UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ
ESCUELA DE POSGRADO
UNIDAD DE POSGRADO DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
PORTADA
TESIS
EVALUACIÓN DE LA CONTAMINACIÓN ACÚSTICA POR TRÁFICO RODADO Y PROPUESTA DE MITIGACIÓN ALREDEDOR
DE LA CIUDAD UNIVERSITARIA
PRESENTADA POR:
NILO RICARDO GARCIA CORZO
PARA OPTAR AL GRADO ACADÉMICO DE:
MAESTRO EN INGENIERÍA QUÍMICA AMBIENTAL
HUANCAYO - PERÚ 2019
ASESOR
Dr. Cesar Augusto LOAYZA MORALES
iii
DEDICATORIA
Después de tantos esfuerzos, logros, recaídas y metas cumplidas quiero dedicarle este trabajo a Dios y mis padres, que estuvieron siempre presentes durante todo el camino de mi formación académica y profesional. les doy las gracias por hacer posible este sueño, fruto de un arduo e importante proceso.
Nilo Ricardo
iv
AGRADECIMIENTO
Deseo expresar mi sincera gratitud a todas las personas y las instituciones que brindaron su apoyo incondicionalmente a la culminación de esta tesis.
v RESUMEN
El tráfico rodado y los sistemas de transporte en general generan un impacto en los niveles de contaminación sonora. Para su mitigación, se hace preciso el uso de la normatividad correspondiente. La contaminación sonora genera una molestia en las personas que es difícilmente medible de forma cuantitativa. A pesar de ello, evaluarla es el inicio para establecer alternativas como parte de una estrategia integral para mitigar la contaminación acústica en la carretera central, principal vía de acceso a Huancayo, mediante una planificación para un desarrollo sostenible. En esta investigación se determinará los niveles sonoros producida por tráfico rodado en la avenida Mariscal Castilla para su mitigación conveniente.
Para lograr los objetivos, se aborda el estudio desde un enfoque de la ingeniería. Caracterizar el nivel de ruido equivalente que nos permitirá realizar los mapeos que reflejen el nivel de contaminación que se reflejan a través de las mediciones del sonómetro, cuya información serán procesadas por el software ArcGIS y Excel, y aplicación del proceso analítico para la ponderación de las variables seleccionadas, y se pueda establecer un orden de prioridad que nos sirva para la propuesta de mitigación. El trabajo de investigación que se realizara y los resultados que se obtendrán en esta investigación permitirán alcanzar objetivos que aun en nuestro medio no le damos mayor importancia a la repercusión del ruido como parte inherente del tráfico, esto ayudará a gestionar el entorno de forma planificada, lo que le permitirá intervenir o predecir.
Palabras clave: ruido, Nivel equivalente sonoro, contaminación y decibeles.
vi ABSTRACT
Road traffic and transport systems in general generate an impact on the levels of noise pollution. For its mitigation, it is necessary to use the corresponding regulations. Sound pollution generates a nuisance in people that is difficult to quantitatively measure. Despite this, evaluating it is the beginning to establish alternatives as part of a comprehensive strategy to mitigate noise pollution in the central highway, the main access road to Huancayo, through planning for sustainable development. In this investigation the sound levels produced by road traffic in Mariscal Castilla avenue will be determined for its convenient mitigation. To achieve the objectives, the study is approached from an engineering perspective. Characterize the level of equivalent noise that will allow us to perform the mappings that reflect the level of contamination that are reflected through the measurements of the sound level meter, whose information will be processed by the ArcGIS and Excel software, and application of the analytical process for the weighting of the selected variables, and an order of priority that can be used for the mitigation proposal can be established. The research work that will be carried out and the results that will be obtained in this research will allow us to achieve objectives that even in our environment we do not give greater importance to the repercussion of noise as an inherent part of traffic, this will help to manage the environment in planned way which will allow you to intervene or predict.
Key words: noise, Sound equivalent level, pollution and decibels.
vii
INDICE GENERAL
PORTADA ... i
ASESOR ... ii
DEDICATORIA... iii
AGRADECIMIENTO ... iv
RESUMEN ... v
ABSTRACT ... vi
INDICE GENERAL ... vii
LISTA DE FIGURAS ... xi
ÍNDICE DE TABLAS ... xiii
ÍNDICE DE ANEXOS ... xiv
NOMENCLATURA ... xv
INTRODUCCIÓN ... xvi
CAPITULO I ... 18
MARCO TEORICO ... 18
1.1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN ... 18
1.2. RUIDO ... 21
1.2.1. Percepción del ruido ... 24
1.2.2. Propiedades y Definición de una onda sonora ... 24
1.2.3. Propagación del sonido al aire libre ... 25
1.3. INDICES DE VALORIZACIÓN DE RUIDO ... 27
1.3.1. Nivel de ruido equivalentes (LEQ). ... 27
1.3.2. Nivel sonoro continuo equivalente ponderación A ... 28
1.3.3. Nivel de Presión Sonora Equivalente Continuo Total (LAeqT). ... 29
1.3.4. Nivel de Exposición Sonora (SEL: “Sound Exposure Level”) ... 29
1.3.5. Nivel Sonoro Máximo (LMAX) ... 30
1.4. CONTAMINACIÓN ACÚSTICA ... 30
viii
1.5. EFECTOS DEL RUIDO SOBRE LA SALUD ... 32
1.5.1. Respuesta de la colectividad ... 34
1.5.2. Efectos Auditivos ... 34
1.5.3. Efectos No Auditivos ... 35
1.6. MAPA ACUSTICO ... 36
1.7. VARIABLES QUE AFECTAN EL RUIDO DEL TRÁNSITO ... 39
1.7.1. Intensidad del tránsito ... 39
1.7.2. Composición del tránsito... 39
1.7.3. Tipo de pavimento ... 40
1.7.4. Características de la vía ... 43
1.7.5. Velocidad de tránsito ... 43
1.7.6. Configuración Urbanística ... 45
1.8. REFERENCIAS NORMATIVAS ... 45
1.9. EL SONÓMETRO ... 48
1.10. MITIGACION DEL RUIDO, DISEÑO Y ACTUACIONES ANTI-RUIDO ... 50
1.10.1. Regulación del tráfico ... 52
1.10.2. Reducción del ruido en su origen ... 52
1.11. BARRERAS ACÚSTICAS ... 54
1.11.1. Materiales Acústicos ... 55
1.11.2. Características de las Barreas acústicas ... 56
1.12. PROCESO DE DISEÑO DE BARRERA ... 65
1.12.1. Seleccione las Áreas para Medición y Análisis ... 65
1.12.2. Determine los grados de ruido evidentes por medidas. ... 65
1.12.3. Determine la viabilidad y la razonabilidad de la reducción del ruido. ... 66
1.12.4. Desarrollo del diseño de barrera... 66
1.12.5. Participación ciudadana ... 66
1.13. TIPOS DE BARRERAS ACÚSTICAS ... 67
ix
1.13.1. Barreras de Concreto ... 69
1.13.2. Barreras metálicas... 71
1.13.3. Barreras transparentes ... 72
1.13.4. Barreras de GRC ... 73
1.13.5. Barreras de madera... 75
1.13.6. Barreras mixtas ... 76
1.14. HIPOTESIS ... 77
1.15. OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES ... 77
CAPITULO II ... 78
METODOLOGIA DE LA INVESTIGACIÓN... 78
2.1. TIPO DE INVESTIGACIÓN ... 78
2.2. NIVEL DE INVESTIGACIÓN ... 78
2.3. MÉTODO DE INVESTIGACIÓN ... 78
2.4. ELECCIÓN Y ANÁLISIS DEL ESCENARIO EXPERIMENTAL ... 79
2.5. ANÁLISIS DEL ESCENARIO ESCOGIDO ... 81
