajo costo.
IV
ABSTRACT
A noise map graphically displays the effect of the different noise sources in a city. In this work the noise map corresponding to the traffic in the city of Valdivia is shown and discussed. The results are obtained using the software CadnaA (Computer Aided Noise Abatement). A simplified method has been used to generate a noise map with a lower cost of implementation. In this sense buildings have been simplified (in blocks) and the traffic flow has been classified by categories. The model used for vehicular traffic noise was the RLS-90 (German model), known for offering good correlation when compared with in situ measurements performed in previous studies in Chile. Through this simplified method it was possible to obtain a reliable approach for developing low-cost noise maps.
1
1. INTRODUCCIÓN.
La acústica es una rama de la física que estudia la propagación del sonido. Dentro de esta ciencia, existen distintas áreas de estudios, como lo son la vibroacústica, la acústica arquitectónica, el control de ruido, el audio profesional y también, la acústica ambiental, que es en donde se enmarca este trabajo.
La acústica ambiental, se preocupa de estudiar el ambiente sonoro de distintos lugares, tratando de evaluar en cómo afecta el ruido al medio ambiente y al hombre.
El ruido como contaminante del medio ambiente ha crecido en todo el mundo a lo largo de estos últimos años. En muchas ciudades los niveles de presión equivalentes diurnos en el exterior han llegado a valores claramente inaceptables (superiores a 65 dB(A)) y muchos sectores residenciales están en zonas acústicamente deficientes con niveles entre 55 y 65 dB(A) [14].
La contaminación acústica es un tema de salud pública de interés en la actualidad, de la que se conocen sus efectos nocivos. Del conjunto de fuentes de ruido que actualmente forman parte de nuestro “catálogo” de problemas principales, el ruido de tráfico ocupa una posición destacada, siendo de gran importancia conocer y aplicar técnicas de evaluación de su impacto, para la protección de las personas en cuanto a contaminación acústica se refiere [15].
Según un informe recién publicado por la Organización Mundial de la Salud: “La contaminación acústica es la segunda mayor amenaza ambiental, tras la polución, y responsable, según cálculos del organismo sanitario, de 50.000 infartos cada año en Europa” [16].
Por otro lado, teniendo en cuenta la era tecnológica en que nos encontramos, la utilización de software para desarrollar diversos problemas de ingeniería se han transformado en herramientas fundamentales para poder elaborar trabajos de alto nivel de precisión, en tiempos oportunos.
Actualmente, los métodos de cálculo mediante software informático se han generalizado en la construcción de mapas de ruido e independientemente de sus ventajas e inconvenientes con respecto a los métodos de muestreo basados en medidas “in situ”, necesitan de éstos para verificar los resultados obtenidos [17].
2
2. OBJETIVOS.
2.1. OBJETIVO GENERAL.
- Elaborar el mapa de ruido de la ciudad de Valdivia, mediante la aplicación de un modelo de predicción de ruido utilizando métodos de simplificación.
2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS.
- Generar el mapa de ruido de la ciudad de Valdivia, utilizando el Software de modelación CadnaA Noise Mapping (CadnaA Estándar).
- Analizar los resultados obtenidos y realizar una comparación con otros trabajos acústicos relacionados con la ciudad de Valdivia.
- Identificar las áreas más afectadas por el ruido dentro de la ciudad y proponer medidas de mitigación de ruido.
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3. ANTECEDENTES GENERALES.
La ciudad de Valdivia fue fundada el 9 de febrero de 1552 por Pedro de Valdivia como Santa María la Blanca de Valdivia. Actualmente es la capital de la XIV región de los Ríos y se encuentra unida al resto del país por la ruta 5 sur, a 841 km de Santiago de Chile (Capital de Chile), con accesos desde el norte por San José de la Mariquina y Máfil, y por el sur desde Paillaco; cuenta con un Aeródromo, Pichoy, ubicado a 32 km al norte de la ciudad, con posibilidades de vuelos directos nacionales, y combinaciones con vuelos internacionales [8].
Actualmente, la ciudad de Valdivia cuenta con 152.000 habitantes, y se ha transformado en un eficiente complejo universitario, científico, industrial, hotelero, extrahotelero y gastronómico [8].
Dentro de la ciudad, está la Universidad Austral de Chile (UACh), que fue fundada en 1954 y a través de sus 58 años de vida se ha transformado en un ícono social y académico muy importante para el sur de Chile. La acústica ha formado parte de esta academia, y se ha desarrollado en la UACh desde 1966, año en que se crea la Escuela de Tecnología en Sonido, iniciándose en 1967 la carrera de Técnico en Sonido. Durante la existencia de la acústica como disciplina en la UACh, ésta ha evolucionado de manera permanente, lo que en conjunto con las necesidades del entorno, motivó el continuo cambio de la estructura de la carrera y por ende, de la acústica en esta casa de estudios. Es por esto que en 1976 se crea el Instituto de Acústica; en 1981 la carrera se transforma en Ingeniería Acústica; en 2000 finalmente adquiere su forma actual: Ingeniería Civil Acústica. Hoy en día cuenta con un programa de Magíster en Acústica y Vibraciones, desde 2008 [9].
Es por eso, que nace la necesidad de realizar este estudio en Valdivia, la ciudad de mayor relevancia dentro del ámbito de la acústica latinoamericana. Ya que a pesar de todo el tiempo que lleva esta hermosa carrera en la ciudad, no es muy conocida para los valdivianos. Teniendo en cuenta estos factores, se tomó la decisión de realizar un trabajo que, además de ser un desafío ingenieril, cree conciencia acústica dentro de la ciudad.
4
4. MARCO TEÓRICO.
4.1. DEFINICIONES.
4.1.1. Ruido.
Físicamente no hay distinción entre sonido y ruido. El sonido es una percepción sensorial y la forma compleja de los patrones de las ondas se denominan ruido, música, palabra, etc. El ruido es un sonido no deseado [10]. Al ser una clasificación subjetiva, no es posible definir el ruido. Sin embargo, en algunas situaciones el sonido puede afectar negativamente a la salud debido a la energía acústica que contiene [11].
El sonido puede tener un rango de diferentes características físicas, pero sólo se interpreta como ruido cuando afecta psicológica o fisiológicamente en forma negativa a las personas. Que un sonido se clasifique como ruido depende tanto de la experiencia auditiva que produce en las personas, como de su opinión subjetiva sobre el mismo [2]
Figura 3.1.- Vista aérea de la ciudad de Valdivia. Fuente: Elaboración propia utilizando Google Earth.
