Caracterización de los niveles de contaminación por ruido en Bogotá - estudio piloto

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(1)CARACTERIZACIÓN DE LOS NIVELES DE CONTAMINACIÓN POR RUIDO EN BOGOTA – ESTUDIO PILOTO. JOSE PACHECO. Proyecto de grado presentado como requisito para el título de Ingeniero Ambiental. Asesor EDUARDO BEHRENTZ, Ph.D.. Universidad de los Andes Facultad de Ingeniería Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Bogotá D.C. 2009.

(2) Caracterización de los niveles de contaminación por ruido en Bogotá. IAMB 20091015. Tabla de Contenido 1. INTRODUCCIÓN Y ANTECEDENTES 1.1. Estudios Previos de Carácter Internacional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2. Estudios Previos de Carácter Distrital . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 6 7 9. 2. OBJETIVOS 2.1. General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2. Objetivos Específicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10 10 10. 3. FUNDAMENTOS TÉCNICOS Y DEFINICIONES 3.1. La Naturaleza del Sonido . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2. Propiedades Básicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3. Respuesta Auditiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.1. Umbral de audición . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.2. Nivel de presión sonora . . . . . . . . . . . . . 3.4. Sonoridad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.5. Medición del Ruido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.5.1. Ponderación frecuencial . . . . . . . . . . . . . 3.5.2. Ponderación temporal . . . . . . . . . . . . . . 3.5.3. Nivel de Presión Sonora Continuo Equivalente . 3.6. Otros Niveles de Medición . . . . . . . . . . . . . . . . 3.6.1. Octavas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .. 11 11 11 12 12 12 13 14 14 14 16 16 17. 4. MARCO LEGAL 4.1. Colombia . . . . . . . . . . . . . . . 4.2. Estados Unidos . . . . . . . . . . . . 4.3. Inglaterra . . . . . . . . . . . . . . . 4.4. Organización Mundial de la Salud . . 4.5. Análisis de la Normativa Colombiana. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. 19 19 19 20 20 21. 5. METODOLOGÍA 5.1. Identificación de las Zonas a ser Caracterizadas . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2. Microambientes Seleccionados en Cada Zona . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.1. Corredores viales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.2. Ciclovía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.3. Día sin carro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3. Desarrollo de la Campaña . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.1. Medición de ruido ambiental en microambientes por zonas . . . . . . 5.3.2. Mediciones en corredores viales y durante la jornada de día sin carro 5.3.3. Aforos Vehiculares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.4. Mediciones en la ciclovía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. 22 22 22 22 23 23 23 23 24 25 25. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. Página 1 de 45. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . ..

(3) Caracterización de los niveles de contaminación por ruido en Bogotá. 6. RESULTADOS 6.1. Ruido Ambiental . . . . . . 6.2. Ruido en Corredores Viales 6.3. Día sin Carro . . . . . . . . 6.4. Ciclovía . . . . . . . . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. IAMB 20091015. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. 27 27 28 34 36. 7. CONCLUSIONES. 39. 8. ANEXOS. 40. A. Niveles Máximos Permisibles de Ruido Ambiental-Resolución 8321,1983.. 40. B. Niveles Máximos Permisibles de Emisión de Ruido - Resolución 0627.. 41. C. Niveles Máximos Permisibles de Ruido Ambiental - Resolución 0627.. 42. D. Niveles Máximos Permisibles en Microambientes Específicos-OMS.. 43. Página 2 de 45.

(4) Caracterización de los niveles de contaminación por ruido en Bogotá. IAMB 20091015. Índice de figuras 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17.. Representación gráfica de la variación en la presión sonora. . . . . . . . . . . . . . . Ajuste a la presión sonora en ponderación A. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Distribución de frecuencias en anchos de banda de una octava. . . . . . . . . . . . . Equipo para medición de presión sonora en tiempo real. . . . . . . . . . . . . . . . Ubicación del equipo en medición de ruido ambiental en distintos microambientes. (a) Clínica; (b) Sector comercial; (c) Sector residencial; (d)Parque . . . . . . . . . . Ubicación del equipo de medición en corredores viales (a) Carrera séptima; (b) Carrera 30. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Cámara de video digital para análisis de aforos vehiculares. . . . . . . . . . . . . . Equipo de medición durante la jornada de ciclovía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . LA,eq comparativo entre mejor y peor escenario en cada sector. . . . . . . . . . . . LA,eq y número de vehículos durante hora pico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LA,eq y número de vehículos durante hora valle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Distribución porcentual de la flota vehicular (a) Carrera Séptma; (b) Carrera 30; (c) Av. Circunvalar, durante hora pico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LA,eq por un periodo de 15 minutos. (a) Carrera 30; (b) Avenida Circunvalar; (c) Carrera Séptima. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diagramas de caja para las mediciones en trafico. (a) Hora pico; (b) Hora Valle. . . Comparativo entre nivel de presión sonora y flujo vehicular. . . . . . . . . . . . . . Variación en la presión sonora durante ciclovía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Comparativo de presión sonora entre ciclovía y dia normal. . . . . . . . . . . . . .. Página 3 de 45. 12 15 18 23 24 25 26 26 28 29 30 32 33 34 36 37 38.

(5) Caracterización de los niveles de contaminación por ruido en Bogotá. IAMB 20091015. Índice de tablas 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20.. Resultados de presión sonora en mediciones de ruido en Montalvano y Messina (Italia). Resultados de presión sonora en Curitiba, Brasil. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Resultados de presión sonora en parques de Curitiba, Brazil. . . . . . . . . . . . . . Cambios aparentes en la sonoridad debido al incremento en la presión sonora. . . . Ajuste en la presión sonora debido a la frecuencia con ponderación A. . . . . . . . Frecuencias máximas, mínimas y centrales de bandas de Octava. . . . . . . . . . . Microambientes por sector incluidos en el estudio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Resultados de presión sonora en mediciones de ruido ambiental. . . . . . . . . . . . Resultados estadísticos de presión sonora en mediciones de ruido ambiental. . . . . Resultados de presión sonora en mediciones de ruido en corredores viales. . . . . . Resultados estadísticos de presión sonora en mediciones de ruido en el sector tráfico. Aforos vehiculares en número de automotores por hora en el sector tráfico durante hora pico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Aforos vehiculares en número de automotores por hora en el sector tráfico durante hora valle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Resultados del Índice de Ruido en Tráfico (TNI). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Resultados de presión sonora durante la jornada de Día sin Carro. . . . . . . . . . Resultados estadísticos de presión sonora durante la jornada de Día sin Carro. . . . Aforos vehiculares en número de vehículos por hora en jornada del Día sin Carro. . Resultados del Índice de Ruido en Trafico (TNI) para la jornada de día sin carro. . Resultados de presión sonora durante la jornada de Ciclovía. . . . . . . . . . . . . . Resultados de presión sonora durante Día Normal. . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Página 4 de 45. 7 8 8 13 16 18 22 27 28 29 29 30 30 31 35 35 35 35 36 37.

(6) Caracterización de los niveles de contaminación por ruido en Bogotá. IAMB 20091015. AGRADECIMIENTOS De manera personal y muy especial quiero agradecer a Eduardo Behrentz no solo por su asesoría e incondicional apoyo durante el desarrollo del proyecto, sino por la confianza y la oportunidad que me brinda. Mas allá de sus enseñanzas técnicas y científicas, sus consejos como persona. Gracias por todo. La ejecución de este proyecto habría sido imposible de no ser por la ayuda y coordinación de Juan Felipe Franco, cuyo talento intelectual fue la base del desarrollo del estudio. Su profesionalismo e interés en el proyecto, fue la formula que permitió llevar a la realidad este informe. Gracias J.F. A Monica Espinosa, por sus valiosa colaboración en la preparación del reporte. Andrea Maldonado y Olga Lucia Sarmiento por sus aportes intelectuales en el proyecto. A Juan Pablo Quijano Juan Carlos Cardenas, Andrey Giraldo y Juan Jose Castillo por la compañia durante la campaña de campo. A William Fuentes por su constante ayuda con el uso de LATEX. A la Clínica Reina Sofía, Clínica Juan N Corpas y Panamericana S.A. por permitirnos realizar mediciones en sus instalaciones y su diligencia con el proyecto. A todos los compañeros del SUR, por su compañía y paciencia, en especial a Paula Rodriguez quien me recibió en el grupo y me hizo sentir como en casa. A los compañeros del ML-126 por su buena energía que engrandece el espíritu y hacen mas placenteros los dias de trabajo. A mis amigos del alma Paul y Lina que siempre creyeron en mí. A mi familia quienes nunca me han negado el apoyo y siempre han estado conmigo en las buenas y en las malas. A mi mama, la persona mas importante en mi mundo y la mejor madre del universo. A Natalia Muñoz, por hacerme sentir tan cerca de la raza humana, tan vulnerable, tan vivo. Gracias.. Página 5 de 45.