2.6. DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN ... 82
2.7. POBLACIÓN Y MUESTRA ... 86
2.8. TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS ... 87
2.9. INSTRUMENTAL UTILIZADO... 88
2.10. PROCEDIMIENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS ... 89
2.11. TÉCNICAS DE PROCEDIMIENTO Y ANÁLISIS DE RESULTADOS ... 91
2.12. TAMAÑO DE LA MUESTRA ... 93
CAPITULO III ... 94
RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN ... 94
3.1. PRESENTACIÓN, ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE LOS DATOS ... 95
3.1.1. Los niveles acústicos durante el periodo diurno ... 95
3.1.2. Los niveles acústicos durante el periodo nocturno ... 104
x
3.1.3. Variaciones acústicas diarias por calles ... 106
3.1.4. Comparación de niveles según normas de OMS y OECD. ... 107
3.2. PROCESO DE LA PRUEBA DE HIPÓTESIS ... 107
3.3. DISCUSIÓN DE RESULTADOS ... 108
3.4. RESULTADOS DE LA ENCUESTA. ... 108
CAPITULO IV ... 115
APORTES DE LA INVESTIGACIÓN ... 115
2.13. APORTE TEÓRICOS Y METODOLÓGICOS ... 115
2.14. APORTES INSTITUCIONALES O ADPOSICIÓN DE DECISIONES .... 117
CONCLUSIONES ... 118
RECOMENDACIONES ... 120
REFERENCIAS BIBLIOGRAFÍCAS ... 122
ANEXOS ... 126
xi
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Fuente Puntual de potencia acústica W ... 23
Figura 2. Efecto sombra ... 23
Figura 3. Niveles Instantáneo y continuo equivalente ... 27
Figura 4. Diagrama Funcional del oído humano ... 33
Figura 5. Mecanismo de propagación del ruido de contacto neumático-calzada. .... 42
Figura 6. Medición en campo con el sonómetro ... 49
Figura 7. Características de las superficies en contacto con los neumáticos. ... 53
Figura 8. Diferencia de camino entre la onda difractada por una barrera ... 57
Figura 9. Barreras y número de Fresnel asociado ... 58
Figura 10. mitigación de una barrera en función del número de Fresnel. ... 59
Figura 11. Efecto de los obstáculos en la difusión del ruido ... 60
Figura 12. Difracción en barreras ... 61
Figura 13. Ondas Sonoras Chocando con un Muro. ... 62
Figura 14. Barrera de Hormigón... 70
Figura 15. Barrera Metálica ... 71
Figura 16. Barrera Transparente de policarbonato ... 72
Figura 17. Barreras de GRC en la Gran Vía de las Cortes. Barcelona ... 74
Figura 18. Barrera de Madera ... 76
Figura 19. Pantalla Mixta. ... 77
Figura 20. Mapa Base de Ubicación ... 80
Figura 21. Puntos de Estudio. ... 81
Figura 22. Esquema para la Elaboración de un Mapa Acústico ... 92
Figura 23. Mapa de Contaminación Mañana ... 95
Figura 24. Mapa de Contaminación Mediodia ... 96
Figura 25. Mapa de Contaminación Tarde ... 96
Figura 26. Anova Comparación Niveles Equivalentes Turno Mañana ... 97
Figura 27. Anova Comparación Niveles Equivalentes Turno Mediodía ... 98
Figura 28. Anova Comparación Niveles Equivalentes Turno Tarde ... 99
Figura 29. Comparación de datos en la Carretera Central ... 100
Figura 30. Mapa Acústico Promedio Semanal Mañanas. Elaboración: propia... 101
Figura 31. Mapa Acústico Promedio Semanal Mediodía. Elaboración: propia ... 102
xii
Figura 32. Mapa Acústico Promedio Semanal Tardes. Elaboración Propia ... 102
Figura 33. Niveles Equivalentes Durante la Semana ... 104
Figura 34. Niveles Equivalentes turno Nocturno ... 106
Figura 35. Encuesta, Pregunta 1.– Proximidad a la Zona ... 109
Figura 36. Encuesta, Pregunta 2. Molestias por el Tráfico ... 110
Figura 37. Encuesta, Pregunta 3. Calificación de Sonidos ... 110
Figura 38. Encuesta, Pregunta 4. momento de producción de sonidos ... 111
Figura 39. Encuesta, Pregunta 5. Intensidad del Producción de Sonidos ... 111
Figura 40. Encuesta, Pregunta 6. Medidas de Control ... 112
Figura 41. Encuesta, Pregunta 7. Efectos sobre la Salud ... 112
Figura 42. Regulación de Sonidos ... 113
Figura 43. Encuesta, Pregunta 8. conocimientos contaminación sonora... 113
Figura 44. Encuesta, Pregunta 9. Efectos de la Contaminación ... 113
Figura 45. Encuesta, Pregunta 10. Conocimiento Sobre Barrera Acústica ... 114
Figura 46. Encuesta, Pregunta 11. Elección de Barreras Acústicas ... 114
Figura 47 ... 131
xiii
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1. Presión Sonora y Fuentes Conocida De Contaminación Sonora... 28
Tabla 2. Efecto de los Niveles de sonido por tiempo de exposición ... 34
Tabla 3. Estándares Nacionales ... 48
Tabla 4. Los Materiales y la Pérdida de Transmisión ... 64
Tabla 5. Niveles Sonoros Turno Mañana Horario 7:00-9:00 horas ... 97
Tabla 6. Niveles Sonoros Turno Medio Di, 11:00-13:00 horas ... 98
Tabla 7. Niveles Sonoros Turno Tarde 17:00-19:00 horas ... 99
Tabla 8. Promedio de los 3 horarios Punta ... 101
Tabla 9. Comparación de Niveles Equivalentes con Estandares Internacionales.. 107
xiv
ÍNDICE DE ANEXOS
Anexo A. Toma de medida. Intersección Avenida Mariscal Castilla y Jr. Bolívar .. 127
Anexo B. Toma de medida. Intersección Avenida Mariscal Castilla y Jr. Bolívar .. 127
Anexo C. Toma de medidas. en Av. Mariscal Castilla con vista hacia el sur ... 128
Anexo D. Toma de medida. Intersección Avenida Mariscal Castilla y Jr. Salaverry ... 128
Anexo E. Toma de medida. Intersección Avenida Mariscal Castilla y Jr. José Olaya ... 129
Anexo F. Toma de medida. Intersección Avenida Mariscal Castilla y Jr. José Olaya ... 129
Anexo G. Toma de medidas en la intersección Jr. Alcides Carrión y Jr. Ayacucho 130 Anexo H. Toma de medidas en el Jr. Alcides Carrión Altura puerta N° 5 UNCP ... 130
Anexo I. Toma de medidas entre el Jr. José Olaya y Jr. Alcides Carrión ... 131
Anexo J- . Toma de medidas en la intersección Av. Mariscal Castilla y Jr. Alcides Carrión ... 131
Anexo K. Toma de medidas a la altura de la Ciudad Universitaria ... 132
Anexo L. Toma de medida. Intersección Avenida Mariscal Castilla a la altura de la puerta N° 2 ... 132
Anexo M. Ubicación de la Barrera Acústica en la Sección transversal ... 133
Anexo N. Ubicación de las Barreras Acústicas a lo Largo de la Vía ... 134
Anexo O. Conteo vehicular ... 135
Anexo P. Presupuesto de Barreras Acústicas ... 141
Anexo Q. Decreto Supremo N° 085-2003-PCM ... 160
Anexo R. Certificado de Calibración ... 161
Anexo S. Lectura de Niveles Sonoros ... 169
NOMENCLATURA
ArcGIS = Sistemas de Información Geográfica
c = velocidad
dB = Decibeles
dBA = Nivel de ruido equivalente con ponderación A GCP = puntos de control de tierra
GRC = Hormigón reforzado con fibra de vidrio
Hz = Hertz
IEC = International Electrotechnical Commission IL = pérdida por inserción, (insertion loss) IMD = Intensidad Media Diaria
LAE = Nivel de Exposición Sonora
LAeqT = Nivel de Presión Sonora Equivalente Continuo Total Leq = Nivel de ruido equivalente
LMAX = Nivel Sonoro Máximo Lmin = Nivel sonoro mínimo N = número de Fresnel,
NRC = Coeficiente de Reducción de Ruido OCDE = Organización de Cooperación Europea PMMA = polimetilmetacrilato
po = Presión estática
SPL = Nivel de presión sonora
TL = Transmisión de sonido de barrera.