5
4.1.2. Ruido ambiental o ruido urbano.
La Directiva del Parlamento Europeo [30] define como ruido ambiental al sonido no deseado o nocivo generado por la actividad humana en el exterior, incluido el ruido emitido por medios de transporte, emplazamientos industriales o edificios industriales. El ruido urbano incluye todas las fuentes de ruido excepto el ruido al interior de los lugares industriales de trabajo [11] [35]. En general, el término ruido urbano hace referencia al ruido exterior en la vecindad de las áreas habitadas [36].
4.1.3. Ruido de tránsito vehicular.
Las emisiones sonoras del tráfico rodado están determinadas básicamente por el ruido de los motores y los dispositivos de escape. El ruido producido por el contacto de los neumáticos con el pavimento aumenta rápidamente con la velocidad y para los vehículos ligeros, los neumáticos y las superficies son las fuentes principales de ruido a velocidades superiores a los 60 km/h. Este límite podría disminuir a 50 km/h o más, cuando se apliquen límites más rigurosos para las emisiones sonoras de los vehículos. Por lo anterior, el ruido del contacto de los neumáticos con la superficie deberá convertirse en una de las preocupaciones más importantes a considerar en las estrategias de reducción del ruido. Es también relevante en las zonas urbanas, el comportamiento al volante del conductor como uno de los factores más importantes que influyen en las emisiones sonoras. Las fuertes aceleraciones y el aumento de la rotación del motor en situaciones de tráfico denso, pueden acarrear emisiones hasta de unos 15 dB (A) por encima de los niveles normales de emisión que resultan de una conducción más sosegada [33].
4.1.4. Curva de ponderación A.
Es el nivel de presión sonora medido con el filtro de ponderación A. Unidad de nivel sonoro a la que se le ha aplicado la red de compensación A, en la cual se expresan habitualmente los resultados de las mediciones de ruido con fines legales o estudios medioambientales [12].
4.1.5. Nivel sonoro continuo equivalente ponderado A (L
Aeq,T).
Es el nivel de presión sonora ponderado en A, en dB(A), que debe tener un ruido constante hipotético, correspondiente a la misma cantidad de energía acústica que el ruido real considerado, en un punto determinado durante el periodo de tiempo T de observación [18].
{ ∫ ( )
}, (4.1)
6
Figura 4.1.- Curva de ponderación A. Fuente: [13].
4.1.6. Nivel percentil (L
p).
Dado que los niveles de ruido fluctúan más o menos con el tiempo, esta caracterización se lleva a cabo utilizando diferentes niveles estadísticos. Un método ampliamente usado para medir las variaciones de nivel de presión sonora en el tiempo es realizando un análisis de distribución de niveles. Éste se cuantifica por medio de la variable llamada percentil Lp, que indica el nivel en dB(A) que es sobrepasado durante un P% del tiempo de medición.
Así, por ejemplo, se tiene el L10, L50 y L90 que son los niveles que han sido excedidos el 10, 50 ó 90% del tiempo, y se usan para las típicas medidas promedio de los niveles de ruido máximo, la mediana y ruido de fondo respectivamente [2].
4.1.7. Mapas de ruido.
Un mapa de ruido entrega información visual del comportamiento acústico de un área geográfica (barrio, pueblo, ciudad, región, país), en un momento determinado.
Habitualmente los niveles de ruido son representados por medio de colores a modo de las curvas topográficas en un mapa [19].
La información que se puede obtener a partir de un mapa de ruido es muy útil para la planificación urbana, como herramienta de apoyo en el diseño de medidas de control en ruido ambiental (normas y otras disposiciones), para la proyección de actividades que puedan generar cambios en el ambiente acústico (evaluación de impacto ambiental), etc [33].
Ling comenta que existen tres hechos importantes de destacar en la realización de mapas de ruido: en las ciudades la fuente dominante de ruido es el tráfico rodado, no existe un método estandarizado para realizar mapas de ruido, y que las fluctuaciones de la desviación estándar de las variaciones de las medidas en un período de tiempo (por ejemplo, un día), pueden ser del orden de 6 a 8 dB [34].
7
Dentro de las distintas metodologías que existen para determinar los puntos de medición del mapa de ruido, se destacan las siguientes:
Metodología de la cuadrícula o retícula.
Metodología de viales.
Metodología de zonas específicas.
Metodologías aleatorias.
Metodologías por medios predictivos.
En este trabajo se utilizó la metodología de viales para realizar mediciones y luego comparar con medios predictivos. Los puntos de medición se ubicaron a lo largo de las calles de la ciudad de Valdivia, Posterior a esto se modelaron las vías a partir de los datos medidos y el escenario de modelación (calles, edificios, curvas de nivel, etc.).
8
4.2. MODELOS DE PREDICCIÓN DE RUIDO DE TRÁNSITO VEHICULAR.
El objetivo de un modelo de predicción del ruido del tráfico rodado es el de disponer de una herramienta que permita prever los niveles sonoros que producirá una nueva vía de circulación del tráfico rodado o bien una modificación de una vía existente [43].
Existe una gran variedad de modelos de ruido de tránsito vehicular, los cuales se diferencian por las ecuaciones que utilizan para realizar los cálculos de niveles, los distintos factores de corrección que emplean dependiendo de la situación que se quiera modelar, entre otras.
En la Comunidad Europea es donde se han desarrollado (y usado), la gran mayoría de los modelos para la predicción del ruido de tráfico [37].
Steele realizó un estudio comparativo entre los principales modelos de ruido de tránsito [38]. De los resultados, se apreció la disparidad de criterios utilizados por los modelos, los datos que requieren para funcionar y las limitaciones de cada uno [37]. Por este motivo, los modelos de predicción deberían desarrollarse para cada realidad regional, considerando las características del parque automotriz, tipo de caminos, hábitos de conducción, etc [33] [39].
Ahora, teniendo en cuenta los estudios que se han realizado en nuestro país, los modelos de predicción de ruido que han dado mejores resultados son el modelo alemán RLS-90, el modelo suizo STL-86 y el modelo francés NMPB-Routes-96. El modelo alemán RLS-90 presentó los mejores resultados (al comparar con mediciones reales) en el estudio realizado en la comuna de Santiago [4]. El modelo suizo, STL-86 presentó, por otro lado, el mejor comportamiento para predecir el ruido de tránsito en la ciudad de Osorno [40].