(7) Caracterización de los niveles de contaminación por ruido en Bogotá. 1.. IAMB 20091015. INTRODUCCIÓN Y ANTECEDENTES. Desde tiempos ancestrales el ruido ha sido considerado como un problema. Los poetas de la civilización romana se quejaban por el ruido generado por las ruedas metálicas de las carretas sobre las calles empedradas. En la era medieval, el tránsito de caballos y carruajes fue prohibido durante la noche para no perturbar el sueño. El ruido se encuentra presente en la sociedad actual como una consecuencia de la urbanización, crecimiento económico y el tráfico motorizado (Stassen et al., 2008) (Bies et al., 2003). El ruido ambiental se entiende como cualquier sonido no deseado o potencialmente dañino que es generado por las actividades humanas y que deteriora la calidad de vida de las personas (Murphy et al., 2008). Las principales fuentes de ruido son el trafico terrestre, férreo y aéreo, el sector de la construcción y los ruidos generados en el vecindario (Schomer, 2001). La Organización Mundial de la Salud (OMS, 1999) definió la contaminación auditiva como el tercer problema ambiental mas relevante en el mundo. Sin embargo aun no se ha logrado el reconocimiento de este tema en los niveles que se tiene para la contaminación del aire y del agua. Esto se debe a la percepción subjetiva del ruido, el corto tiempo de residencia y la dificultad de asociar causas con efectos nocivos en la salud (Jamrah et al., 2006). Los efectos del ruido comúnmente son transitorios y raramente catastróficos. Sin embargo efectos adversos pueden ser encontrados con una exposición repetitiva y prolongada (Schomer, 2001). Diversas investigaciones y estudios han asociado efectos adversos en la salud humana con altos niveles de ruido. Un estudio desarrollado por Mato et al. (1998) concluyeron que el daño causado por el ruido puede ir desde el fastidio a la locura, e incluso a la muerte. Una exposición prolongada a niveles de 90 decibeles (dBA) puede causar pérdida en la audición y una exposición prolongada a niveles de 100 dB(A) puede causar daño irreparable en el sistema auditivo. Exposiciones a 120 dB(A) causan dolor y posiblemente pérdida instantánea de la audición. Una exposición a 140 dB(A) puede llegar a causar locura (Mato et al., 1998). El fastidio es el principal efecto adverso en la salud. Este se define como un sentimiento de incomodidad asociado a una influencia negativa en un individuo o un grupo por alguna sustancia o circunstancia. Ésta se materializa como miedo, malestar, incertidumbre, confusion y sentimiento restringido de libertad (Schomer, 2001). Una exposición prolongada a 50 dB(A) causa fastidio moderado y a 55 dB(A) fastidio severo (OMS, 1999). El fastidio generado por ruido no solo depende de la naturaleza del sonido (v.g. frecuencia, potencia.) sino también de parámetros inherentes a cada persona. La exposición prolongada a altos niveles de presión sonora no se ha podido relacionar directamente con cambios en los comportamientos o actitudes en las personas, pero sí como un catalizador de éstas (OMS, 1999). En este sentido el ruido generado por el tráfico ha sido identificado como la principal causa de fastidio (Schomer, 2001; Calixto et al., 2003; OMS, 2004; Öhrström et al., 2006; Martin et al., 2006) Discapacidad en la audición es el principal efecto cuantificable e irreversible en la salud humana como consecuencia de la exposición a ruido. Ésta se define como un incremento en el umbral de audición. Aproximadamente 120 millones de personas en el mundo padecen de esta discapacidad (OMS, 1999). La consecuencia principal de este problema es la inhabilidad para entender las conversaciones en la vida diaria. Se estima que niveles continuos sonoros iguales o superiores a 75 dB(A) e impulsivos entre 130 y 150 dB(A) generan trastorno en la audición (OPS, 1983).. Página 6 de 45.

(8) Caracterización de los niveles de contaminación por ruido en Bogotá. IAMB 20091015. Para el caso de Bogotá no se cuenta con suficiente documentación en lo que se refiere a los niveles de contaminación auditiva. Un estudio piloto como el presentado en este documento es una primera aproximación para conocer el estado de la problematica de contaminación por ruido en la ciudad. En este trabajo se identificarán aspectos relevantes que permitan la realización de estudios sobre ruido que sean más específicos y produzcan información que sea relevante para toda la ciudad.. 1.1.. Estudios Previos de Carácter Internacional. Abbate et al. (2005) estudió el efecto que el ruido ambiental puede tener en la pérdida de la audición usando como marco experimental dos poblaciones expuestas a niveles similares de ruido en ambientes laborales (92.6 dB(A) y 92.4 dB(A)), pero residentes en ambientes con diferente grado de urbanización y expuestos a niveles de presión sonora ambiental según como se muestra en la Tabla 1. Los resultados de este estudio mostraron un incremento en el umbral de audición en la población expuesta a niveles altos de presión sonora de ruido ambiental. Tabla 1. Resultados de presión sonora en mediciones de ruido en Montalvano y Messina (Italia). Montalvano Montalvano Messina Messina Horarios LA,eq ∗ LA,eq,8h LA,eq LA,eq,8h Ambiental Ocupacional Ambiental Ocupacional 08:00-08:30 70.2 92.6 85.5 92.4 12:45-13:15 74.0 92.6 87.1 92.4 19:00-19:30 68.0 92.6 81.4 92.4 22:30-23:00 67.0 92.6 81.4 92.4 * En el Capítulo 3 de este documento se discute el concepto de LA,eq . En la ciudad de Curitiba, Brasil (Zannin et al., 2001) se realizó un estudio encaminado a cuantificar los niveles de contaminación auditiva en el horario diurno. Se seleccionaron 350 puntos de medición en los cuales se realizaron mediciones en días entre semana por duplicado durante dos periodos de una hora; entre las 12:00 y 1:00 P.M. y las 6:00 y 7:00 P.M. Los resultados se muestran en la Tabla 2. Se concluye de este trabajo que las áreas residenciales se encuentran contaminadas con ruido, el 80.6 % de las mediciones muestran un nivel sobre los 65 dB(A), 10 dB(A) más que la norma local. Sin embargo se mostró una mejoría en este campo, pues para el año de 1992 el porcentaje era de 93.4 %. Esta disminución se debe principalmente a la instalación de radares para controlar la velocidad de los vehículos y la imposición de límites de velocidad.. Página 7 de 45.

(9) Caracterización de los niveles de contaminación por ruido en Bogotá. IAMB 20091015. Tabla 2. Resultados de presión sonora en Curitiba, Brasil. Areas Residenciales LA,eq 1992 2000 Mediciones Porcentaje Mediciones Porcentaje <50 0 0 7 2 50<LA,eq <55 2 0.6 26 7.4 55<LA,eq <60 7 2 15 4.3 60<LA,eq <65 14 4 20 5.7 65<LA,eq <70 33 9.4 45 13 70<LA,eq <75 32 9.1 131 37.4 75<LA,eq <80 133 38 102 29.1 80<LA,eq <85 129 36.9 4 1.1 LA,eq >85 0 0 0 0 Total 350 100 350 100 Zannin et al. (2006) realizó una evaluación de la contaminación auditiva en seis parques de la ciudad de Curitiba. El equipo de medición se instaló en lugares aleatorios dentro de los parques preferiblemente en cercanía a caminos peatonales. En total se seleccionaron 303 puntos de medición. Los resultados de la investigación se resumen en la Tabla 3.. Tabla 3. Resultados de presión sonora en parques de Curitiba, Brazil. Lugar Número de mediciones LA,eq Distancia al Centro (km) Parque Botánico 57 67.0 2.5 Parque Público 39 64.8 1 Parque Sao Pablo 47 59.1 3.5 Parque Tangúa 43 50.3 6 Parque Barigüi 70 50.6 5 Parque Tingui 47 50.5 7 El principal resultado corresponde al incumplimiento por parte de los tres primeros parques frente a la legislación vigente. Esto se debe fundamentalmente a que estos parques se encuentran inmersos en el perímetro urbano y por lo mismo se ven influenciados por vías de alto tráfico vehícular y sectores comerciales. Jamrah et al. (2006) enfocó sus análisis en el ruido generado por el tráfico, evaluando la contaminación auditiva generada por este sector en la ciudad de Amman, Jordania. Como parte de este trabajo se escogieron 28 puntos de medición cercanos a vías con alto tráfico vehicular en periodos entre las 7:00 - 8:00 a.m. y las 7:00 - 8:00 p.m. en los cuáles se realizaron mediciones con presencia y ausencia de una barrera fisica con el fin de observar el efecto mitigador de ésta en los niveles de presión sonora. Para todos los casos se observaron reducciones de la presión sonora al utilizar la barrera siendo 3 dB(A) la reducción mínima y 17 dB(A) la reducción máxima. Jakovljevic et al. (2008) estudió la influencia del ruido generado por el tráfico en el fastidio de la población de Belgrado (Serbia). Además de los resultados de presión sonora y horarios de exposición, se tuvieron en cuenta variables como condiciones sociales, psicológicas y fisiológicas de Página 8 de 45.