Z = La impedancia acústica (Z) UTM = Universal Transverse Mercator
ꝭ = frecuencia,
α = coeficientes de absorción acústica
δ = la diferencia de camino entre la onda difractada y la incidente λ = longitud de onda incidente
xvi
INTRODUCCIÓN
Uno de los propósitos de esta investigación es proporcionar pautas actualizadas para realizar análisis de ruido de tráfico vehicular en nuestra realidad. Implica una discusión de los fundamentos del sonido y la contaminación sonora, el proceso de análisis del ruido del tráfico y las normas asociadas.
El ruido agrava de forma substancial la calidad de vida de las personas. El ruido es una de las agresiones medio ambientales más insidiosas en la sociedad actual, el tráfico y el comercio son las principales fuentes de ruido. La sola inexistencia de información de los niveles de ruido, aplaza de alguna forma la solución viable que se pueda aplicarse tan solo por el conocimiento de esta contaminación.
En el sector aledaño a la Ciudad universitaria de Huancayo aún no se tiene información a acerca de los niveles de contaminación acústica, era necesario que en esta zona se realicen caracterizaciones del ruido que sirvan de partida para determinar las herramientas más convenientes que sirvan para mapeos acústicos, que puedan darnos un panorama acústico.
Evaluar los niveles acústicos obtenidos y la percepción de los ciudadanos, permite valorar la importancia de la contaminación acústica. Las alternativas para mitigar los niveles altos de ruido ya han sido bastante investigadas en los países europeos que han sufrido esta contaminación inherente al desarrollo.
La constante expansión urbana debido al crecimiento de la población, el incremento del parque automotor, ha modificado algunas zonas urbanas como potenciales zonas de contaminación acústica. Uno de los factores negativos, es la aparición de la contaminación por ruido por efecto del tráfico, esta pone en riesgo la salud de la población aledaña a las vías, que no está acostumbrada a estos efectos. El ruido cuando sobrepasa los estándares establecidos, quiero decir la exposición a sonidos inoportunos puede afectar la salud de personas e individuos, es por ello que debe ser tenido en cuenta como un factor importante en la
xvii
planificación del transporte con la intención de que no se genere el problema, también se hace preciso el uso de la ingeniería para reducirlo.
La población no considera la contaminación acústica, como un problema ambiental significativo y desconoce sus efectos nocivos para la salud (García, García, & García, 2010).
A pesar de la importancia del ruido como contaminante ambiental en las sociedades en constante progreso y de las consecuencias directas que tiene sobre la salud humana, esta población no adopta una postura crítica al respecto.
Es por esta razón que se presenta este estudio de análisis de niveles acústicos para prevenir, regular y fiscalizar la contaminación acústica, es fundamental para recuperar el equilibrio de las personas durante la permanencia en zonas de alta contaminación sonora.
La contaminación acústica es provocada por muchos factores, cada una contribuye a incrementar sus niveles. Por lo tanto, se debe establecer un procedimiento para caracterizar la naturaleza de los resultados de la medición y evaluar y probar su incertidumbre. (Escuder, Alva, & Del Rey, 2009).
Si se prevé que los impactos de ruido de tráfico sobrepasan las normas establecidas, se debe realizar una evaluación para estimar cómo reducir los impactos y determinar si la reducción es tanto "razonable" como "factible". El objetivo es proporcionar una reducción sustancial en el diseño de las metas de mitigación. Las medidas de reducción pueden ser de muchas formas y pueden incluir medidas de control de tráfico, construcción de barreras de ruido de tráfico. La forma más común de reducción es la construcción de barreras contra el ruido. La evaluación final incluirá un resumen de este análisis y debe incluir compromisos para incorporar cualquier reducción de ruido razonable y factible.
18 CAPITULO I
MARCO TEORICO
1.1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN
Desde hace más de2000 años se sabe que al exponerse a ruidos fuertes causa pérdida de audición. Cayo Plinio el Viejo (Hernandez, 2006), naturista romano, en su Historia Natural, narró la incidencia de la sordera de la gente que vivía cerca de las cascadas del río Nilo. Los antecedentes históricos de legislación en ruido, éstos se dan al año 600 AC, en la ciudad griega de Síbaris, allí se inicia la primera normalización histórica de la contaminación acústica (Chavez, 2006), esta norma prohibía la crianza de gallos por la tranquilidad, paz y descanso de los vecinos, y la estancia de los herreros dentro de la ciudad, y cualquier tipo de tarea que pudiere considerase ruidosos y se les instaba a vivir fuera de la ciudad.
Según los informes de la Organización Mundial de la Salud (OMS), cerca de 500 millones de habitantes en todo el planeta sufren pérdida de audición incapacitante, de ellos aproximadamente 30 millones son niños, Se estima que, en 2050, cerca de 1000 millones de personas, es decir, una por cada 10 padecerá una pérdida de auditiva que los llevará a la discapacidad. Una de las causas de la pérdida de audición puede deberse al ruido excesivo (OMS, Organización mundial de la Salud, 2018).
19
El ruido en las calles es congruente con el desarrollo y progreso de la ciudad y con visibles dificultades de Planificación territorial ante el crecimiento; aspectos fundamentales que propician una transformación en el uso del suelo.
NACIONALES:
William Baca y Saúl Seminario, 2012, “Evaluación de impacto sonoro en la Pontificia Universidad Católica del Perú” en su opinión para adoptar el título de ingeniero civil, concluyen que los niveles de ruido sobrepasan a los recomendados para las acciones dentro del recinto universitario, dadas las recomendaciones nacionales e internacionales, el ruido se da principalmente por el transporte en la avenida universitaria y Riva Agüero (Baca & Seminario, 2012).
OEFA, 2011, “Evaluación rápida del nivel de ruido ambiental en las ciudades de Lima, Callao, Maynas, Coronel Portillo, Huancayo, Huánuco, Cusco, y Tacna” concluyo que el tráfico vehicular es causa fundamental del ruido ambiental, causado por autos, motos, motocars, buses, camiones, etc. (OEFA, 2011); y los principales elementos del ruido por tráfico vehicular comprenden:
• La flota automotriz anticuada y repotenciada.
• El sonido molesto de las bocinas de todo tipo de transporte.
• El empleo de silbatos por parte de los policías.
• La confluencia de semáforos y policías.
• La ausencia de silenciadores en el escape de motos y motocarros.
INTERNACIONALES
Ruiz Alejandro en “Desarrollo de una metodología de toma de decisiones para el establecimiento de prioridades de actuación contra el ruido de tráfico en carreteras”
desarrolla una metodología de asistencia relativa a la toma de decisiones a la priorización
20
de actuaciones contra el ruido debido al tráfico de las carreteras con el objetivo de proponer su aplicación a la elaboración de Técnicas de Acción hacia el Ruido derivados de los Mapas Estratégicos de Ruido. La metodología propuesta ha sido elaborada a partir de un estudio de la literatura científica y de la normativa, también teniendo en cuenta el escenario donde se busca su aplicación, para asegurar un adecuado fundamento conceptual, así como capacidad real de aplicabilidad. En primer lugar lleva a cabo un acercamiento al escenario en que tiene lugar la toma de decisiones, las carreteras, aborda al ruido como resultado de su evolución histórica, técnica y socioeconómica, pudo comprobar que uno de los principales impactos medioambientales que presentan las infraestructuras viarias sobre los ciudadanos y el entorno es el ruido, ya que la red de carreteras se ha densificado, ha progresado en características técnicas de trazado y rodadura, con lo que el tráfico y la velocidad de los vehículos ha crecido, así como la fracción de vehículos pesados, a todo lo cual también ha colaborado el desarrollo económico del país, con sus peculiares características. En este contexto, visualiza el problema del ruido en las carreteras, también desde una perspectiva física y de las magnitudes e indicadores relacionados, que luego servirían para caracterizarlo. Analiza los conceptos de Mapa Estratégico de Ruido y Plan de Acción contra el Ruido y se estudian los casos reales existentes actualmente en España. De este modo pudo comprobarse la falta generalizada de criterios de priorización de actuaciones en los Planes de Acción contra el Ruido, para las cuales siempre era planteado un reducido espectro de alternativas posibles (Ruiz, 2014).