Además, el modelo francés es, por estos días, el modelo oficial de la Unión Europea [41].
Teniendo esto en cuenta, se procedió a analizar estos tres modelos para elegir el que se ajustase mejor a la realidad de la ciudad de Valdivia.
A continuación, se describe cada uno de los modelos mencionados anteriormente.
4.2.1. Modelo francés NMPB-Routes-96.
4.2.1.1. Descripción general.
Este es el método oficial de la Unión Europea para la caracterización acústica del ruido de tránsito rodado, lo que quedó establecido a través de la Directiva 2002/49/CE, en su artículo 6º [42] y en el anexo de las Orientaciones sobre los métodos de cálculo provisionales revisados para el ruido industrial, procedente de aeronaves, de tráfico rodado y ferroviario y los datos de emisiones correspondientes, estableciéndose el método de manera extendida [41].
9
El método, según Álvarez [40] está dentro de la Escuela de Referencia 1 Vehículo, la que se caracteriza por abordar la emisión acústica de un solo vehículo en la vía y, a partir de esto, explicar el fenómeno de emisión del conjunto del tráfico. Además se caracteriza por analizar la vía por tramos, definidos por sus límites de velocidad.
4.2.1.2. Directrices dadas por Comunidad Europea.
Perfiles longitudinales
Este modelo considera tres clases [41]:
Una vía o tramo de vía horizontal cuya pendiente en el sentido del tránsito es inferior al 2%.
Una vía ascendente cuya pendiente en el sentido del tránsito es superior al 2%.
Una vía descendente cuya pendiente en el sentido del tránsito es superior al 2%.
Para el caso de los perfiles longitudinales, esa categorización es perfectamente aplicable a vías de un solo sentido. En caso de ser vías de doble sentido, se deberá analizar cada sentido por separado y luego acumular los resultados para obtener estimaciones más precisas [41].
Tipos de vehículos
El método distingue dos tipos de vehículos [41]:
Vehículo liviano: menor a 3.5 toneladas.
Vehículo pesado: mayor a 3.5 toneladas.
Velocidades consideradas
Se considera la gama de velocidades entre 20 y 120 km/h. Además se establece que en cada segmento de vía analizado, se deberá consignar el límite de velocidad. Cuando éste cambie en una misma vía, se tendrá que definir un nuevo segmento de vía, tal como se aseveró anteriormente. En caso que las velocidades sean menores a 20 km/h, se asume esta última como la velocidad a utilizar [41].
Tipos de flujo
El tipo de flujo, parámetro que es complementario a la velocidad, toma en cuenta la aceleración, desaceleración, carga del motor y flujo de tránsito en pulsos o continuo. A continuación se explican las cuatro categorías [41]:
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1. Flujo continuo fluido: los vehículos se mueven a velocidades casi constantes y el flujo es estable tanto en espacio como en tiempo durante períodos de a lo menos diez minutos. Ejemplos: autopistas, autovías, carreteras interurbanas, grandes vías urbanas.
2. Flujo continuo en pulsos: contiene una proporción importante de vehículos en transición (acelerando o desacelerando) y con variaciones importantes en el tiempo y espacio (concentraciones periódicas de vehículos), aunque es perfectamente posible definir una velocidad media para un patrón de flujo estable y repetitivo durante un período de tiempo lo suficientemente largo. Ejemplo: vías de los centros urbanos, accesos a zonas residenciales, vías de conexión o distribución con numerosas intersecciones.
3. Flujo acelerado en pulsos: tiene la característica de turbulento, ya que es un flujo en pulsos, aun así una cantidad importante de vehículos está acelerando, por lo que la noción de velocidad sólo tiene sentido en puntos discretos, porque no es estable durante el desplazamiento. Ejemplos: vías rápidas luego de una intersección o de un peaje.
4. Flujo desacelerado en pulsos: Es lo contrario a lo último, es decir, los vehículos se encuentran desacelerando. Ejemplos: grandes intersecciones urbanas, aproximación a peajes, entre otros.
Emisión sonora
Este parámetro caracteriza el aporte de una unidad de vehículo liviano o pesado. Existe la posibilidad de obtener este parámetro a través de la Ecuación (4.2).
, (4.2) donde y V es la velocidad.
Otra forma de estimarlo es a través del ábaco de la Figura 4.2, donde se distingue entre vehículos livianos y pesados, en función de la velocidad y los tipos de flujos descritos en el tipo de flujo.
11
Figura 4.2.- Ábaco para la estimación del nivel de emisión sonora. Fuente: [44].
Estimación del nivel de potencia de la vía
Una vez obtenido el nivel de emisión sonora, se extrapola considerando la composición total del flujo vehicular, mediante el uso de la Ecuación (4.3), la que calcula el nivel de potencia en dB(A) del segmento de vía i por banda de octava j.
( ) , (4.3) donde es el largo del segmento de vía i, es la corrección por pavimento y ( ) es el valor espectral por banda de octava j (para estos dos últimos casos, ver párrafo Correcciones). Además:
( ( )
( )
) , (4.4) donde y son los niveles de emisión sonora de vehículos livianos y pesados respectivamente; y son las cantidades de vehículos livianos y pesados per hora respectivamente.
12 Correcciones: ( ) y
En la Tabla 4.1 se muestra las correcciones a realizarse por tipo de pavimento. Por encima de cierta velocidad, el ruido total emitido por un vehículo está dominado por la rodadura, la que depende de la velocidad de circulación del vehículo, el tipo de pavimento y el tipo de neumático [41].
Tabla 4.1.- Correcciones por pavimento para el método NMPB-Routes-96. Fuente: [41].
En la Tabla 4.2 se muestra las correcciones por bandas de octava, que constituyen el espectro normalizado de ruido de tráfico por bandas de octava con ponderación A, a partir de lo establecido según EN 1793-3.
Tabla 4.2.- Correcciones por bandas de octava para el método NMPB-Routes-96. Fuente:
[41].
4.2.1.3. Método de cálculo simple.
El método francés simplificado se basa en el uso de la ecuación (4.5) [40] [45].
( ) ( ), (4.5) donde:
es el nivel continuo equivalente en [dB(A)].
y son los flujos per hora de vehículos livianos y pesados respectivamente.