(10) Caracterización de los niveles de contaminación por ruido en Bogotá. IAMB 20091015. las personas expuestas. Las mediciones se realizaron en 70 calles de la ciudad durante tres intervalos de tiempo (8:00-10:00 A.M., 2:00-4:00 P.M. y 6:00-8:00 P.M.) y se suministró un cuestionario en el cual los individuos calificaban cualitativamente el grado de fastidio en una escala de cero a cuatro. Además de un incumplimiento de la norma de ruido, se encontró correlación positiva entre el grado de fastidio y el ruido. El 57 % de la población identificó al ruido generado por el tráfico como la principal fuente de fastidio.. 1.2.. Estudios Previos de Carácter Distrital. En el año 2005 la Personería Delegada para el Medio Ambiente y Desarrollo Urbano de Bogotá elaboró el estudio en “Control Institucional a la Contaminación Auditiva en Bogotá”, en donde se recopila información relacionada con el número de quejas instauradas ante las alcaldías locales referentes a contaminación por ruido. El estudio no incluyó mediciones técnicas de presión sonora. En éste se reportó a las localidades de Kennedy, Suba y Engativá como las más afectadas por altos niveles de contaminación auditiva y a las localidades de Usme, Candelaria y Santa fé como las menos perjudicadas. La Secretaría Distrital de Ambiente de Bogotá (SDA) y la Universidad INCCA de Colombia desarrollaron mapas de ruido en las localidades de Fontibón, Engativá, Santa fé, Kennedy y Puente Aranda. La metodología a seguir consistió en identificar fuentes emisoras de ruido incluyendo fuentes fijas (establecimientos), vías principales, puntos que presentaban quejas por parte de los habitantes, puntos solicitados por la alcaldía y zonas de tranquilidad. Los resultados de este estudio corresponden a mapas de fuentes generadoras de ruido geo-refrenciadas en cada localidad.. Página 9 de 45.

(11) Caracterización de los niveles de contaminación por ruido en Bogotá. 2.. IAMB 20091015. OBJETIVOS. 2.1.. General. Caracterizar los niveles de contaminación por ruido en diferentes zonas de la ciudad de Bogotá.. 2.2.. Objetivos Específicos. 1. Implementar un método que permita determinar adecuadamente los niveles de presión sonora en cada punto de medición. 2. Caracterizar los niveles de presión sonora en microambientes representativos de cada una de las zonas definidas por la legislación vigente en Colombia. 3. Evaluar los niveles de contaminación acústica en diferentes vías de la ciudad considerando variables de tipo y cantidad de tráfico. 4. Evaluar el efecto que medidas de carácter cívico como el día sin carro y la ciclovía, pueden tener sobre los niveles de presión sonora.. Página 10 de 45.

(12) Caracterización de los niveles de contaminación por ruido en Bogotá. 3. 3.1.. IAMB 20091015. FUNDAMENTOS TÉCNICOS Y DEFINICIONES La Naturaleza del Sonido. La palabra ruido proviene del griego Nausea que da origen a su nombre en inglés (Noise). En su más sencilla expresión el ruido se define como un sonido no placentero. Existen diversas definiciones y conceptos acerca del ruido que varían entre el concepto subjetivo o de percepción y la definición estrictamente física. Subjetivamente se interpreta al sonido como una sensación audible generada por una perturbación en el medio (Harris, 1995). Físicamente, el sonido es una vibración mecánica en un medio elástico ya sea líquido, gasesoso o sólido a través del cual la energía es transferida lejos de la fuente por medio de ondas. La propagación de estas ondas se basa en el principio de la interacción entre las partículas presentes en el medio. Es decir, si se genera una perturbación en una partícula perteneciente al medio, ésta golpeará a la siguiente y así sucesivamente. Es importante enfatizar que las partículas no se desplazan en sí, sino la energía de la perturbación es la que se transmite (Singal, 2005).. 3.2.. Propiedades Básicas. Las ondas acústicas corresponden a una perturbación en un medio que produce una sensación audible y no pueden viajar en el vacío. El tiempo que tarda una partícula en vibrar se conoce como período (T). El número de vibraciones que hace una partícula en un segundo se conoce como Frecuencia (f) expresada en Hertz (Hz). Las ondas sonoras se mueven con una velocidad que dependen del medio de propagación (ver Ecuación 1). V =k·. E ρ. 1/2 (1). Donde E corresponde al módulo de elasticidad del medio, ρ es la densidad del medio y k es una constante. Para el aire a condiciones normales (una atmósfera de presión y temperatura de 20 grados Celsius) la velocidad del sonido es de 344 m/s. La velocidad del sonido es mayor en líquidos y aún mayor en sólidos. La longitud de onda se define como la distancia perpendicular entre dos frentes de onda que tienen la misma fase (Harris, 1995) (ver Figura 1). El oído humano se encuentra en capacidad de percibir sonidos que se encuentren en un rango de frecuencias entre 20 Hz y 20,000 Hz pero no responde linealmente con la frecuencia. En frecuencias bajas, entre los 20 Hz y 1,000 Hz, se requiere de una gran presión sonora para que el sonido sea audible, entre 1,000 Hz y 4,000 Hz, la respuesta es más plana y el requerimiento de presión es menor. Entre 4,000 Hz y 6,000 Hz la respuesta del sistema auditivo es menor y nuevamente se vuelve a requerir de una mayor presión sonora (Singal, 2005).. Página 11 de 45.

(13) Caracterización de los niveles de contaminación por ruido en Bogotá. IAMB 20091015. Longitud de Onda (λ). Prresiòn Sonora. P. Max. P. Atmosferica. Figura 1. Representación gráfica de la variación en la presión sonora.. 3.3. 3.3.1.. Respuesta Auditiva Umbral de audición. El umbral de audición se define como el nivel de presión sonora mínimo que puede generar una sensación auditiva en las personas. Debido a que fisiológicamente todas las personas son diferentes, no existe un límite preciso sino que se ha definido en términos de una probabilidad del 50 % de que el sonido sea audible. La literatura científica ha asignado al valor correspondiente al umbral de audición con una presión de 2 x 10−5 Pascales 1 (Harris, 1995). 3.3.2.. Nivel de presión sonora. El oído humano esta en capacidad de tolerar presiones 1 millón de veces más altas que el umbral de audición (Harris, 1995). Si se usara a la presión sonora como indicador para reportar valores acústicos, la escala seria excesivamente amplia e inconveniente. Por lo tanto, se ha designado la unidad “bel” usada en mediciones eléctricas, la cual representa una razón logarítmica en base 10. Aun así, esta escala sigue siendo amplia y se ha preferido emplear el decibel dB (una décima parte de un bel). Debido a que el oído humano responde logarítmicamente a los cambios en la intensidad sonora, éstos se definen matemáticamente como muestra la Ecuación 2. Nivel de intensidad (dB) = 10 log. Intensidad medida Nivel de referencia. (2). Dado que la intensidad varía con el cuadrado de la presión, el nivel de presión sonora (SPL o Lp ) se ha designado como el parámetro para reportar niveles de contaminación acústica y se representa matemáticamente como se muestra en la Ecuación 3 en donde 1 Este valor de presión es suficiente para desplazar el timpano del oído una distancia que es inferior al diámetro de un átomo.. Página 12 de 45.