Echevarría Daniela. (2011). en su tesis “Impacto acústico de autopistas, análisis de cuatro casos en chile”. Dado el carácter específico de las autopistas, el impacto acústico generado por éstas no está regulado por normativas chilenas. Por esta razón ha sido práctica en estos años utilizar normativa de referencia extranjera. Esta última situación
21
no es la más óptima ya que se debe contar con normativa. Para condiciones nominales de funcionamiento no es posible predecir ni regular el ruido generado por el conjunto de vehículos que circulan una determinada autopista o carretera. A través de estudios de normativas extranjeras, se pudo apreciar el distinto énfasis que le dan diferentes países al impacto acústico del ruido por tráfico rodado. Todos se enfocan en disminuir este impacto utilizando similares parámetros y métodos de validación. Tomando a modo de ejemplo la directiva de la Unión Europea, ésta hace mención a medidas de mitigación como: regulaciones de tráfico, ordenación del territorio, selección de fuentes más silenciosas y otras (Echevarria , 2011).
Calza Arlinton. (1999) en su tesis Barreras acústicas – ensayos de laboratorio y predicción de atenuación por método numéricos y analíticos. En base a sus observaciones, puede concluir que los métodos de predicción analizados proporcionan información importante sobre la atenuación alcanzada por las barreras, siendo bastante útiles para los proyectos de mitigación de contaminación acústica. Dada su ventaja fundamental en los cálculos analíticos, como es su rapidez y simplicidad (Calza, 1999).
1.2. RUIDO
El «ruido» puede definirse corno un no deseado sonido en el sitio y momento más inoportuno (Canter, 1998). El sonido es una apreciación sensorial de patrones de ondas acústicas denominados ruido, música bulliciosa, etc. El ruido es un sonido no deseado (Recuero Lopez, 1995), esto, implica a una categorización subjetiva del sonido.
Consiguientemente, no sería dable definir el ruido únicamente en base de los parámetros físicos del ruido. No obstante, en muchas situaciones el ruido puede afectar destructivamente a la salud por la energía acústica que conlleva (WHO, 1999).
22
El sonido posee una gama heterogénea de características físicas, es ruido cuando impresiona psicológicamente o fisiológicamente negativamente a la gente. El hecho que un sonido se catalogue como ruido depende de la opinión subjetiva de la persona (Sommerhoff, 2000).
El ruido asimismo puede definirse como un sonido, generalmente de naturaleza fortuita, cuya dispersión no presenta unidades diferenciables de frecuencia alguna (Harris, 1995).
La investigación del ruido se ha restringido por la ausencia de información de sus efectos sobre las personas, a las escasas referencias que se tiene y la falta de sanas reflexiones. Bien se sabe que la contaminación acústica es un dilema grave en los países desarrollados. Las consecuencias del ruido ocurren generalmente a largo plazo en la salud y estas se están difundiendo, y es básico tomar acciones para delimitar, atenuar y controlar la contaminación sonora.
Las acciones pasan por una evaluación técnica del historial disponible sobre los efectos de la contaminación sonora. Esa conexión es la base del procedimiento de evaluación de riesgos, aceptado que el nivel de ruido por tráfico rodado se compara con su densidad, la velocidad de los vehículos y la cantidad de vehículos pesados estos producen un ruido alrededor de dos veces más penetrante que el motivado por los automóviles.
Las políticas no enfocan el problema de una manera efectiva, por su inacción sobre las causas social económicas y tecnológicas que los motivan. Esto lleva a una situación de irresponsabilidad pública legalmente desafortunada.
El control del ruido es el conjunto de técnicas para merecernos un ruido ambiental aceptable, en función con los efectos operativos y económicos. El entorno aceptable (Harris, 1995).
23
Fuente: Manual de medidas acústicas y control del ruido (Harris, 1995)
La potencia sonora W logra que la intensidad del ruido cambie inversamente al cuadrado de la distancia desde el origen, si se duplica la distancia, esta intensidad cae a un cuarto de su equivalencia; significa una disminución de 6 dB en intensidad.
Figura 2. Efecto sombra
Fuente: Política y guía de análisis y reducción del ruido del tráfico en las carreteras, Departamento de Transporte de EE. UU., Administración Federal de Carreteras, Oficina de Medio Ambiente y Planificación, Subdivisión de Calidad del Aire y Ruido, Washington, D.C. Junio 1995
Figura 1. Fuente Puntual de potencia acústica W
24 1.2.1. Percepción del ruido
El sonido puede ser evaluado solo si se admite la existencia de una serie de efectos. Una fuente sonora genera vibraciones de pequeña amplitud en los alrededores, debido a la compresibilidad del aire, estas se propagan y llegan al oído.
Físicamente en este proceso ocurren pequeñas variaciones de la presión en el aire (u otro gas o fluido). A estas pequeñas variaciones de presión, integradas a la presión estática po, a los cuales denominaremos presión sonora p. esta dimensión, dependiente del espacio y tiempo, es la magnitud acústica más relevante. La radiación del origen produce un campo sonoro con una definitiva distribución espacial, que en cualquier tiempo le corresponde una distinta presión instantánea (Möser & Barros, 2009).
El oído no corresponde linealmente a los aumentos de la presión sonora. La respuesta humana es substancialmente logarítmica. Debido a las medidas del sonido se enuncian mediante el término «nivel de presión sonora» (SPL), correspondiente logarítmica entre la presión sonora y la presión de mención y se expresa como una unidad adimensional de energía, decibelio (dB) (Canter, 1998).
1.2.2. Definición y Propiedades de una onda sonora
La onda sonora, es una fluctuación de una presión que se irradia a través de cualquier medio. Es decir el medio en el cual viaje las ondas sonoras, este debe poseer masa y elasticidad, por lo dicho las ondas sonoras no viajaran a través del vació (Harris, 1995).
Las ondas sonoras son causadas por las oscilaciones de presión por arriba y por debajo del valor fijo de la presión atmosférica, cuyo valor es de 101 325
25
Pa, a una temperatura ambiental de 0 ºC ó 32 ºF a nivel del mar (Harris, 1995).
La temperatura ambiental tiene un resultado significativo sobre la velocidad del sonido, de tal manera que la velocidad del sonido aumenta en 0,61 m/seg.
por un aumento de 1 ºC en la temperatura del medio (Harris, 1995).
La velocidad a que se transportan las ondas sonoras es de aproximadamente 344 m/s a una temperatura de 20 ºC, (Harris, 1995).
La velocidad del sonido no tiene nada que ver con la frecuencia y la humedad relativa del medio en movimiento. (Harris, 1995).
Unas de las propiedades de las ondulaciones sonoras es que trasladan con facilidad y rapidez en los sólidos que, en el aire, y un ejemplo claro es la velocidad del sonido en estructuras construidas de ladrillo es mayor en 11 veces que la velocidad en el aire, (Harris, 1995).
1.2.3. Propagación del sonido al aire libre
El «Sonido» es una energía mecánica proveniente de la vibración de una superficie y se transfiere en ciclos de compresiones y descompresión de los átomos o moléculas de los objetos que atraviesa (Chanlett, 1979). El sonido suele trasladarse a través de los gases, líquidos y sólidos. Una fuente oscilante provoca ondas, tiene una «salida de energía total» y el sonido ocasiona una onda de presión sonora alternada que comienza una máxima compresión sucedida por una descompresión mínimo. El nivel acústico se corresponde con la salida de total de energía. El número de compresiones y descompresiones de las moléculas presentes en el aire por tiempo que sería su frecuencia y denotado en hertzios
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(Hz), es el número de ciclos por cada segundo. Los humanos pueden detectar frecuencias que oscilan desde 16 a 20 000 Hz (Canter, 1998).
La presión atmosférica esta en un estado de equilibrio y es constante en el espacio y en el tiempo a menos que aparezca una onda sonora. Si eventualmente llega una perturbación, la vibración de un objeto cualquiera, provoca ondas de presión y estas variaciones no sólo se producen en todo el tiempo, sino que se radian por el espacio con cierta velocidad, por tal razón al cabo de un tiempo t las oscilaciones de presión llegan a una distancia determinada por estas variables de donde se produjo originalmente que llamaremos fuente (Miyara, 1999).