Clase de pavimento
Pavimento poroso < 60km/h 61 - 80 km/h 81 - 130 km/h
-1 -2 -3
Asfalto liso (hormigón o mástique) Cemento, hormigón y asfalto rugoso
Adoquinado de textura lisa Adoquinado de textura áspera
Correción del nivel de ruido ψ [dB(A)]
+0 +2 +3 +6
j Frecuencia central banda octava [Hz] R(j) [dB(A)]
1 125 -14,5
2 250 -10,2
3 500 -7,2
4 1000 -3,9
5 2000 -6,4
6 4000 -11,4
13
E es el factor de equivalencia entre vehículos ligeros y pesados.
V es la velocidad en [km/h].
d es la distancia al borde de la carretera en [m].
es la anchura de la carretera en [m].
Para la estimación de E puede asumirse una equivalencia arbitraria, la que deberá validarse de acuerdo a la realidad local donde se aplique el método. También está la opción (más exacta) de estimar E según la Tabla 4.3, la cual da distintos valores de equivalencia en función de rangos de velocidad y la pendiente del segmento de vía estudiado.
Tabla 4.3.- Factor de equivalencia acústica E. Fuente: [46].
4.2.2. Modelo suizo STL-86.
Este modelo es el modelo oficial de predicción de ruido de tránsito en Suiza [40], el cual puede calcular el nivel de ruido en el receptor tomando en cuenta variables correspondientes a la topografía. Esta última parte se asocia a la sección topográfica de la norma (la cual tiene que ver con la propagación), donde se obtiene un nivel de emisión de referencia (LRE), a 1 [m] del centro de una calzada de dos vías o carriles y a 1 [m] de altura, calculado a través de la ecuación (4.5).
[( [ ] ) ( [ ])] , (4.6) donde:
es la velocidad media de todo el flujo vehicular (incluyendo vehículos livianos y pesados).
es la razón entre el número de vehículos pesados y la cantidad total de vehículos.
I es el flujo total de vehículos per hora.
r ≤ 2% r = 3% r = 4% r = 5% r ≥ 6%
110 - 120 km/h 4 5 5 6 6
90 - 100 km/h 7 7 10 11 12
60 - 80 km/h 10 13 16 18 20
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4.2.3. Modelo alemán RLS-90.
Toda la descripción del modelo alemán RLS-90 se ha obtenido de la norma original [20].
El nivel de inmisión de una calle o un carril (descrito a través del nivel de emisión Lm,E) es calculado con el flujo vehicular, el porcentaje de vehículos pesados, la velocidad máxima permitida, el tipo de superficie de calle y el gradiente. El nivel sonoro en un punto de inmisión dependerá de la distancia hasta la fuente y de la altura promedio del rayo que une la fuente con el punto de inmisión sobre el suelo. Puede ser también reforzada por reflexiones o disminuido por apantallamiento. La influencia de la humedad de calle no es considerada.
El nivel de evaluación Lr sirve para la comparación con los valores máximos de inmisión. Es igual al nivel ponderado que será elevado por un aporte calculado, considerando frenadas y arranques en cruces de caminos con semáforos.
El nivel de evaluación de ruidos de tránsito es calculado para día y noche, Lr,T para el horario entre 6 hrs y 22 hrs y Lr,N para el horario entre 22 hrs y 6 hrs.
El nivel producido por más de una fuente (calle, estacionamiento) está dado por:
(∑ ), (4.7) donde Lr,j son los niveles de cada fuente j.
El nivel de evaluación de una calle es:
, (4.8) donde los valores de K se encuentran en la Tabla 4.4
Para el cálculo del nivel ponderado de una calle con varios carriles se considera una fuente de 0,5 [m] de altura sobre la mitad de ambos carriles externos. Para esto se calculan los niveles ponderados por separado y luego se componen energéticamente a través de Lm:
( ) , (4.9) donde Lm,n es el nivel ponderado del carril externo cercano y Lm,f el del carril externo lejano.
15
Tabla 4.4.- Recargo por perturbación, por contaminante físico elevado de cruces y desembocaduras con semáforos. Fuente: [20].
El nivel ponderado de un carril se calcula mediante el proceso de carril largo y recto o el proceso del segmento. Sólo se debe ocupar uno de estos métodos y no una combinación de ambos.
El primer procedimiento se utilizará cuando se cumplan las siguientes condiciones:
El carril puede ser reconocido desde el punto de inmisión hacia ambos lados del punto próximo a él a una distancia mínima de √ . Cuando el carril se vea apantallado por una barrera o pantalla acústica paralela, debe tener entonces una distancia de 2lz por lo menos hacia ambos lados, donde es la distancia entre carril y punto de inmisión. Ver Figura 4.3.
El carril debe ubicarse en el plano dentro del área delimitada por rayas (o achurada) de la Figura 4.3 (abajo).
La emisión y los requerimientos para la propagación sonora deben ser aproximadamente constantes sobre su largo total.
Si una de estas condiciones no se cumple debe aplicarse el procedimiento del segmento.
Distancia entre punto de inmisión y el K en dB(A) punto más cercano de corte del eje de
carriles que se cruzan o encuentran
1 hasta 40 m 3
2 entre 40 y 70 m 2
3 entre 70 y 100 m 1
4 sobre 100 m 0
16
Figura 4.3.- Definiciones para el proceso de carril recto y largo. Fuente: [20].
4.2.3.1. Procedimiento de carril largo y recto.
El nivel ponderado de un carril largo y recto es:
, (4.10)
donde es la variación de nivel debido a distancia y absorción del aire, es la variación de nivel por atenuación meteorológica y es la corrección por topografía.
El nivel ponderado ( ) es válido para las siguientes condiciones de borde:
Distancia horizontal: 25 m.
Superficie de calle: Asfalto no corrugado.
Velocidad máxima permitida: 100 km/h.
Gradiente: Pendiente menor al 5% (tanto subida como bajada).
Propagación sonora: Propagación libre con .
17 El nivel ponderado ( ) está dado por:
( ) ( { }), (4.11) donde M es el flujo total per hora y p es el porcentaje de vehículos pesados (en %). M se considera para las calles de un solo carril. Si existen más carriles, entonces M debe repartirse en partes iguales para ambos carriles externos. Si no existen datos disponibles para M y p, se recomienda usar la Tabla 4.5. Aquí DTV es el flujo vehicular total diario.
Tabla 4.5.- Flujos vehiculares y porcentaje de vehículos pesados recomendados. Fuente:
[20].