(14) Caracterización de los niveles de contaminación por ruido en Bogotá. IAMB 20091015. p = Presión actual existente y pref es igual a 2 x 10−5 Pascales. 2 p p ; Lp = 20 log Lp = 10 log 2 p ref pref. (3). Teniendo en cuenta la definición anterior de la escala en decibeles, se han asociado efectos subjetivos en el cambio de la presión sonora como se muestra en la Tabla 4. Debido a que la presión sonora no varía linealmente, si se llegara por ejemplo a doblar el número de fuentes generando todas el mismo ruido, no se doblaría el valor del nivel de presión sonora. La Ecuación 4 muestra el procedimiento matemático correcto para dicho cálculo. Tabla 4. Cambios aparentes en la sonoridad debido al incremento en la presión sonora. Cambios en el nivel de presión sonora (dBA) 3 dB(A) 5 dB(A) 10 dB(A) 20 dB(A). Cambios aparentes en la sonoridad Apenas perceptible Claramente perceptible Doblemente sonoro Considerablemente sonoro (cuatro veces). 2p1 2 Lp = 10 log 2 p ref 2 p1 = 10 log 2 + 10 log 2 p ref 2 p1 +3 = 10 log 2 p ref . (4). NuevoLp = Lp1 + 3dB. De esta manera, al doblar el número de fuentes el nivel de presión sonora aumenta en 3 dB, si el número de fuentes iniciales se multiplicara por cuatro, el aumento seria 6 dB y así sucesivamente. Usando la ecuación anterior (Ecuación 4) y la Tabla 4, se observa que al doblar la presión sonora la respuesta es apenas perceptible. Cuando se trabaja con presiones sonoras diferentes y se quiera calcular el nivel de presión sonora resultante se debe usar la expresión indicada en la Ecuación 5. Lp = 10 log(10Lp1/10 + 10Lp2/10 + 10Lp3/10 + · · · ). (5). Donde Lp1 , Lp2 , Lp1 , · · · corresponden a los diferentes niveles de presión sonora. Si la diferencia entre los niveles de presión sonora de dos fuentes es mayor a 10 dB, la contribución de la fuente con menor valor, se considera irrelevante (Singal, 2005).. 3.4.. Sonoridad. La sonoridad es la herramienta que permite al oyente emitir un juicio acerca del sonido en una escala de bajo a alto. Este concepto corresponde a una medida subjetiva y no física en sí. La literatura científica ha caracterizado la sonoridad mediante experimentos cualitativos en los cuales se emiten ruidos con presión sonora conocida y de los cuales los oyentes emiten un juicio.. Página 13 de 45.

(15) Caracterización de los niveles de contaminación por ruido en Bogotá. IAMB 20091015. El “Fonio” es la unidad correspondiente para expresar la sonoridad. Un Fonio corresponde al valor de presión sonora en decibeles (dBA) con frecuencia de 1,000 Hz que es tan sonoro como el sonido que esta siendo caracterizado. Es decir, cuanta presión sonora es necesaria generar sin cambiar la frecuencia de 1,000 Hz para que la sonoridad sea la misma que el sonido a evaluar (v.g, si se desea evaluar la sonoridad de un ruido cualquiera, se debe usar una frecuencia de 1,000 Hz y variar la presión sonora hasta que sea igualmente sonoro. Si la presión sonora a la cual se encuentra dicha relación es 40 dB, la sonoridad en fonos es 40). Otra unidad para reportar sonoridad es el Sonio. Un sonio corresponde a la sonoridad que genera un sonido con presión sonora de 40 dB y frecuencia de 1,000 Hz. De esta manera un sonio es igual a 40 fonios. Matemáticamente se relacionan como lo muestra la Ecuación 6. S = 2(P−40)/100. (6). Donde P corresponde a la sonoridad en Fonios y S a la sonoridad en Sonios.. 3.5. 3.5.1.. Medición del Ruido Ponderación frecuencial. El ruido como onda energética puede tener el mismo contenido de energía con diferentes frecuencias (v.g, una onda con gran contenido de energía puede ser generada con muchas ondas de poca energía o con pocas ondas de mucha energía), siendo algunas potencialmente mas dañinas para el oído humano que otras. Es decir, dos ondas acústicas con igual contenido de energía pueden estar vibrando en diferentes frecuencias. Existen diferentes ponderaciones frecuenciales (A, B, C y Z) que se diseñaron con el fin de asignarle diferente importancia a las frecuencias que potencialmente pueden deteriorar en mayor proporción la audición. El oído humano responde mejor a frecuencias entre 8 Hz y 500 Hz y es menos sensible a frecuencias bajas y altas. En otras palabras, la ponderación frecuencial aproxima la medición de la mejor manera a lo que realmente se escucha. Se ha encontrado que la Ponderación tipo A se ajusta de mejor manera a la respuesta del oído humano y por lo tanto ha sido adoptada universalmente para expresar los resultados de presión sonora en decibeles con ponderación A(dB(A)) (Georgiadou et al., 2004). La Ponderación A hace menos énfasis en las frecuencias más bajas (inferiores a 500 Hz) y proporciona mayor importancia a las frecuencias potencialmente más peligrosas (500 - 4,000 Hz)(Chamber, 2005) (ver Figura 2). Por las razones mencionadas anteriormente, se debe reportar el nivel de presión sonora indicando la ponderación frecuencial usada. La Ponderación C es importante para el cálculo de valores pico extremos (Ver Sección 3.6). En la Tabla 5 se muestra el ajuste sobre la presión sonora debido a la ponderación A. Las ponderaciones B y C fueron un intento de aproximación a la respuesta del oído humano pero menos utilizadas que la Ponderación A. 3.5.2.. Ponderación temporal. La respuesta del oído al ruido, como se ha indicado anteriormente, corresponde a la energía contenida en las variaciones de la presión sonora (v.g, si aumenta la presión sonora esta energía hace vibrar el timpano haciendo audible el sonido). Estándares internacionales han especificado la. Página 14 de 45.

(16) Caracterización de los niveles de contaminación por ruido en Bogotá. IAMB 20091015. 10. Resspuesta R Relativa (ddBA). 0 -10 10 -20 -30 -40 -50 10. 100. 1000. 10000. 100000. Frecuencia (Hz). Figura 2. Ajuste a la presión sonora en ponderación A. velocidad (en segundos) con la cual un detector de presión sonora (sonómetro, ver Figura 4) debe seguir el cambio de estas variaciones para obtener resultados confiables. (Singal, 2005). Lento (Slow): La constante del tiempo de respuesta es de un segundo. Es decir, el sonómetro registra durante un intervalo de tiempo de un segundo los cambios en la energía y con esta información determina un valor equivalente de presión sonora para dicho intervalo de tiempo. Esta ponderación frecuencial no es influida por sonidos recientes en el tiempo sino que amortigua los cambios drásticos de presión en el tiempo (v.g, si durante los 0.2 primeros segundos de un intervalo de un segundo, se presenta un cambio drástico de presión pero durante los 0.8 segundos restantes se presenta calma, toda la energía contenida en los primeros 0.2 segundos se repartirá en el intervalo completo de un segundo y por lo tanto el resultado no contextualizará de la mejor manera el episodio.) Rápido (Fast): La constante del tiempo de respuesta es de 0.125 segundos. Esta ponderación temporal se asemeja a la constante de tiempo usada por el sistema auditivo humano. A diferencia de la ponderación temporal lenta, ésta es influida por eventos recientes de cambios en la presión sonora. Impulso (Impulse): La constante del tiempo de respuesta es de 0.035 segundos (35 milisegundos) para sonidos que van en aumento y de 1.5 segundos para sonidos que van decreciendo (1,500 milisegundos) (Harris, 1995). Para una misma medición el valor rápido será mayor que el valor lento. Sin embargo, la ponderación temporal y frecuencial no dan información acerca de la composición frecuencial del sonido. En términos generales las mediciones de ruido generado por tráfico deben realizarse usando la ponderación temporal rápida y las mediciones de ruido ambiental con ponderación temporal lenta.. Página 15 de 45.

(17) Caracterización de los niveles de contaminación por ruido en Bogotá. IAMB 20091015. Tabla 5. Ajuste en la presión sonora debido a la frecuencia con ponderación A. Frecuencia (Hz) 25 31.5 40 50 63 80 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1,000 1,250 1,600 2,000 2,500 3,150 4,000 5,000 6,300 8,000 10,000 3.5.3.. Ponderación A (dB) -44.7 -39.4 -34.6 -30.2 -26.2 -22.5 -19.1 -16.1 -13.4 -10.9 -8.6 -6.6 -4.8 -3.2 -1.9 -0.8 0.0 +0.6 +1 +1.2 +1.3 +1.2 +1 +0.5 -0.1 -1.1 -2.5. Nivel de Presión Sonora Continuo Equivalente. Los niveles de ruido son altamente variables en el tiempo, aumentando y disminuyendo constantemente lo que dificulta su estudio (Calixto et al., 2003). El nivel de presión sonora continuo equivalente (Leq ) es definido como un nivel de presión sonora continuo en un periodo de tiempo dado que contiene la misma cantidad de energía que los niveles fluctuantes de ruido en el mismo intervalo de tiempo. Por ejemplo, en una medición de dos horas es de esperar que los niveles de presión sonora varíen constantemente, al reportar un Leq.2h = 60 dB(A) quiere decir que la energía contenida en la medición es equivalente a la energía que se obtendría con un nivel de presión constante de 60 dB(A) durante las mismas dos horas.. 3.6.. Otros Niveles de Medición. Como se ha indicado anteriormente, los niveles de contaminación por ruido se expresan en decibeles y corresponden a una razón entre la presión medida y la presión base. Sin embargo, existen diferentes tipos de niveles de presión sonora que son relevantes en una medición de ruido. Es importante reportar en el subíndice del nivel deseado el tiempo de duración de medición y la Página 16 de 45.