El medio en que se propaga el sonido posee además otras características relevantes:
es un medio no dispersivo, las ondas se propagan a la misma velocidad independientemente de su longitud y su frecuencia.
la propagación del sonido es lineal, significa que diferentes ondas sonoras pueden irradiarse por el mismo espacio y tiempo sin afectarse mutuamente, obedeciendo propiedades innatas de las ondas.
Es un medio homogéneo, de este modo el sonido se difunde esféricamente, en todas las direcciones posibles, generando por esta circunstancia un campo sonoro.
Por otra parte, observamos cómo es que la propagación de sonido al aire libre es afectada por la atenuación a lo largo de su camino de transmisión y debe ser estimada a través de correcciones aditivas para la absorción en el aire, reflexiones, efectos de la topografía del suelo, de las condiciones atmosféricas (humedad relativa del aire y temperatura), de los obstáculos (barreras, edificaciones y vegetación), del viento, de la absorción del suelo. (Brüel & Kjær, 2001).
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Evaluar la atenuación total del ruido supone sumar todos los factores indicados, sin ignorar las condiciones meteorológicos, como: temperatura, humedad, viento y situaciones que tienen efectos característicos en la propagación del sonido a distancias mayores a los 100 metros (Harris, 1995).
1.3. INDICES DE VALORIZACIÓN DE RUIDO 1.3.1. Nivel de ruido equivalentes (LEQ).
La ISO define el Nivel de ruido equivalente en la (ISO, 1996) bajo el título general Acústica. En un contexto de evaluación del ruido ambiental.
Nivel de un sonido constante que es medido durante un intervalo de tiempo, tendría la misma energía que el sonido variable en el mismo periodo de tiempo.
Indicado en decibelios es 20 veces el logaritmo de la relación entre el valor cuadrático medio de la presión acústica durante un lapso de tiempo especificado y el valor de mención de la presión acústica (UNE-ISO 1996-1:2005) (Sociedad Española de Acústica, 2012)
Figura 3. Niveles Instantáneo y continuo equivalente Fuente: INERCO, 2018
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1.3.2. Nivel sonoro continuo equivalente ponderación A
En las mediciones del sonido, por término medio se usa la escala «nivel sonoro ponderado A». Porque los oídos responden de manera diferente a todas las frecuencias., disminuyendo su eficacia para detectar sonidos de frecuencias altas y bajas que a frecuencias promedias. Para tener un nivel sonoro representativo que corresponda una amplísima gama de frecuencias y además sea característico a respuesta humana es útil ponderar las frecuencias altas y bajas con respecto a una frecuencia media o «A». Así, el Nivel de presión sonora SPL consiguiente es
«ponderado A» y las unidades serán decibelios ponderados A (dBA). El nivel sonoro ponderado A es denominado «nivel sonoro». Los procedimientos de medición del nivel sonoro se basan en una ponderación A, dado que producen lecturas en dB ponderados A o dBA (Canter, 1998).
Tabla 1. Presión Sonora y Fuentes Conocida De Contaminación Sonora
Presión sonora, µbar SPL, dBA Ejemplo
0,0002 0 Límite inferior de audición
0,00063 10
0,002 20 Estudio de grabación películas
0,0063 30 Central de radiodifusión
0,02 40 Habitación muy quieta
0,063 50 Vivienda
0,2 60 Conversación normal
0,63 70 Tráfico vehicular a 30 m
1,0 74 Auto circulando a 6 m
2,0 80 Camioneta a 6 m
6,3 90 Metropolitano a 6 m
20 100 Telar en textilería
63 110 Motocicleta a 6 m
200 120 Límite máximo de grupo de rock and roll
2.000 140 Avión volando a 6 m
Fuente: Canter, 1998
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1.3.3. Nivel de Presión Sonora Equivalente Continuo Total (LAeqT).
Es el nivel de presión sonora ponderado en A, medido en dB(A), que tiene un ruido constante supuesto, es la misma cantidad de energía acústica que el sonido real preciado, determinado en un punto durante el periodo de tiempo T de vigilancia (Schultz, 1982).
Dónde: LAE es el Nivel de Exposición Sonora del evento "i" con medida "A", i =1 hasta "n" es la cantidad de eventos en el tiempo "T"
1.3.4. Nivel de Exposición Sonora (SEL: “Sound Exposure Level”)
Este parámetro se aplica a eventos sonoros discretos o de corta duración, como los impactos, explosiones, descargas de gas, etc. Es un nivel sonoro continuo equivalente con un lapso de tiempo de 1 s en lugar de 8 horas. Describe ruidos ambientales formados por una cierta cantidad de eventos cortos y no superpuestos, como por ejemplo el ruido de los aviones en las inmediaciones de un aeropuerto, o en la vecindad de un polígono de tiro (Miyara, 1999).
También se define como el Nivel de presión sonora constante, conservado durante 1 segundo de tiempo producirá la misma cantidad de energía acústica como el incidente de ruido medido. El total de la energía del suceso en un segundo (Riquelme, 2007).
Este parámetro se usa para tomar medidas de la irritación de la carga energética para un evento individual tal como es el caso del volumen de vehículos, para poder comprobarlo con diversos eventos en tiempos diferentes.
𝐿𝐴𝑒𝑞𝑇 = 10𝑙𝑜𝑔10(1
𝑇) ∑ 10(𝐿𝐴𝐸10)
𝑖=1
30 1.3.5. Nivel Sonoro Máximo (LMAX)
Es el valor instantáneo máximo durante un intervalo de 1 s de duración. Tiene importancia en la medición de ruidos impulsivos, en los cuales por su corta duración no contienen gran energía sonora ni son percibidos como muy ruidosos, a pesar del riesgo de causar daño auditivo que conllevan (Miyara, 1999).
1.4. CONTAMINACIÓN ACÚSTICA
El ruido es el contaminante de ocasión más barato de producir, y en contraste poca energía para ser emitido, complejo en su medición y cuantificación. Al no dejar residuos el ruido, el efecto acumulativo no es significativo en el medio, pero sí en los seres vivientes. No se traslada a través de los sistemas naturales. Solo percibido a través de un sentido: el oído, su efecto se subestima (Martinez A. , 2005).
Generalmente podríamos catalogar la contaminación como contaminación energética y contaminación material. El ruido es especificado en esta última clasificación dado que no presume la liberación de ninguna sustancia en el aire sino el lanzamiento de energía vibratoria. El estudio de las ondas sonoras en el aire es parte del campo de la Acústica (Recuero Lopez, 1995), entonces, se considera al ruido como contaminación acústica.
El ruido no deja residuos, a diferencia de otras formas de contaminación. Una vez que se interrumpe la emisión de ruido, desaparecerá inmediatamente. El ruido podría provocar efectos materiales eventualmente. Durante el proceso de dispersión la energía acústica se desvanece transformándose en energía calorífica. Estas características presupondrían que el ruido no tiene un impacto determinante en el ambiente, la realidad es diferente. En razón del aumento y multiplicidad de fuentes y la capacidad de entorpecer con las actividades cotidianas el ruido se ha convertido en un serio desafío para la calidad de vida. La diversidad de su impacto es acumulativa y preocupante, y no
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desaparecerán inmediatamente después de que cese la exposición. Eventualmente, como la pérdida de audición, tendrán un efecto duradero e irreversible.
La contaminación acústica va más allá de la calidad de vida por vulnerarla. esta contaminación es una consecuencia directa provocada de las actividades inherentes en las ciudades, el transporte, la construcción de viviendas y obras gubernamentales, la industria, etc. Una declaración de la Organización Mundial de la Salud (OMS), considera los 50 dB (OMS, Escuchar sin riesgos, 2015), como el límite superior conveniente.
La contaminación acústica interrumpe todo tipo de actividades, interrumpe la comunicación verbal, el aprendizaje, interrumpe el descanso y el sueño, llegando a un estado grave, provocando una situación estresante y puede conducir a enfermedades neurológicas y cardiovasculares. (OMS, Escuchar sin riesgos, 2015).