La corrección de velocidad se calcula mediante:
( { } ), (4.12)
donde ( { } ) ( )
En estas relaciones es la velocidad máxima permitida para vehículos livianos en el rango de 30 km/h a 130 km/h, y la de vehículos pesados en el intervalo de 30 km/h a 80 km/h. Además son niveles ponderados ( ) para 1 vehículo liviano y pesado per hora respectivamente.
4.2.3.2. Procedimiento del segmento.
Para el cálculo del nivel ponderado de un carril será éste dividido aproximadamente en i carriles rectos. Los segmentos de carriles deben ser escogidos de forma que la emisión y las condiciones de propagación sobre el largo de cada uno sean aproximadamente constantes. El punto de emisión será considerado en la mitad del segmento a 0,5 m de altura sobre el carril. Se permite que el largo li de un segmento sea como máximo 0,5 si, donde si
Días Días
(6:00-22:00 hrs) (22:00-6:00 hrs)
Tipo de vía M p M p
veh./h % veh./h %
1 Autopista nacional 0,06 DTV 25 0,014 DTV 45
2 Calle nacional 0,06 DTV 20 0,014 DTV 20
3 Calle de conexión interprovincial 0,06 DTV 20 0,014 DTV 10
4 Calle común 0,06 DTV 10 0,014 DTV 3
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es la distancia entre punto de emisión e inmisión. Para cada segmento i se debe calcular el nivel ponderado . Estos niveles se sintetizan energéticamente como sigue:
(∑ ), (4.13)
El nivel ponderado de un segmento es:
, (4.14) donde es una corrección que considera el largo del segmento:
La corrección es la que se aplica en el procedimiento anterior. Mientras que se presentan nuevas fórmulas para el cálculo de
4.2.4. Comparación entre modelos.
Toda la descripción de la comparación entre los modelos que se mencionaron anteriormente se ha obtenido del trabajo realizado por Oberreuter y Gaete [6].
Debido a que el modelo de predicción de ruido de tránsito NMPB routes 96 tiene como variable el parámetro E y , el porcentaje de vehículos pesados respecto de los livianos, no es posible de comparar con los modelos RLS-90 y STL-86, ya que estos últimos métodos no contienen estos términos en sus ecuaciones. Sin embargo, se realizó una comparación asumiendo y también asumiendo que el porcentaje de vehículos pesados respecto del total es aproximadamente igual al porcentaje de vehículos pesados respecto de los livianos, es decir, .
De acuerdo a las expresiones de variación de nivel de presión sonora vistas en los distintos modelos, si se considera solamente la incertidumbre de flujo total ( ), es decir y ( es la incertidumbre del flujo de vehículos pesados), se observa que el modelo RLS-90 y STL-86 poseen el término ( ), mientras que el modelo francés contiene la variación ( ). De esto se concluye que el error es el mismo para el modelo alemán y para el suizo, y ambos serán iguales al francés si se considera que .
19
Figura 4.4.- Variación de nivel equivalente (dB(A)) en función de la incertidumbre del porcentaje de vehículos pesados, dada una velocidad promedio (50 km/h) y distintos porcentajes de vehículos pesados para los tres modelos mencionados. Fuente: [6].
Ahora al considerar que y que , se obtienen las curvas que se muestran en las Figura 4.4. Para éstas, se asumió que , que la velocidad promedio, tanto para vehículos pesados como livianos es de 50 km/h, mientras que p toma los valores de 5%, 10% y 15%.
En los tres casos, el patrón general se repite. Al tener un mismo porcentaje de incertidumbre ( ), el error o variación en nivel de presión sonora es menor para el modelo NMPB routes 96. Luego le sigue el modelo STL-86 y finalmente el RLS-90. Este último es el más sensible a las incertidumbres de entrada relacionada a p.
Por ejemplo, considerando las condiciones dadas y para el caso , para obtener un error menor o igual a 1 dB(A) se permite tener una incertidumbre positiva de 40% en el modelo alemán, 48% en el suizo y 60% en el francés. Por otro lado, a medida que aumenta el porcentaje de vehículos pesados, la incertidumbre positiva debe ser menor para estar dentro de la variación de 1 dB(A). Esto coincide con los resultados sobre este parámetro al analizar cada modelo por separado.
Por otra parte, se puede decir que en todos los modelos, una incertidumbre negativa es más perjudicial en términos de variación en dB(A) que una incertidumbre positiva para el porcentaje de vehículos pesados.
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Figura 4.5.- Variación de nivel equivalente (dB(A)) en función de la incertidumbre de la velocidad, dadoun porcentaje de vehículos pesados (10%) y distintas velocidades promedios para vehículos pesados y livianos, utilizando tres modelos distintos. Fuente: [6].
En la Figura 4.5, se muestra la variación en dB(A) producto de la incertidumbre al estimar la velocidad para los distintos modelos. Aquí se asumió que y se escogieron tres valores de velocidad, 50 km/h, 60 km/h y 70 km/h. En los tres casos, se cumple que la variación en dB(A) aumenta al incrementarse la incertidumbre de la velocidad promedio de vehículos livianos y pesados.
Para la incertidumbre positiva se cumple que el modelo más sensible es el francés, luego le sigue el suizo y finalmente el menos sensible, el alemán. Sin embargo, el orden cambia para una incertidumbre negativa de la velocidad. En este caso, el que arroja mayor variación en dB(A) es el francés, luego el alemán y finalmente el suizo.
Se puede mencionar, a modo de ejemplo, que para mantener un error menor o igual a 1 dB(A), se permite una incertidumbre positiva de 12% para el modelo francés, mientras que un 18% para los modelos alemán y suizo, para una velocidad de 50 km/h. Además, se observa que a medida que aumenta la velocidad promedio, las curvas tienden a coincidir en la variación en dB(A) del nivel de presión sonora. Respecto a la incertidumbre negativa de la velocidad ocurre lo mismo pero es más notorio para las curvas del modelo suizo y alemán.
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4.2.5. Elección de un modelo de predicción de ruido de tránsito vehicular.
Esta puede ser una de las partes más difíciles dentro de un estudio en el que se deba emplear un modelo de ruido de tránsito, ya que existen muchos modelos y todos tienen formas bastante distintas de realizar cálculos para estimar el nivel de presión sonora.
Es importante destacar que dependiendo del modelo que se utilice para realizar un estudio como éste, los resultados pueden tener algunas diferencias importantes. Si bien, el utilizar una escala logarítmica para calcular el nivel de presión sonora asegura un margen de error bastante grande, puede que existan diferencias de algunos decibeles.