(18) Caracterización de los niveles de contaminación por ruido en Bogotá. IAMB 20091015. ponderación temporal usada (v.g, LA,eq,8h quiere decir que el nivel equivalente de presión sonora fue calculado usando ponderación frecuencial A y que la medición tardó ocho horas). Nivel de presión sonora máximo LMax : Corresponde al valor de presión sonora máximo registrado. Es importante tener en cuenta la ponderación frecuencial usada (v.g. LFMax = 78.2 dB, significa que durante la medición se usó la ponderación frecuencial rápida y que para un intervalo de 0.125 segundos, el valor máximo registrado fué de 78 Decibeles). Nivel de presión sonora pico (LPeak ): Se define como el nivel máximo de energía existente. Se calcula como un nivel de presión sonora cuando el intervalo de tiempo utilizado es menor a 50 microsegundos. Este nivel de presión corresponde al máximo cambio de energía presente en la medición. El valor de 50 microsegundos se ha adoptado como un estándar máximo para reportar el nivel pico (y se pondera frecuencialmente con la ponderación tipo C). Niveles Percentiles (LN ): Se define como el nivel de presión sonora que es igualado o excedido el N % del tiempo en un intervalo dado (v.g, L50 muestra un valor de presión sonora que fue excedido o igualado el 50 % del tiempo). Ruido de Fondo (L90 ): Se define como el nivel de ruido en la ausencia de fuentes cercanas (Georgiadou et al., 2004). SEL (Sound Exposure Level): El SEL promedia el sonido de la medición en un periodo de un segundo. Suponiendo que el tiempo de muestreo es mayor a un segundo, el SEL corresponde a un ruido de duración de un segundo que contiene la misma energía que toda la muestra. Matemáticamente se define según la Ecuación 7. SEL = Leq + 10 log T. (7). Es común encontrar en la literatura niveles representados como LDL ó LNL que corresponden a nivel de presión sonoro diurno y nocturno respectivamente, pero los tiempos de medición varían entre autores. 3.6.1.. Octavas. Como se indicó anteriormente, el nivel de presión sonora equivalente y los demás niveles no proveen información acerca de la composición frecuencial del ruido. Para un análisis de este tipo se ha divido el espectro audible en bandas que corresponden a conjuntos o distribuciones de frecuencias en intervalos cuya magnitud se define como ancho de banda. La Organización Internacional de Estándares (ISO) definió el término de octava como el ancho de banda para analizar frecuencias (Bies et al., 2003). Una Octava se define como un intervalo de frecuencia entre dos sonidos cuya razón de frecuencia es dos (Harris, 1995) (v.g, si el límite inferior es de 1,000 Hz, el límite superior será de 2,000 Hz, para la octava siguiente el límite inferior es 2,000 Hz y el superior 4,000 Hz y así sucesivamente). La Figura 3 muestra un resultado para una medición de ruido con análisis de filtro de octava en la cual se puede observar cuál rango de frecuencias aportó mayor cantidad de ruido a la medición total. Para un análisis mas. Página 17 de 45.

(19) Caracterización de los niveles de contaminación por ruido en Bogotá. IAMB 20091015. exhaustivo se han definido anchos de banda de 1/3 de Octava que consiste simplemente en dividir una Octava en tres intervalos iguales. La Tabla 6 muestra la distribución frecuencial en Octavas. (Bies et al., 2003) Tabla 6. Frecuencias máximas, mínimas y centrales de bandas de Octava. Limite Inferior (Hz) 22 44 88 176 352 706 1,414 2,828 5,656 11,312. Frecuencia Central (Hz) 31.5 63 125 250 500 1,000 2,000 4,000 8,000 16,000. Limite Superior (Hz) 44 88 176 352 706 1,414 2,828 5,656 11,312 22,624. 100 90. Presión Sonora S (d dBA). 80 70 60 50 40 30 20 10 0 31.5. 63. 125. 250. 500. 1000. 2000. 4000. 8000 16000. Frecuencia (Hz) Figura 3. Distribución de frecuencias en anchos de banda de una octava.. Página 18 de 45.

(20) Caracterización de los niveles de contaminación por ruido en Bogotá. 4. 4.1.. IAMB 20091015. MARCO LEGAL Colombia. Durante el mandato presidencial de Alfonso López Michelsen (1970 - 1974) se expidió la Ley 23 de 1973 con la cual se creó el primer Código Nacional de Recursos Naturales Renovables y de Protección al Medio Ambiente, decretando en su Artículo 3 al aire, agua y suelo como los únicos bienes contaminables. En el año siguiente se modificó la Ley 23 mediante el Decreto 2811 incluyendo en el Numeral 2 de la Sección C del Artículo 3 al ruido como elemento ambiental a ser regulado. Sin embargo, en este último no se establecen límites máximos permisibles ni protocolos para la determinación del grado de contaminación auditiva. La ley 9 de 1979 en su Artículo 106 del Capítulo 3 (Salud Ocupacional) asigna al Ministerio de Salud como la entidad responsable para establecer los límites máximos de nivel de presión sonora en ambientes laborales. Acto consecuente el Ministerio de Salud expidió la Resolución 2400 del 22 de mayo de 1979 señalando en el Capítulo 4 (Artículo 88) una exposición máxima de 85 dB a ruidos continuos en el lugar de trabajo. Este nivel de presión sonora no contemplaba la ponderación frecuencial ni temporal a usar (ver Capítulo 3). El 4 de agosto de 1983 se expidió la Resolución 8321 por parte del Ministerio de Salud en la cuál se dictaron normas sobre la protección y conservación de la audición y el bienestar de las personas por causa de la producción y emisión de ruidos. Esta norma fue la primera en definir conceptos técnicos y científicos sobre contaminación acústica así como los métodos de medición y niveles máximos permisibles según las diferentes zonas definidas en la ciudad (ver Anexo A). Esta norma se refiere a valores máximos permisibles de emisión, considerándolos de tal manera que la emisión de una fuente no cause el incumplimiento de la norma de ruido ambiental. La legislación nacional vigente a la fecha corresponde a la Resolución 0627 del 7 de abril de 2006 expedida por el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial. En esta norma las ciudades son divididas en sectores (A, B, C y D) de acuerdo al uso del suelo. Usando el criterio anterior y los horarios de actividad diurna y nocturna, se establecen niveles máximos de emisión de ruido (ver Anexo B) y niveles máximos de ruido ambiental (ver Anexo C) para cada zona y horario. En esta norma se destaca el contexto respecto a la emisión de ruido, puesto que asigna valores máximos a fuentes emisoras de ruido dentro de cada zona descrita a diferencia de antiguas normativas. Esta resolución no contempla niveles máximos de emisión por parte de vehículos aeromotores. Aunque en los artículos 10 y 11 se hace mención a la prueba estática y dinámica de automotores, se posterga la creación de regulación al respecto.. 4.2.. Estados Unidos. El Decreto del Aire Limpio (Clean Air Act) creado en 1955 fue una resolución expedida por la Agencia de Protección Ambiental (EPA) de los Estados Unidos, en donde se definieron las responsabilidades para proteger y mejorar la calidad del aire de la nación y la capa de ozono. Se hizo oficial en el congreso en el año de 1990 y desde entonces se han venido haciendo constantes modificaciones. En el Título 4 de la dicha normativa, la EPA creó la Oficina de Reducción y Control de Ruido (ONAC) con el fin de investigar acerca de los efectos nocivos del ruido sobre la salud. En el año de 1981 ésta responsabilidad fue asignada a las autoridades estatales.. Página 19 de 45.