Las angustias por los ruidos han sido desde el pasado, ya sea esta consecuencia de la Revolución Industrial, de la aparición de nuevos medios de transporte y del desarrollo de las ciudades cuando se evidencia verdaderamente el problema de la contaminación. Las causas primordiales es el aumento exagerado del parque automotor y el hecho especial de que las ciudades no pueden absorber este crecimiento. Además, en las ciudades aparecen una diversidad de otros orígenes sonoros, tal como los servicios de limpieza, la actividad industrial, las de construcción y obras gubernamentales, las actividades de juego y recreativas, alarmas, En conjunto para promover lo que llamamos contaminación acústica urbana.
La contaminación acústica es un problema potencial para el gobierno, y el gobierno generalmente carece de los recursos para adoptar las soluciones correctas. Además adolecen de medios tecnológicos y por sobre todo personal entrenado es lo que arguyen los gobiernos locales (Barti, 2010).
32 1.5. EFECTOS DEL RUIDO SOBRE LA SALUD
En nuestro entorno, la contaminación acústica es un efecto muy habitual en la vida diaria, por eso nos tomamos muy en serio todos sus efectos. Proporciona experiencias como escuchar música., facilita la comunicación entre las personas; pero en consonancia con estos puntos de vista, los sonidos molestos e incluso dañinos limitan sin restricciones nuestra existencia y se nos aparecen de forma inadvertida. (Lobos, 2008).
Las consecuencias más comunes que se presentan en los individuos expuestos a niveles de ruidos en el trabajo o ya sea en la vida cotidiana. Existen cuatro circunstancias de orden prioritario que fijan el riesgo de pérdida auditiva, tales como:
Índole de ruido
Presión sonora
Período de exposición a la contaminación por ruido
Edad de la persona
La Organización Mundial de la Salud (Organization, 1999) define como salud: "Un estado de ausencia de enfermedad y de completo bienestar físico, mental y social".
No solo son estos cuatro factores, concurren adicionalmente otros como: distancia de la fuente y situación respecto a éste ruido, peculiaridades del entorno e incluso sensibilidad del sujeto receptor, entre los que podemos mencionar.
La presbiacusia, que es pérdida de la impresión auditiva debido al envejecimiento.
Este declive auditivo ocurre principalmente en frecuencias altas y es usualmente simétrica (Berglund & Lindvall, 1995).
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Fuente (Smith, 1999)
El oído capta las ondas sonoras del entorno y las dirige a la membrana timpánica, una fina lámina de tejido que vibra en sincronización con las características de onda del aire.
Los huesos del oído medio como el martillo, el yunque y el hueso, que transmiten estas vibraciones a la ventana oval, que es la membrana flexible en la cóclea llena de líquido.
Hay una membrana basal en la cóclea, que constituye la estructura de soporte neurológico de unas 12 000 células. Debido a los cambios en la rigidez de la membrana basal, cada célula nerviosa solo responde a frecuencias de audio estrechas, lo que convierte al oído en un analizador espectral de frecuencias. (Smith, 1999).
La pérdida de audición provocada por la exposición humana a ruidos perniciosos está vinculada con el daño de las células ciliadas; de esta manera, se sabe que la energía del sonido se transmite al oído interno a través de una vía que involucra al cráneo, que se denomina conducción ósea., (Harris, 1995).
Figura 4. Diagrama Funcional del oído humano
34 1.5.1. Respuesta de la colectividad
la respuesta de la colectividad va dirigido al malestar de comunidades de personas expuestas a contaminación por ruidos ambientales en zonas vecinales.
Por argumentos económicas y políticas la Agencia de Protección Ambiental (EPA, 1974) delimita la respuesta de la colectividad a los orígenes del ruido como lo hace la colectividad. Las iniciativas pueden ser protestas, denuncias, juicios, debates políticos, propuestas legislativas y finalmente violencia, etc.
Los efectos de ruido en calidad de la salud de las personas se resumen en la siguiente tabla.
Tabla 2. Efecto de los Niveles de sonido por tiempo de exposición
Efectos del ruido sobre la salud ENTORNO
NIVEL DE SONIDO
dB(A)
TIEMPO EXPOSICIÓN
(H)
EFECTOS
Afuera de viviendas 50 - 55 16 Enfado
Dentro de viviendas 35 16 Obstrucción de
la comunicación
Habitaciones interiores 30 8 Dificultad del
sueño
Salones de clases 35 Tiempo de clase Interferencia de la comunicación Zonas industriales,
comerciales 70 24 Mengua auditiva
Música en micrófonos 85 1 Mengua auditiva
Actividades de recreo 100 4 Mengua auditiva
Fuente: Organización Mundial de la Salud (2000).
1.5.2. Efectos Auditivos
La sensibilidad auditiva disminuye con la edad. El ruido de cierta intensidad a sea de un bajo nivel y prolongada origina efectos múltiples en las personas, tales como: cambios psicológicos, alteraciones, malestares, alteraciones digestivas, disminución de la eficacia
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en el trabajo, del ritmo cardíaco y cambios en la presión sanguínea. El ruido puede producir un desplazamiento temporal o permanente del umbral de audición. La pérdida de audición, ésta no se produce de forma súbita, sino progresivamente. El deterioro es irreversible: las células, una vez destruidas, no se regeneran (OMS, Escuchar sin riesgos, 2015).
El ruido tiene diferentes efectos en el órgano auditivo, que, según la intensidad y el tiempo de exposición, pueden ser:
Agotamiento auditivo: es la disminución de la capacidad auditiva. No hay lesión de consideración, y se recupera por un descanso. (García, García, & García, 2010) .
Hipoacusia permanente: requiere una exposición a ruido elevada, en frecuencias de 4 000 y 6 000 Hz. Si la exposición es prolongada, la pérdida se desarrolla a frecuencias más elevadas y, ulteriormente, a las más bajas, (García, García, & García, 2010).
1.5.3. Efectos No Auditivos
Muchos de los efectos no auditivos del ruido ambiental resultan ignorados por escasez de información. lo pueden resumir en:
Produce estrés.
Produce fatiga, ansiedad y depresión.
Produce insomnio
Produce histeria y neurosis
Produce un aislamiento social
Produce agresividad e irritabilidad.
Disminuye el apetito sexual
36 1.6. MAPA ACUSTICO
Los mapas acústicos son unas imágenes gráficas que nos faculta “ver el ruido”, estar al tanto de la exposición al ruido en un punto determinado con el objetivo de optimizar la calidad acústica de un área. Es una fotografía de los niveles de ruido que facilita la aplicación de los valores límite de los índices de emisión o inmisión acústica.
La definición del mapa acústico más admitida, es de la Unión Europea, determinada como:
“La presentación de datos sobre una situación acústica existente o pronosticada en función de un indicador de ruido, el rebasamiento de un valor límite, el número de personas afectadas en una zona dada, el número de viviendas expuestas a determinados valores de un indicador de ruido en una zona dada, o de datos sobre costos y beneficios, u otros datos económicos sobre las medidas correctoras del ruido urbano”
(Directiva 49, 2002).
Entre los objetivos de estas imágenes de ruido son: evaluar la exposición nociva de un área de la ciudad, contrastar los niveles auditivos frente a los establecidos en pautas de regulación sobre contaminación acústica, y estipular medidas técnicas, legales y económicas en áreas delimitadas de las ciudades para su mitigación.
Los mapas de ruido facilitan instrumentos para planificar los mandatos de prevención y corrección tales como: realizar pronósticos para adoptar programas de acción de contaminación acústica y medidas que mitiguen la contaminación.
Las imágenes acústicas son una bandeja de geoinformación idónea de representar la realidad acústica de un espacio delimitado, por medio de alguna advertencia del ruido ambiental (Martinez & Moreno, 2005).
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El cartografiado del ruido es una herramienta para poder valorar la exposición al ruido de una zona específica habido la presencia de diferentes fuentes sonoras, para realizar un diagnóstico de la situación acústica general (García & Garrido, La contaminación acústica en nuestras ciudades, 2003).