Sería interesante poder realizar un mapa de ruido de la ciudad de Valdivia con los tres modelos de predicción que se mencionaron anteriormente, para así poder cuantificar de manera certera las diferencias que existirían entre utilizar un modelo u otro en una ciudad relativamente pequeña.
Ahora, en lo que respecta a este estudio, el modelo de predicción de ruido de tránsito vehicular que se empleó para realizar las modelaciones es el modelo alemán RLS-90, ya que [6]:
Para un flujo vehicular que incluya un 10 % de vehículos pesados, se puede obtener un error menor o igual a 1 dB(A) hasta con una incertidumbre positiva de 40 %.
Además, una incertidumbre negativa es más perjudicial en términos de variación en dB(A) que una incertidumbre positiva para el porcentaje de vehículos pesados.
Para el caso de la velocidad, para mantener un error menor o igual a 1 dB(A), se permite una incertidumbre positiva de un 18%, para una velocidad de 50 km/h.
Aunque, no se puede dejar de lado el hecho de que este modelo es más sensible que los otros modelos recién mencionados respecto al porcentaje de vehículos pesados. Sin embargo, es el modelo menos sensible respecto a la incertidumbre de velocidad, por ende lo convierten en un buen candidato para ser utilizado, ya que en las mediciones in situ, el parámetro más difícil de poder cuantificar es justamente la velocidad de los vehículos.
Además, en el estudio Elaboración de Mapa de Ruido del Gran Santiago Mediante Software de Modelación [5], se utilizó el mismo modelo de predicción de ruido (RLS-90) y la misma metodología de simplificación para realizar el modelo en el software CadnaA. La idea de utilizar el mismo modelo de predicción de ruido y la misma metodología de simplificación es poder comparar los resultados que se obtienen en una pequeña y una gran ciudad como lo son Valdivia y Santiago, respectivamente, al aplicar estas metodologías simplificadas.
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4.3. METODOLOGÍA DE VIALES PARA MEDICIONES DE VERIFICACIÓN.
En esta metodología los puntos de medición se ubican a lo largo de las fuentes sonoras más importantes, que mayoritariamente corresponden a las calles en una ciudad. Por tal motivo, es necesario realizar un estudio urbanístico de la zona de estudio, definir vías principales y secundarias (estudio de categorización de vías), determinar tramos de vías similares y fijar las estaciones de medida de acuerdo a estos criterios. Con este procedimiento es posible estudiar una zona más amplia de la ciudad, en comparación con el método de la retícula (se seleccionan puntos), y se limita sólo a las vías con tráfico [19].
Una ventaja de este método, y que se diferencia de la retícula, es que este último comete imprecisiones al considerar a la ciudad como un campo isótropo y desconocido, cuando es un campo complejo posible de estudiar por las ciencias urbanísticas. Y así, reducir el número de medidas y reducir costos [33].
La representación gráfica es más apropiada que la de los mapas que utilizan rejillas, ya que sólo entregan valores de niveles de ruido a las calles. Sin embargo, con esta metodología se dejan sin evaluar otras fuentes de ruido, que son menos numerosas, pero pueden generar mucho conflicto y molestia. Ejemplos de estos casos son la zona de bares, las obras, actividades con el desarrollo en zonas peatonales (terrazas y zonas turísticas), etc [19].
Por otro lado, este procedimiento dificulta la obtención de indicadores acústicos globales de la zona de estudio, ya que sólo evalúa el tráfico, y generalmente sólo de las vías principales. No ofrece una visión general del ambiente acústico de la ciudad o zonas urbanas consideradas [48].
Una de las ventajas que se le atribuye a este método es que caracteriza cada punto de muestreo con su medida que se ha tomado en él, siempre que se tengan las variables urbanísticas de la ciudad. Así es posible sacar conclusiones acorde con las fuentes que han originado el fenómeno de la contaminación acústica [49].
En Chile existe la clasificación vial entregada por el Ministerio de Vivienda y Urbanismo en el Manual de Vialidad Urbana, Recomendaciones para el Diseño de Elementos de Infraestructura Vial Urbana (REDEVU), la cual clasifica las vías urbanas en expresa, troncal, colectora, de servicio y local.
Lamentablemente, en la ciudad de Valdivia no existe una clasificación vial completa según la REDEVU, sin embargo es importante mencionar esta clasificación ya que si se llega a realizar algún proyecto de características similares a éste, lo ideal es utilizar la clasificación vial REDEVU, además que se pueden optimizar muchos costos.
A continuación, se muestran los criterios que se deben considerar para definir una vía según la clasificación REDEVU [47]:
23 Vía Expresa
Su rol principal es establecer las relaciones intercomunales entre las diferentes áreas urbanas a nivel regional.
Sus calzadas permiten desplazamientos a grandes distancias, con una recomendable continuidad funcional a una distancia mayor a 8 km. Velocidad de diseño entre 80 y 100 km/h.
Tiene muy alta capacidad de desplazamiento de flujos vehiculares, en ambos sentidos.
Flujo predominante de automóviles, con presencia de locomoción colectiva y vehículos de carga. Prohibición de circulación para vehículos de tracción animal y humana.
Los cruces con otras vías o con circulaciones peatonales preferentemente deberán ser a distintos niveles.
Los cruces con otras vías deben estar a distancias no menores de 1.000 m., debiendo contar a lo menos con enlaces controlados. Paradas de buses sólo en lugares especialmente diseñados y habilitados.
Segregación funcional, en general, completa respecto de las actividades del entorno.
Servicios anexos prohibidos sin accesos especiales.
Prohibición absoluta y permanente del estacionamiento y la detención de cualquier tipo de vehículo, sobre la calzada de circulación.
La distancia entre líneas oficiales no debe ser inferior a 50 m.
El ancho mínimo de sus calzadas pavimentadas no debe, en conjunto, ser inferior a 21 m.
Debe estar conformada por un solo cauce, bidireccional, debidamente canalizado y dispondrá de una mediana de ancho mínimo de 2 ., pudiendo contar además con caleteras.
En general deben consultar caleteras. De no ser así, se podrá prescindir de ellas solo en casos muy justificados. Estará provista de aceras en su lado exterior, de un ancho mínimo de 4 m.
No se contempla en ellas la existencia de ciclovías, pero pueden existir en las vías locales.
24 Vía Troncal
Su rol principal es establecer la conexión entre las diferentes zonas urbanas de una intercomuna.