(21) Caracterización de los niveles de contaminación por ruido en Bogotá. IAMB 20091015. Se destaca el Pacto de Control de Ruido (Noise Control Act) firmado en el año de 1972 cuyo objetivo principal es promover investigación en este campo y regular la emisión de ruido de los productos que sean distribuidos en el comercio. Como extensión al acto anterior, se formuló en 1978 el Acto de Comunidades Silenciosas (Quiet Communities Act) con fin principal de promover la investigación y el conocimiento de manejo de equipos para la medición de ruido por parte de las autoridades estatales. Sin embargo, éste no establece límites máximos de emisión ni de ruido ambiental. De los 52 estados que conforman a los Estados Unidos el país, tan sólo 12 contemplan en su legislación niveles máximos de contaminación auditiva.. 4.3.. Inglaterra. El DEFRA (Department for Environment, Food and Rural Affairs) es la entidad encargada de formular las políticas ambientales en Inglaterra. El Acto Número 2238 del año 2006, establece la regulación de ruido ambiental. La legislación inglesa no dictamina límites máximos permisibles ni divide el territorio en sectores. La prioridad en esta legislación hace referencia a la identificación de fuentes emisoras de ruido. Como segundo punto, la regulación establece el protocolo para realizar mediciones que lleven a la creación de mapas de ruido para identificar las zonas mas problemáticas para las cuales la misma reglamentación establece planes de acción.. 4.4.. Organización Mundial de la Salud. A diferencia de otros problemas ambientales, el ruido no es un bien observable materialmente y sus efectos en el ambiente se relacionan con efectos relativamente menores (en el corto plazo) en la salud de las personas. Es por esto que las autoridades ambientales han dejado el control y regulación de éste a cargo de los organismos vigilantes de la salud. La Organización Mundial de la Salud publicó en abril de 1999 la “Guía de ruido en comunidades” (Guidelines for Community Noise) en la cual se establecen límites máximos de presión sonora. A diferencia de la normativa colombiana, este documento presenta límites máximos para ciertas actividades humanas que pueden perturbarse por altos niveles de ruido y no por divisiones territoriales o de uso del suelo. Según la OMS, en una conversación entre dos personas separadas un metro de distancia, el nivel de ruido de fondo no debe exceeder los 35 dB(A) para que la conversación sea totalmente entendible y de 45 dB(A) para que sea entendible en su mayoría. La pérdida de capacidad audtiva inducida por exposición a ruido no se hace evidente con niveles menores a 70 dB(A). Sin embargo, otros parámetros como el nivel pico (ver Sección 3.6) son relevantes, estableciendo para adultos un valor máximo de 140 dB(A) y para niños de 120 dB(A). Se ha demostrado que la pérdida del sueño puede ser ocasionada por ruidos impulsivos o continuos. Los límites da la OMS sugieren un nivel de presión sonora continuo durante ocho horas (LA,eq,8h ) inferior a 30 dB y a su vez un nivel máximo LA,max de 45 dB para no ocasionar problemas en esta actividad. La OMS también sugiere valores máximos permisibles en algunos microambientes (ver Apéndice D) y en algunos casos asigna un tiempo máximo de exposición para evitar que se generen efectos adversos. Es importante incluir otros parámetros acústicos como el nivel de presión sonora máximo, en el momento de definir los límites máximos de ruido ambiental.. Página 20 de 45.

(22) Caracterización de los niveles de contaminación por ruido en Bogotá. 4.5.. IAMB 20091015. Análisis de la Normativa Colombiana. Es interesante notar como las comunidades desarrolladas en el mundo (Estados Unidos y Europa) no fijan límites máximos permisibles por zonas. En cambio su legislación busca identificar posibles fuentes que perturban el ambiente con emisión de ruido. Aunque la norma nacional describe de manera correcta y clara los procedimientos para la determinación de niveles de presión sonora y se fundamenta correctamente en términos científicos y técnicos, la factorización en zonas para el control de contaminación acústica no es el adecuado. Las ciudades colombianas se han construido y han crecido de manera desordenada y es habitual encontrar zonas inmersas en otras. Si bien la norma establece como niveles máximos permisibles aquellos correspondientes a la zona mas vulnerable (niveles mas bajos) es imposible evitar la influencia de las actividades de una zona sobre otras zonas. Decretar el cumplimiento o no de una zona respecto a los niveles de contaminación auditiva no lleva a ejecutar una medida clara para el control del problema. Adicionalmente conociendo que el ruido en centros urbanos proviene principalmente del tráfico vehicular, debería ejercerse un control sobre los automotores, factor que la Resolución vigente no toma en cuenta. Los límites que establece la OMS son más acertados puesto que protegen actividades particulares que son más fáciles de controlar desde el punto de vista institucional (v.g, garantizar niveles adecuados al interior de un aula de clase o de un cuarto de hospital mediante el uso de tecnologías de aislamiento), pués idealizar el escenario de reubicar los asentamientos urbanos carece de sensatez.. Página 21 de 45.

(23) Caracterización de los niveles de contaminación por ruido en Bogotá. 5.. IAMB 20091015. METODOLOGÍA. 5.1.. Identificación de las Zonas a ser Caracterizadas. Teniendo en cuenta la estratificación por sectores que se encuentra definida en la Resolución 627 del 2006, se seleccionaron distintos microambientes que se ubicaran dentro de los sectores estipulados en dicha norma (ver Apéndice C). Adicionalmente a los espacios escogidos a partir de la clasificación anterior, se seleccionaron microambientes en inmediaciones de tres vías principales de la ciudad. A estos espacios se les denominó “Corredores Viales”. También se llevaron a cabo mediciones durante la jornada del día sin carro 2009 y en la ciclovía dominical.. 5.2.. Microambientes Seleccionados en Cada Zona. Para el caso de los microambientes por sector, de forma previa al desarrollo de la campaña de campo se realizaron recorridos por la ciudad identificando en cada sector posibles puntos de medición. Para esto se tuvieron en cuenta criterios tales como la facilidad de acceso a las instalaciones y la seguridad de los equipos. Además se identificaron puntos de medición en donde fuera evidente la ausencia de contaminación auditiva (mejor escenario) así como espacios con problemas de contaminación auditiva (peor escenario). Se seleccionaron dos microambientes en cada sector (un microambiente tipo mejor escenario y un microambiente tipo peor escenario) (ver Tabla 7). Para los “microambientes corredores viales” no se tuvo en cuenta el criterio de mejor y peor escenario. En este caso se seleccionaron las vías de acuerdo al tipo de vehículos que circulan por la vía y al número de calzadas. Tabla 7. Microambientes por sector incluidos en el estudio. Sector A B C D. 5.2.1.. Subsector Clínica Clínica Residencial Residencial Comercial Comercial Parque Parque. Microambiente Mejor Escenario Peor Escenario Mejor Escenario Peor Escenario Mejor Escenario Peor Escenario Mejor Escenario Peor Escenario. Ubicación Carrera 111 x Calle 157 Calle 127 x Autopista Norte Calle 100 x Avenida Suba Calle 75 x Carrera 1 Calle 109 entre Av. 15 y Av.19 Carrera 10 x Calle 13 Avenida 68 x Calle 63 (Interior) Avenida 68 x Calle 63 (Periferia). Corredores viales. Avenida Carrera Séptima a la altura de la Calle 32: seis carriles. Este corredor vial se caracteriza por un tráfico mixto (vehículos particulares, taxis, buses, flota pesada, motos). Avenida Carrera 30 a la altura de la calle 45. 12 carriles. Vía con presencia de sistema de transporte masivo de la ciudad (TransMilenio). Avenida Circunvalar a la altura de la calle 76. cuatro carriles. Tráfico predominante de vehículos particulares.. Página 22 de 45.

(24) Caracterización de los niveles de contaminación por ruido en Bogotá. 5.2.2.. IAMB 20091015. Ciclovía. La jornada de ciclovía se lleva a cabo el día domingo de cada semana del año desde las 7:00 a.m. hasta las 2:00 p.m. El punto de evaluación seleccionado fue la Avenida 15 a la altura de la Calle 85 en donde se ubica el Parque El Virrey. Estas mediciones se realizaron durante el domingo 18 de mayo de 2008. 5.2.3.. Día sin carro. Las mediciones se llevaron a cabo el día 5 de febrero de 2009. El punto de medición elegido fué la Avenida Circunvalar a la altura de la Calle 76.. 5.3.. Desarrollo de la Campaña. Durante la campaña de campo se realizaron las determinaciones de presión sonora en los microambientes descritos anteriormente. Las mediciones de presión sonora se realizaron usando un sonómetro digital integrador de medición en tiempo real Tipo 1, marca 01 db METRAVIB, modelo BLUE SOLO con tecnología Areva (Figura 4). Este equipo permite registrar y almacenar diferentes variables con resolución temporal de hasta un segundo y cumple con las especificaciones establecidas por el Artículo 18 de la resolución 0627 de 2006. Antes de cada medición, el sonómetro fué calibrado con el Calibrador Cal 21, el cual funciona con una presión sonora contante de 94 dB.. Figura 4. Equipo para medición de presión sonora en tiempo real.. 5.3.1.. Medición de ruido ambiental en microambientes por zonas. Estas mediciones se desarrollaron durante los meses de junio y julio del año 2008 en la ciudad de Bogotá en intervalos de ocho horas, entre las 8:00 a.m. y las 4:00 p.m. En las mediciones se almacenaron las variables LAeq,8hr , Lpeak , L90 , L10 con resolución temporal de 10 segundos. El total de horas de medición fue de 128, generando un total de 368,640 registros. El equipo fue. Página 23 de 45.