La elaboración de mapas de ruido mediante mediciones, ha sido la forma en que se lleva a cabo la cuantificación de los niveles de ruido. Su ventaja es la medición del fenómeno real. Pese a esta fortaleza, no puede discriminar el ruido medido en sus diversas fuentes componentes y, por tanto, no podrían evaluarse el efecto que tendrían las medidas de mitigación correspondientes sobre cada una de ellas y en especial, sobre el transporte.
Este método de medición directa, es una tarea muy compleja y costosa, que demanda una enorme cantidad de horas de trabajo en condiciones difíciles, y por consiguiente muchas personas, durante muchas horas a la semana en distintos momentos del día y la noche.
Debido a esto, los países más preocupados por el problema, han superado este procedimiento y han optado por el trabajo con modelos de cálculo de gran precisión, utilizando las ventajas de las computadoras de gran capacidad.
La presentación de las técnicas de distribución de centrales de medida, objetivamente se lleva a cabo una discernimiento sobre las principales propósitos en la confección de mapas de ruido, aceptando que es la cuestión que refleja los mayores desacuerdos de opiniones y cuestiones (Suarez, 2002)
Métodos informáticos se fundamentan en el empleo de modelos de cálculo ó conjunto de algoritmos matemáticos, mediante programas informáticos, los cuales necesitan una enorme cantidad de datos, esencialmente pueden resumirse como datos geográficos, para crear el modelo tridimensional de la zona, datos del tránsito, como la cantidad de vehículos y velocidad, según tipo de los mismos ya sean automóviles, colectivos, combis, motos y camiones. Para los distintos períodos del día y datos estadísticos y
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meteorológicos. Una vez creado el modelo en 3D e ingresado todos estos datos en el ordenador, se procede a correr el software y trazar las curvas que unen puntos de igual nivel sonoro (isófonas).
Utilizar metodologías de cálculo permite distinguir las fuentes de ruido y estar al tanto en qué medida cada origen coadyuva al nivel sonoro en cada sector de estudio. Se contrasta la relevancia de cada fuente de ruido e identifica las variables donde actuar para disminuir el impacto de cada fuente y realizar una planificación coherente del transporte terrestre. Los mapas de ruido deben actualizarse cada cinco años, dado que la inversión es significativamente menor a la inicial, resultando ventajoso respecto a la modalidad del mapa de ruido por mediciones.
Tres métodos se siguen para la realización de imágenes de ruido:
i) método de vías: reside en efectuar mediciones solamente sobre las vías en circulación escogidas de acuerdo a discernimientos ambientales y urbanísticos en la circulación vehicular.
ii) método de grillas: reside en obtener un plano o área de una ciudad y sobreponer una trama de dimensión delimitada, por lo cual quedan definidos mecánicamente los puntos donde se realizarán las mediciones. esta técnica tiene la ventaja de que los puntos escogidos se determinan de manera fortuita.
iii) método sectorial: se fundamenta en seccionar el área de estudio en áreas, utilizando enfoques poblacionales, urbanísticos, geomorfológicos, etc.
“Varios factores afectan la calidad de un mapa de ruido, y se puede esperar una fuente de incertidumbre de entre 5 y 10 dB para el mapa de ruido calculado según” (Rose, 2005, pág. 168)
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1.7. VARIABLES QUE AFECTAN EL RUIDO DEL TRÁNSITO
El ruido procedente del tráfico vehicular es función de un sin número de variables, características de la vía, por la naturaleza por el que transita e inherentes el vehículo. La planificación urbanística es un instrumento de suma utilidad para advertir los problemas de ruido.
1.7.1. Intensidad del tránsito
La intensidad del tráfico es la cantidad de medio de transporte que circulan por la carretera por cada unidad de tiempo sea hora, día, mes, etc. A mayor cantidad de vehículos que circulen por un tramo de vía durante un periodo determinado, mucho mayor será el nivel sonoro equivalente en el perfil de la carretera para ese determinado periodo. La duplicidad de la cantidad de vehículos, con el restante de las condiciones similares, se traslada en un aumento de 3 dB(A) de los niveles sonoros, desde el punto de vista acústico. El transporte no perdura constante a lo largo del tiempo. conllevan variaciones en el tiempo ya sea horarias, diarias, semanales, estacionales, etc.
La IMD siglas de Intensidad Media Diaria; cantidad total de vehículos que ha transitado por una sección de una carretera en el lapso de un año dividido por 365.
Es vital estar al tanto el tráfico en una hora característica del periodo que se está calculando: espacio día, espacio vespertino, espacio noche, o de 24 horas, etc.
1.7.2. Composición del tránsito
Se debe estar al tanto el tipo de transporte que circulan por la vía. se deben ordenar categorías independientes para vehículos ligeros y pesados.
Vehículos Ligeros. – autos, combis y camionetas
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Vehículos Pesados. - Ómnibus y camiones con más de 6 ruedas.
Motocicletas. - Pequeños vehículos con 2 y 3 ruedas
La estructura del tráfico se precisa mediante el porcentaje de vehículos en el IMD que conciernen a cada categoría.
El tráfico está conformado mayormente por vehículos ligeros, toda vez que las motos significan un porcentaje muy pequeño. En cuanto a vehículos ligeros mayormente combis y autos.
A mayor participación de vehículos sustancialmente ruidosos, o especialmente ruidosos que los estimados como normales en un transporte, paradojamente pareciera que produjeran mayores categorías sonoras. No obstante, ese aumento de niveles varía en su forma de enunciado en función de la naturaleza de valor de dicho porcentaje.
Los transportes pesados son más ruidosos, no obstante, los vehículos mal conducidos, mal mantenidos, o proveídos de bocinas de mayor potencia, se volverán más ruidosos que los más vehículos más pesados.
1.7.3. Tipo de pavimento
Los pavimentos de las vías, compuestas de capas superpuestas, adecuadamente compactados. Las particularidades superficiales del pavimento son la textura, estabilidad, resistencia al desplazamiento, permeabilidad, propiedades ópticas y relativas al ruido.
El objetivo esencial en el diseño de pavimento es su capacidad y resistencia estructural para soportar el tráfico. Actualmente la atención se centra en la capacidad fonoabsorbente para decrecer el nivel del ruido de rodadura por lo menos en 3 dB con relación a los niveles convencionales.
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En la circulación urbana, los pavimentos rígidos pueden ocasionar valores del nivel sonoro transite entre 2 y 4 dBA superiores a los pavimentos elásticos.
También la rugosidad de la calzada tiene importancia para velocidades altas.
El agua es un factor que origina niveles de ruido superiores a 10-12 dBA, a los conocidos y originados en pavimentos secos. Debido a esto es importante un buen drenaje.
Se sabe que a velocidades bajas predomina el sonido del motor, A velocidades superiores a 50 km/h, predomina el ruido de rodadura, el emanado por la interacción entre la faja de rodadura de las llantas y la superficie de la vía, debido a los fenómenos de compresión-expansión de una masa de aire en el contacto llanta-pavimento, al lado de las vibraciones de la llanta; y la naturaleza del pavimento inherentes a su producción, como la absorción acústica del pavimento y la textura.
La percepción del ruido del contacto neumático-calzada, está relacionada por el pavimento de la calzada, hay una acción de generación y otras de amplificaciones y de propagación sobre los que el pavimento tiene una influencia como: son vibraciones radiales, resonancias del aire y mecanismo de adherencia (OCDE, 1995).
Las vibraciones radiales se generan por las irregularidades en las superficies de rodamiento, el cual queda influenciado por la mega-textura del pavimento. Y son transmitidas a través de la suspensión del vehículo, hacen que se forme el fenómeno de la resonancia:
Mecanismos de generación del ruido de contacto neumático-calzada
42 Vibraciones radiales:
Impacto de la goma sobre la carretera.
Impacto de las asperezas de la carretera sobre la huella del neumático.
Resonancia del aire:
Resonancia del tubo de escape.
Resonancia de HELMHOLTZ .
Mecanismo de compresión/escape de aire.
Mecanismo de adherencia:
Adherencia y ruptura de adherencia - vibraciones tangenciales.
Ruptura de contacto goma/capa de rodadura.
Estas resonancias de aire se dan por mecanismos, el cual intervienen en el contacto neumático – calzada en donde se producen a media y altas frecuencias.