Sus calzadas permiten desplazamientos a grandes distancias, con una recomendable continuidad funcional en una distancia mayor a 6 km. Velocidad de diseño entre 50 y 80 km/h.
Tiene una alta capacidad de desplazamiento de flujos vehiculares, considerando ambos sentidos.
Flujo predominante de locomoción colectiva y automóviles, con prohibición para vehículos de tracción animal y humana.
Los cruces con otras vías de circulaciones peatonales pueden ser a cualquier nivel, manteniéndose la preferencia de esta vía sobre las demás, salvo que se trate de cruce con vías expresas, las cuales son preferenciales. Los cruces a nivel con otras vías troncales deben ser controlados. El cruce de peatones podrá ser a desnivel, en caso contrario, deberá ser restringido a los cruces semaforizados y prohibidos en cualquier otro lugar de la vía.
Los cruces, paraderos de locomoción colectiva, servicios anexos y otros elementos singulares, deben estar distanciados entre sí a una distancia tal que no se ocasione un perjuicio notorio sobre el patrón de circulación de esta tipología de vías.
Presenta una segregación funcional parcial con su entorno. Servicios anexos sólo con accesos normalizados.
Prohibición absoluta y permanente del estacionamiento y de la detención de cualquier tipo de vehículo en su calzada.
La distancia entre líneas oficiales no debe ser inferior a 30 m.
El ancho mínimo de sus calzadas pavimentadas, en conjunto, no puede ser inferior a 14 m.
Puede estar conformada por un solo cauce, bidireccional, con o sin mediana, o bien, puede constituirse un Sistema troncal conformado por un par de vías con distinto sentido de tránsito, en que cada una de ellas cumpla los siguientes requerimientos mínimos: distancia entre líneas oficiales no inferior a 20 m., ancho de lazada pavimentada no inferior a 7 m.
Deberán existir aceras a ambos costados, cada una de ellas de 3,5 m. de ancho mínimo, en su condición más desfavorable.
25
En el caso de existir ciclovías, ellas pueden ser ciclopistas o ciclobandas, las cuales podrán ser materializadas en aceras.
Vía Colectora
Su rol principal es de corredor de distribución entre la residencia y los centros de empleo y de servicios, y de repartición y/o captación hacia o desde la trama vial de nivel inferior.
Sus calzadas atienden a desplazamientos a distancias medias, con una recomendable continuidad funcional en una distancia mayor de 3 km. Velocidad de diseño entre 40 y 50 km/h.
Tiene capacidad media alta de desplazamiento de flujos vehiculares, considerando ambos sentidos.
Flujo predominante de automóviles. Restricciones para vehículos de tracción animal.
Los cruces con otras vías de circulaciones peatonales pueden ser a cualquier nivel, manteniéndose la preferencia de esta vía sobre las demás, salvo que se trate de cruces con vías expresas o troncales los cuales deben ser controlados.
No hay limitaciones para establecer el distanciamiento entre sus cruces con otras vías.
Ausencia de todo tipo de segregación con el entorno. Servicios anexos sólo con accesos normalizados.
Puede prohibirse el estacionamiento de cualquier tipo de vehículo en su calzada.
La distancia entre líneas oficiales no debe ser inferior a 20 m.
El ancho mínimo de sus calzadas pavimentadas, en conjunto, no puede ser inferior a 14 m.
Puede estar conformada por un solo cauce, bidireccional, con o sin mediana, o bien, puede constituirse un sistema colector conformado por un par de vías con distinto sentido de tránsito, en que cada una de ellas cumpla los siguientes requerimientos mínimos: distancia entre líneas oficiales no inferior a 15 m., ancho de calzada pavimentada no inferior a 7 m.
Deberán existir aceras a ambos costados, cada una de ellas de 3 m. de ancho mínimo, en su condición más desfavorable.
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Pueden o no existir ciclovías.
Vía de Servicio
Vía central de centros o subcentros urbanos que tienen como rol permitir la accesibilidad a los servicios y al comercio emplazado en sus márgenes.
Su calzada atienden desplazamientos a distancia media, con una recomendable continuidad funcional en una distancia mayor de 1 km. Velocidad de diseño entre 30 y 40 km/h.
Tiene capacidad media alta de desplazamiento de flujos vehiculares, considerando toda su calzada.
Flujo predominante de locomoción colectiva. Restricción para vehículos de tracción animal.
Los cruces pueden ser a cualquier nivel, manteniéndose la preferencia de esta vía sólo respecto a las vías locales y pasajes, los cuales deben ser controlados.
No hay limitaciones para establecer el distanciamiento entre sus cruces con otras vías. La separación entre paraderos de locomoción colectiva preferentemente será mayor de 300 m.
Ausencia de todo tipo de segregación con el entorno.
Permite el estacionamiento de vehículos, para lo cual deberá contar con banda especial, la que tendrá un ancho consistente con la disposición de los vehículos que se adopte.
La distancia entre líneas oficiales no debe ser inferior a 15 m.
El ancho mínimo de sus calzadas pavimentadas no debe ser inferior a 7 m., tanto si se trata de un solo sentido de tránsito o doble sentido de tránsito.
Debe estar conformada por un solo cauce.
Deberán existir aceras a ambos costados, cada una de ellas de 2,5 m. de ancho mínimo, en su condición más desfavorable.
Puede o no existir ciclovías.
27 Vía Local
Su rol es establecer las relaciones entre las vías Troncales, Colectoras, de Servicios y de acceso a la vivienda.
Su calzada atienden desplazamientos a cortas distancias. Ausencia de continuidad funcional para servicios de transporte. Velocidad de diseño entre 20 y 30 km/h.
Tiene capacidad media o baja de desplazamiento de flujos vehiculares.
Flujo de automóviles y vehículos de tracción animal o humana excepcionalmente locomoción colectiva.
Los cruces pueden ser a cualquier nivel, manteniéndose la preferencia de esta vía sólo respecto de pasajes.
No hay limitaciones para establecer el distanciamiento entre sus cruces con otras vías.
Presenta alto grado de accesibilidad con su entorno.
Permite el estacionamiento de vehículos en su calzada.
La distancia entre líneas oficiales no debe ser inferior a 11 m.
El ancho mínimo de sus calzadas pavimentadas no debe ser inferior a 7 m., tanto si se trata de un solo sentido de tránsito o doble sentido de tránsito.