(25) Caracterización de los niveles de contaminación por ruido en Bogotá. IAMB 20091015. configurado para calcular los valores de presión sonora con ponderación frecuencial A y temporal lenta (Ver Sección 3.6), tal y como lo señala la norma vigente. El equipo fue ubicado con el micrófono al aire libre y usando un protector de viento (ver Figura 5).. (a). (b). (c). (d). Figura 5. Ubicación del equipo en medición de ruido ambiental en distintos microambientes. (a) Clínica; (b) Sector comercial; (c) Sector residencial; (d)Parque . 5.3.2.. Mediciones en corredores viales y durante la jornada de día sin carro. Las mediciones en corredores viales se desarrollaron durante los meses de septiembre y octubre del año 2008 sobre tres corredores viales de la ciudad, durante periodos de 4 horas cada día en dos intervalos; entre las 07:00 a.m. y las 9:00 a.m.(hora pico) y las 11:00 a.m. y la 1:00 p.m. (hora valle). El equipo se programó para calcular los valores con ponderación frecuencial A y temporal rápida (Ver Sección 3.6) (OMS, 1999). Las mediciones de presión sonora en la jornada de día sin carro se realizaron el 5 de febrero del año 2009. Vale la pena resaltar que las mediciones en esta jornada se realizaron en un punto donde ya se habían realizado mediciones anteriormente durante un dia de tráfico regular. En el sector tráfico, el total de horas de medición fue de 28 horas que Página 24 de 45.

(26) Caracterización de los niveles de contaminación por ruido en Bogotá. IAMB 20091015. generaron un total de 100,800 registros. Adicionalmente a las medidas de presión sonora se realizaron aforos vehiculares (ver Sección 5.3.3) El sonómetro fue ubicado sobre la acera del corredor vial a una altura de 1.5 metros con el fin de simular al máximo la contaminación por ruido percibida por los transeúntes de la zona (Figura 6). 5.3.3.. Aforos Vehiculares. Usando un trípode como soporte se instaló una cámara de video digital en puntos estratégicos donde se pudiera capturar de la mejor manera la imagen del flujo vehicular sobre la vía en la que se estaban llevando a cabo las mediciones de presión sonora (Figura 7). Los archivos de video generados fueron descargados a un computador y usando un reproductor de video se realizó un conteo de automotores por duplicado y discriminando las categorías vehiculares de la siguiente manera: vehículos particulares, taxis, buses, camiones, motos y otros. 5.3.4.. Mediciones en la ciclovía. Esta medición se realizo el día 18 de mayo de 2008, fue la primera en realizarse durante la campaña y en ella se usó una metodología diferente a las anteriores. Se midió durante intervalos de 25 minutos al principio de cada hora iniciando a las 8:00 a.m. y finalizando a las 3:00 p.m., obteniendo un total de ocho mediciones. Usando la misma metodología se realizó una medición durante un día laboral de la semana (martes) con el fin de comparar los dos escenarios (ver Figura 8).. (a). (b). Figura 6. Ubicación del equipo de medición en corredores viales (a) Carrera séptima; (b) Carrera 30.. Página 25 de 45.

(27) Caracterización de los niveles de contaminación por ruido en Bogotá. Figura 7. Cámara de video digital para análisis de aforos vehiculares.. Figura 8. Equipo de medición durante la jornada de ciclovía.. Página 26 de 45. IAMB 20091015.

(28) Caracterización de los niveles de contaminación por ruido en Bogotá. 6. 6.1.. IAMB 20091015. RESULTADOS Ruido Ambiental. La Tabla 8 resume los resultados de presión sonora encontrados en las mediciones de ruido ambiental en los microambientes tipo mejor y peor escenario. Los valores de LA,eq,8h para los microambientes mejor escenario siempre fueron inferiores a los encontrados en los microambientes peor escenario (ver Figura 9). Si bien esto es de esperarse, estos resultados demuestran que los microambientes fueron correctamente seleccionados durante las fases previas a la campaña de campo. Tabla 8. Resultados de presión sonora en mediciones de ruido ambiental. Sector A.Mejor Escenario A.Peor Escenario B.Mejor Escenario B.Peor Escenario C.Mejor Escenario C.Peor Escenario D.Mejor Escenario D.Peor Escenario. Norma 55 55 65 65 70 70 55 55. LA,eq,8h 60.2 73.4 60.8 69..1 65.2 76 55.9 61.6. LMax,8h 79.3 94.5 88.3 81.7 83.4 92.5 78.5 82.4. LMin,8h 52.5 60.7 46 56.8 51.9 67.5 46.1 54. SEL 104.8 117.4 105.4 113.7 109.8 120.6 100.5 105.7. LPico,8h 114.2 113.8 105 107.7 111.9 115.4 104.8 105.9. Las mediciones reportadas incumplen en la mayoría de los casos la norma vigente (Resolución 0627). Tan sólo los sectores B y C (Residencial y Comercial) en los microambientes “mejor escenario” se encuentran dentro del rango permisible en horario diurno. Para los sectores A y D (clínica y parque) se encontraron violaciones a la norma incluso en los microambientes tipo “mejor escenario”. Las desviaciones estándar mas grandes corresponden al sector B (residencial), el cual se ve alterado por la irregularidad de actividades propias de un vecindario. Se observó durante el desarrollo de la campaña la ausencia de fuentes al interior del Parque Simón Bolivar (microambiente escogido para el Sector D tipo mejor escenario), pero se percibió la influencia del sobrevuelo de aeronaves como elemento perturbador en el medio. Analizando este punto, se presentan valores de desviación estándar relativamente altos para las dos medidas realizadas en el Sector D (ver Tabla 9). En la Sección 4 se comentaron algunos argumentos por los cuales una distribución por sectores en la ciudad no es la más pertinente para formular políticas. En la Tabla 8 es apreciable que no existen rangos que caractericen un Sector en particular. El Sector A que se reglamenta de manera más estricta (55 dB(A)) que el Sector B (65 dB(A)) presenta un rango de presiones sonoras más amplio con valores mayores tanto en los límites inferior como superior.. Página 27 de 45.

(29) Caracterización de los niveles de contaminación por ruido en Bogotá. IAMB 20091015. 80. Presiò òn Sonora (dBA). 70 60 50 40 30 20 10 0 A. B. Sector. Mejor Escenario. C. D. Peor Escenario. Figura 9. LA,eq comparativo entre mejor y peor escenario en cada sector.. Tabla 9. Resultados estadísticos de presión sonora en mediciones de ruido ambiental. Sector L10 L50 L90 Desviación Estándar A. Mejor Escenario 61.9 58.5 55.5 2.8 A. Peor Escenario 75.9 70.9 66.7 3.6 B. Mejor Escenario 61.7 54.9 50.2 4.8 B. Peor Escenario 72.2 67.8 61.1 4.2 C. Mejor Escenario 67.3 62.4 58.7 3.7 C. Peor Escenario 78 74.9 71 2.8 D. Mejor Escenario 57.1 50.6 48.4 4 D. Peor Escenario 62.7 59.6 57.2 2.7. 6.2.. Ruido en Corredores Viales. Observando los resultados de presión sonora (ver Tabla 10) y de aforos vehiculares (ver Tabla 12) no es posible para estas mediciones relacionar directamente el numero de vehículos con el nivel de ruido. En las Figuras 10 y 11 se observa como mientras el nivel de presión sonora es muy similar entre las diferentes vías, el número de vehículos es significativamente diferente. Usando los valores de flujo vehicular en la Carrera 30 durante hora pico (17,812 vehículos) y de la Carrera 7, también en hora pico (4,885 vehículos) se encuentra que el flujo vehicular es aproximadamente 3.5 veces mayor en la Carrera 30. Sin embargo el LeqA se incrementa tan solo en 0.9 dB(A). Como se mencionó en la Sección 3 se espera que al duplicar el número de fuentes emisoras, el nivel de ruido aumente en 3 dB(A). En este caso, aumentando en 3.5 veces el número de fuentes, se esperaría un incremento en el nivel de ruido de aproximadamente 9 dB(A) lo cual no Página 28 de 45.