Fuente: Manual de acústica (Harris, 1995)
El ruido efectivo hacia el exterior queda indicado por S2. Se genera en SI, pero enseguida se amplifica por el efecto HORN (también llamado de trompeta o diedro), y por otros mecanismos indicados en la figura, Rápidamente es percibido de forma atenuada por los receptores situados alrededor de la carretera.
Figura 5. Mecanismo de propagación del ruido de contacto neumático-calzada.
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El efecto diedro es la reflexión de las ondas sobre los lados del diedro formado por las superficies del neumático y de la vía, delante y detrás de la zona de contacto. Durante su propagación, desde las fuentes al receptor, el sonido puede controlarse explotando intencionadamente las propiedades de absorción acústica de los afirmados.
absorción de las ondas sonoras creadas por el ruido neumático-calzada y que se irradian en el espacio existente entre el transporte vehicular y el receptor.
disminución del acrecentamiento del efecto diedro y la filtración del ruido irradiado desde las fuentes de tipo mecánico.
disminución de la reflexión de las ondas de ruido entre la parte inferior del transporte vehicular y el nivel superior de la capa de rodadura de la vía.
1.7.4. Características de la vía
La geometría de la vía influye en la actuación acústica de la circulación. la existencia de declives origina variaciones de los niveles sonoros existentes, esencialmente en los vehículos pesados al subir o bajar. Debemos añadir ruidos producidos por las frenadas.
1.7.5. Velocidad de tránsito
A mayor rapidez mayor energía de emisión y mayor nivel acústico en los receptores. Poner rigurosidad al conocer la velocidad media del tráfico determinada por la velocidad que es sobrepasada por el 50% de los vehículos que recorren por el tramo de carretera observada, sin embargo es conveniente establecer diferentes velocidades para las distintas clases de vehículos.
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Para velocidades que sobrepasen los 50 km/h que no se dan en la carreta central de día pero que podría aumentar en la noche en que la vía está más libre, asimismo para velocidades inferiores, por las interrupciones, como las paradas y arrancadas que se dan frecuentemente, como es natural en circulación urbana. Para velocidades encima de 60 km/h, los niveles sonoros amplifican a medida que crece la velocidad, pasando a un cambio de las fuentes sonoras siendo relevante la influencia entre neumático y calzada, comparado al ruido del motor y escape, notoriamente preponderante para velocidades inferiores. Habitualmente, el ruido del motor es el que aventaja hasta la segunda velocidad, y a partir de esta descuella el ruido de rodadura.
La disposición de un semáforo incidiría de manera notoria en el nivel de ruido, dado que el flujo ya no es libre, por el ruido producido por los motores al acelerar en el arranque y desacelerar en la parada. Este se incrementa más al momento en el que este se detiene en un semáforo (Ramirez, 2017).
Existe un potencial enorme de descenso de ruido al reducir la velocidad del vehículo, este factor es con frecuencia fundamentalmente dados tres tipos:
• Ruido motivado por el empuje del propio vehículo
• Ruido motivado por la rodadura
• Ruido promovido aerodinámicamente
El ruido del vehículo es intermediado por los elementos vibrantes que intervienen en el desplazamiento, exceptuando las llantas: motor, sistemas de admisión, transmisión, frenos, suspensión y escape, etc. El sonido de turbulencia se produce por la interacción entre la carrocería del transporte y el aire.
45 1.7.6. Configuración Urbanística
La naturaleza que rodea a la vía, origina comportamientos diversos en la propagación de las ondas de ruido. Si un automóvil circula en espacios abiertos, las ondas sonoras irradiadas por éste no tropiezan obstáculos para su difusión, disminuyendo relativamente rápido los niveles de ruido desaparecida la fuente que los provoco. Si el vehículo se mueve por una vía con construcciones que la envuelven originan así dos fenómenos:
Un entorpecimiento por apantallamiento, que impide en muchos casos, la difusión de las ondas, evitando que en la parte de atrás se alteren los niveles sonoros existentes. Asimismo, numerosas reflexiones de las ondas de ruido entre las fachadas de los edificios, excesivos si más reflectantes sean estas, que ocasiona una crecida de los niveles sonoros.
1.8. REFERENCIAS NORMATIVAS
A través de los años ha existido un consenso internacional de conexión en los niveles máximos de exposición al ruido. A nivel mundial, la OMS y la OCDE son los organismos centrales que logran datos y despliegan sus propios métodos de valoración en los efectos registrados de la exposición al ruido. Con soporte a estas valoraciones se han propuesto equivalencias de orientación para diferentes situaciones. En los 80, la OCDE exhibió los valores con ponderación DB (A) siguientes como límites de ruido molesto:
De 55-60 dB el ruido causa incomodidad;
Entre 60-65 dB la molestia aumenta grandemente;
Por arriba de 65 dB aparecen desarreglos de los modelos de actuación, propias del daño gravísimo causado por el ruido.
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La OMS consiente de la contaminación acústica ha aconsejado un valor estándar de propuesta para los niveles promedios de ruido al aire libre de 55 dB (A), que debería aplicarse durante el periodo diurno para evitar entorpecimientos significativos con las actividades cotidianas de las poblaciones vecinales.
Una mirada en los países muestra que la mayor parte han favorecido medidas normativas o recomendaciones con el propósito de implantar límites de emisión. Estas reglamentaciones se aprovechan en los planes de uso del suelo, en declaraciones de la política de planificación y empleadas como detalle en la evaluación del impacto ambiental. Estas medidas sirven para garantizar que se adoptan propuestas apropiadas para minimizar la sensación del ruido.
En cuanto al ruido del tráfico rodado, las autoridades gubernamentales tienen la posibilidad de obligar o no límites. En la práctica a nivel local es nula esta limitación.
técnicamente, se admitió el índice LAeq (nivel equivalente de ruido) por consenso casi universal para la estimación del ruido en carretera.
Las normas de emisión fijados en períodos diurno y nocturno. Lo más común son de 6 a 22 h. para el día y de 22 a 6 h. para la noche. Eventualmente se añade la tarde como tercer período, debido a que es un período intensamente sensible para los pobladores.
Por consenso, las zonas se deberían diseñar con la finalidad de diferenciar la utilización del suelo a través de una realización de mapas de ruido.
La Constitución de nuestro país de dictada en 1993 fija en el marco general del manejo ambiental (artículo 67°) que el Estado establece la política ambiental y promueve el uso sostenido de todos sus recursos naturales. Del mismo modo, el Legislación del Medio Ambiente y de los Recursos Naturales (D.L. N° 613), declara en el título décimo que las
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normas ambientales relativas a la protección y conservación del medio ambiente y sus recursos son vitales y no escapan a orden público. Este código junta en la legislación del Perú la iniciativa de contaminador – pagador, reglamento de precaución, la necesidad imperiosa de proclamar estudios de impacto ambiental y de la participación vecinal.
El Decreto Supremo N° 085–2003–PCM, declaración de Estándares nacionales de calidad ambiental para el Ruido, ordena en el art. 4.- De los estándares de calidad ambiental para el ruido, para proteger la salud, no exceda el nivel máximo de ruido en el ambiente. y el nivel de presión sonora continuo equivalente ponderado A es un parámetro estadístico de consenso. Pero también es necesario tener en cuenta las áreas de aplicación y el calendario establecido en la Tabla 3.
Las áreas residenciales, comerciales y áreas industriales deben ser designadas por el gobierno local de la ciudad, teniendo en cuenta las siguientes áreas especiales donde el límite máximo es 50dBA durante el día y 40dBA durante la noche. El objetivo de la política ambiental estipulado en el artículo 11 es que las normas nacionales de calidad ambiental acústica sean trascendentes e inevitables en la planificación y posterior aplicación de las políticas gubernamentales. Si el Ministerio de Salud aún no ha elaborado y comunicado las normas nacionales, debe ser resuelto de acuerdo con la norma técnica ISO 1996-1: 1982: Descripción y Evaluación de Ruido Acústico- Ambiental, Parte 1: Cantidades y procedimientos básicos e ISO 1996-2: 1987 : Acústica- Descripción y evaluación del ruido ambiental, Parte 2: Recopilación de información de antecedentes sobre el uso de la tierra.