Cuando este tipo de vía cuente con acceso desde un solo extremo, la mayor distancia entre el acceso a un predio y la vía vehicular continua más cercana será de 100 m., debiendo contemplar en su extremo opuesto un área pavimentada que permita el giro de vehículos livianos. Podrá prolongarse dicha longitud hasta un máximo de 200 m., si cuenta con un ramo inicial equivalente con un mínimo al 50%
de la longitud total, de 15 m. de ancho entre líneas oficiales y un ancho de calzada pavimentada no inferior a 7 m., que permita el estacionamiento adicional de vehículos en uno de sus costados a lo menos en 2 m. de ancho. Cuando su longitud sea inferior a 50 m. podrán tener hasta 1 m. menos las medidas contempladas en los dos puntos anteriores.
Deberán existir aceras a ambos costados, cada una de ellas de 2 m. de ancho mínimo.
No se contempla en ellas la presencia de ciclovías.
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La clasificación de las vías en diferentes categorías permite una estratificación significativa desde el punto de vista estadístico, lo que permite distribuir de manera más eficiente los puntos de medición y conteo de flujo vehicular [5].
Además, en el estudio del Gran Santiago [5], se vio que las vías colectoras y de servicio mostraron una gran similitud respecto al comportamiento acústico, y dentro de las recomendaciones que dejó el estudio, se recomendaba agrupar estas vías en una sola categoría para poder optimizar el tiempo de trabajo. Es por eso que en este estudio se habla de vías Colectoras o de Servicio.
Para concluir, es sabido que dentro de una ciudad el 70 % del ruido que existe es producido por el tránsito vehicular, lo que convierte al tránsito vehicular en la principal fuente de ruido dentro de las ciudades. Es por esto, que utilizar este tipo de metodología es consecuente desde el punto de vista acústico, ya que se toma como principal fuente de ruido a los automóviles.
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4.4. AGRUPACIÓN DE EDIFICACIONES.
Una forma de poder optimizar tiempo en la etapa de modelación, es utilizar algunas simplificaciones de la información cartográfica, que en este caso respecta a las edificaciones. La simplificación que se empleó fue con respecto a la altura de edificios y al grupo de viviendas, utilizando una altura en común para todos los edificios y bloques representativos para los grupos de viviendas.
Además, se debe tener en consideración que la licencia del software CadnaA que posee el Instituto de Acústica de la Universidad Austral de Chile tiene un límite máximo de elementos en un modelo, que es de 1.000 edificios. Por lo tanto, realizar una simplificación de la cantidad de elementos en el modelo se transformó en una necesidad para poder realizar el mapa de ruido de la ciudad de Valdivia con la licencia del Instituto de Acústica.
4.4.1. Bloques de edificaciones.
Una de las simplificaciones que se harán en la etapa de modelación, será la simplificación de la cantidad de edificaciones, haciendo una aproximación como la que se puede ver en la Figura 4.6.
Figura 4.6.- Ejemplo de simplificación de número de edificios. Fuente: [21].
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4.4.2. Agrupaciones de edificaciones.
Los criterios que se utilizarán para la simplificación de edificaciones serán los siguientes [5]:
a) Fachada continua: La simplificación consiste en la fusión de todas las unidades de vivienda/edificaciones en un bloque que representa toda la manzana. El borde de dicho bloque corresponde a la unificación de las fachadas enfrentadas a la calle.
Figura 4.7.- Simplificación de edificaciones en condición de fachada continua. Fuente:
[5].
b) Fachada discontinua: En base a la clasificación anterior, se define como fachada discontinua a aquellas que presentan intersticios, separación entre edificaciones. En este caso se ignoran dichas discontinuidades y se completa el borde del bloque a semejanza del caso anterior.
Figura 4.8.- Simplificación de edificaciones en condición de fachada discontinua. Fuente:
[5].
c) Manzana parcialmente ocupada: En este caso, sólo se creará un bloque correspondiente a la superficie ocupada. Se pueden diferenciar dos casos particulares de esto:
(a) Conjunto de edificaciones agrupado en una sección de la manzana, por lo general corresponde a grupos de viviendas. El bloque se construye de acuerdo a los criterios anteriores aplicado al área ocupada.
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(b) Edificaciones aisladas distribuidas al interior de la manzana, por su dimensión y emplazamiento es fácil distinguir las unidades como individuales y no como parte de un agrupamiento. No se construye bloque, se considera la edificación.
Figura 4.9.- Simplificación de edificaciones en condición manzana parcialmente ocupada tipo a). Fuente: [5].
Figura 4.10.- Simplificación de edificaciones en condición manzana parcialmente ocupada tipo b). Fuente: [5].
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4.4.3. Efectos de simplificación de edificaciones en niveles de ruido en fachada.
En el estudio realizado por Gaete y Oberreuter [7] se estudiaron los efectos de la simplificación de edificaciones en niveles de ruido en fachada. Para esto, estudiaron distintos de casos de edificaciones con y sin simplificaciones y se compararon.
A continuación, en la Figura 4.11 se presenta una de las situaciones representativas de simplificación presentadas en el estudio de Gaete y Oberreuter [7]. En la Figura 4.11, el diagrama de la izquierda representa la situación original (sin simplificación de edificaciones), y la del lado derecho, aquella resultante de la simplificación (bloque). En ambas se señala con línea gruesa continua, el conjunto de receptores en fachada con los que se llevó a cabo el análisis.
Figura 4.11.- Caso 1: Edificaciones en baja altura (casa de hasta tres pisos). Fuente: [5].
En el estudio, los autores estudiaron 4 casos, el caso 1 es de edificaciones en baja altura (casa de hasta tres pisos), el caso 2 es el caso 1 más edificaciones de hasta 20 m (edificios de departamentos y similares), el caso 3 es de edificios en altura, muy distanciados uno de otro (patrón de edificio isla) y el caso 4 es de edificios en altura, muy cercanos. Además crearon una manzana para el caso “real” y otra similar pero “simplificada”, incorporando edificaciones para que cumplieran con los patrones determinados por los casos. Las dimensiones de las manzanas fueron distintas: para el caso 1 se tomó una manzana cuadrada de lado 100 m; para el caso 2, lo mismo pero de lado 150 m; y para los casos 3 y 4 una manzana cuadrada igualmente de 200 m de lado. Los receptores se distribuyeron uniformemente en las fachadas, distanciados 1 m uno de otro (se aprecia como línea gruesa continua en la Figura 4.11).