(30) Caracterización de los niveles de contaminación por ruido en Bogotá. IAMB 20091015. sucede. Esto significa que para entender el impacto del tráfico vehicular sobre los niveles de ruido se requiere de análisis más sofisticados que no se limiten al número total de vehículos sino que consideren variables tales como la distribución de categorías vehiculares y patrones de conducción. Tabla 10. Resultados de presión sonora en mediciones de ruido en corredores viales. Corredor Vial Hora∗ LA,eq LMax LMin SEL LPico Carrera Séptima Pico 77 97 61.4 115.6 111.9 Carrera Séptima Valle 75.9 97.1 60.3 114.4 114.4 Carrera 30 Pico 77.9 96.7 66.5 116.5 117 Carrera 30 Valle 77.7 97.7 65.2 115.5 119.9 Avenida Circunvalar Pico 76.3 102.6 52.3 114.8 122.4 Avenida Circunvalar Valle 75.3 92.4 52.8 113.8 115.2 * Hora Pico= 7:00 a.m. - 9:00 a.m. Hora valle= 11:00 a.m. - 1:00 p.m.. Tabla 11. Resultados estadísticos de presión sonora en mediciones de ruido en el sector tráfico. Corredor Vial Hora∗ L10 L50 L90 Desviación Estándar Carrera Séptima Pico 80.2 74 66.9 5.1 Carrera Séptima Valle 78.8 73.2 66.5 4.7 Carrera 30 Pico 80 76.1 72.7 3.0 Carrera 30 Valle 80.4 74.9 70.5 3.9 Avenida Circunvalar Pico 78.6 74 63.4 5.9 Avenida Circunvalar Valle 78.2 72.3 59.5 7.1 * Hora Pico= 7:00 a.m. - 9:00 a.m. Hora valle= 11:00 a.m. - 1:00 p.m.. 90. 350 300. 70 250 60 50. 200. 40. 150. 30 100 20 50. 10 0. 0 Cra Sèptima. Cra 30. Nivel de presión sonora. Av. Circunvalar. Flujo Vehícular. Figura 10. LA,eq y número de vehículos durante hora pico. Página 29 de 45. Flujjo Vehícu ular (veh/m min). Presión Sonora (d dBA). 80.

(31) Caracterización de los niveles de contaminación por ruido en Bogotá. 90. 350. 80. 300. 70 250 60 50. 200. 40. 150. 30 100 20 50. 10 0. Flu ujo Vehiccular (veh h/min). Presión Sonora (d dBA). IAMB 20091015. 0 Cra Sèptima. Cra 30. Nivel de presión sonora. Av. Circunvalar. Flujo Vehícular. Figura 11. LA,eq y número de vehículos durante hora valle.. Tabla 12. Aforos vehiculares en número de automotores por hora en el sector tráfico durante hora pico. Corredor Vial∗ Particulares Taxis Buses Camiones Motos Transmilenio Otros Total Carrera Séptima 1,514 1,724 767 23 771 0 86 4,885 Carrera 30. 9,271 4,421 235 250 1,910 252 1,473 17,812 Av. Circunvalar 2,470 753 76 22 274 0 92 3,687 * Hora Pico= 7:00 a.m. - 9:00 a.m.. Tabla 13. Aforos vehiculares en número de automotores por hora en el sector tráfico durante hora valle. Corredor Vial∗ Particulares Taxis Buses Camiones Motos Transmilenio Otros Total Carrera Séptima 1,895 1,643 703 87 628 0 117 5,073 Carrera 30 7,994 2,062 286 756 1,022 112 1,285 13,517 Av. Circunvalar 2,352 557 18 68 222 0 107 3,324 * Hora Valle= 11:00 a.m. - 1:00 p.m. La distribución por categorías vehiculares en cada vía es diferente (ver Figura 12). Los vehículos pesados (buses y camiones) generan una emisión de ruido mayor que los vehículos de carga liviana (Calixto et al., 2003). La Carrera séptima presenta el mayor número de vehículos pesados durante hora pico (790 vehículos). Sin embargo, el nivel de presión sonora es mayor en otras vías con un flujo vehícular de carga pesada menor (Carrera 30 con 737 vehículos de carga pesada). Paralelamente, la Avenida Circunvalar presenta un flujo vehicular de carga pesada relativamente escaso (98 vehículos pesados en hora pico) y los niveles de presión sonora son similares a las vias Página 30 de 45.

(32) Caracterización de los niveles de contaminación por ruido en Bogotá. IAMB 20091015. con gran flujo de vehículos pesados. Estos resultados sugieren nuevamente que se requiere de análisis más complejos para entender la relación entre tráfico vehicular y niveles de ruido. En este sentido, analizadas las variables de cantidad y tipo de vehículos y su dificultad de relacionarlas con el nivel de ruido, se plantea la hipótesis del efecto de los patrones de conducción en la contaminación auditiva. Las mediciones realizadas en la Carrera Séptima y la Avenida Circunvalar se realizaron cerca a un semáforo en donde la detención y posterior arranque de los vehículos parece tener un efecto importante sobre las variaciones en la presión sonora. Al analizar series de tiempo durante intervalos de 15 minutos en las tres vías analizadas, se observa que el nivel de presión sonora se comporta de manera diferente en el tiempo. La Figura 13(a) representa una determinación de presión sonora en la Carrera 30 donde se observa un comportamiento más uniforme en el flujo vehicular al comprarlos con las otras dos vías estudiadas. La Figura 14 muestra a un diagrama de cajas para las tres vías durante hora picos y valle, en donde es más evidente la distribución uniforme para la Carrera 30. En esa vez, debido a la ausencia de semáforos, el patron de conducción es menos variable y por lo tanto los niveles de ruido no presentan valores picos de forma tan reiterada como sucede en las otras vías. Langdon et al. (1968) definieron al percentil 10 (L10 ) como el valor medio representativo de los valores máximos de la medición, al percentil 50 (L50 ) como indicador del valor medio de la medición y al percentil 90 (L90 ) como el ruido de fondo promedio. Los mismos autores desarrollaron un método para cuantificar el fastidio generado por el tráfico vehicular conocido como Índice de Ruido en Tráfico (Traffic Noise Index - TNI) medido en decibeles (dBA). Este parámetro se determina a partir de la Ecuación 8. TNI= 4 x (L10 − L90 )+(L90 − 30). Tabla 14. Resultados del Índice de Ruido en Tráfico (TNI). Corredor Vial Hora∗ TNI Carrera Séptima Pico 90.1 Carrera Séptima Valle 85.7 Carrera 30 Pico 71.9 Carrera 30 Valle 80.1 Avenida Circunvalar Pico 94.2 Avenida Circunvalar Valle 104.3 * Hora Pico= 7:00 a.m. - 9:00 a.m. Hora valle= 11:00 a.m. - 1:00 p.m.. Página 31 de 45. (8).

(33) Caracterización de los niveles de contaminación por ruido en Bogotá. IAMB 20091015. (a). (b). (c). Figura 12. Distribución porcentual de la flota vehicular (a) Carrera Séptma; (b) Carrera 30; (c) Av. Circunvalar, durante hora pico.. Página 32 de 45.

(34) Caracterización de los niveles de contaminación por ruido en Bogotá. IAMB 20091015. 90. Presiòn Sonora (ddBA). 85 80 75 70 65 60 55 50 0. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 10. 11. 12. 13. 14. 15. Tiempo (minutos). (a). 90 85. Presiòn Sonnora (dBA P A). 80 75 70 65 60 55 50 0. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Tiempo (minutos). (b) 90. Presiòn Sonora (ddBA). 85 80 75 70 65 60 55 50 0. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Tiempo (minutos). (c). Figura 13. LA,eq por un periodo de 15 minutos. (a) Carrera 30; (b) Avenida Circunvalar; (c) Carrera Séptima.. Página 33 de 45.

(35) Caracterización de los niveles de contaminación por ruido en Bogotá. IAMB 20091015. (a). (b). Figura 14. Diagramas de caja para las mediciones en trafico. (a) Hora pico; (b) Hora Valle. En la Tabla 14 se presentan los valores del TNI en los tres corredores viales. Es notable que el grado de mayor fastidio se presenta en la Avenida Circunvalar, donde si bien el número de vehículos que circulan por ésta es menor en todas las categorías que los otros dos corredores viales, el impacto del tráfico tiene un efecto mayor en la población. Esto, sumado a los demás argumentos presentados anteriormente sugiere un estudio más profundo sobre la influencia de los patrones de conducción sobre la contaminación auditiva, así como otras variables que alteran el trafico tales como velocidad promedio, tipo de superficie, e incluso material de las llantas. 6.3.. Día sin Carro. En el mismo escenario y con el equipo ubicado en el mismo lugar durante la jornada de día sin carro y en un día de tráfico regular, se observó una disminución de aproximadamente 55 % (3,687 vs 1,646) en la flota vehicular durante horas pico mientras que el LA,eq sólo decreció 1.1 dB(A). En la hora valle la disminución en flota vehicular fue de aproximadamente el 65 % (3,324 vs 1,254) y la disminución del LA,eq es de 1.6 dB(A). Teniendo en cuenta que para este evento se conservaron variables como la ubicación del equipo y horarios de medición, la única variable Página 34 de 45.