NIVELES SONOROS

Evaluar la molestia del ruido no es sencillo, dado que la molestia es un parámetro subjetivo. Por eso, para obtener una evaluación de dicha molestia, se han elaborado unas referencias sobre las que comparar las medidas de ruido que se efectúen. Algunas escalas consisten simplemente en una sola medida, otras requieren un conocimiento del espectro del ruido, otras necesitan unas estadísticas temporales, y otras se componen de una mezcla de todas las anteriores. Es importante la elección de una escala de medida, y dependerá de cada aplicación en particular. Se debe tener mucho cuidado en esta elección, dado que los resultados serán muy diferentes.

Estas consideraciones dividen los métodos de clasificación en dos grupos: las escalas y los procedimientos.

Las escalas describen sólo las características físicas del estímulo acústico, una escala puede ser la de ponderación A, o una medida más complicada basada en la variación estádistica del ruido.

Los procedimientos intentan normalizar métodos e incluyen factores externos no acústicos, aunque relevantes, que afectan a la respuesta de las personas dentro del contexto social en el que se produce el ruido.

Se presentan algunas escalas utilizadas, ordenadas por el aumento de complejidad:

 Nivel de presión sonora
Nivel de presión sonora con ponderación A
Otras ponderaciones
Nivel sonoro equivalente
Nivel sonoro día-noche
Nivel de contaminación de ruido
Nivel de exposición sonora



NIVEL DE PRESIÓN SONORA

El nivel de presión sonora NPS o SPL (Sound Pressure Level) en inglés, se define como:

Lp = NPS (dB) = 20 * log ( Prms / P0 ) 
siendo		Prms :	Valor cuadrático medio de la presión medida.

		P0   :	Presión de referencia = 20 µPa
Presión del sonido
( µPa )		Nivel de presión sonora
(dB ref 2*105 Pa)
-|-140
100000000 -|-
-|- 130
-|-Cerca del despegue de un cohete
-|-120
10000000 -|-
-|- 110
-|-
-|-100 Cerca del despegue de un avión
1000000 -|-
-|- 90
-|- Dentro de un carro
-|- 80
100000 -|-
-|- 70
-|-
-|- 60 Oficina general
10000 -|-
-|- 50
-|-
-|-40 Sala silenciosa
1000 -|-
-|- 30
-|-
-|-20 Fuera de la ciudad
100 -|- Zona silenciosa
-|- 10
-|-
20-|- 0 Umbral de la audición

Como ejemplo, en la tabla aparecen algunos sonidos típicos con la presión sonora y el nivel de presión sonora, porque la potencia sonora es un parámetro de la fuente de ruido y no depende de nada más; en cambio, la presión sonora depende no sólo de la fuente de ruido, sino también del recinto donde está situada.

Como ejemplo, una batidora no produce la misma presión sonora encerrada en una caja con espuma absorbente que encerrada en una caja de vidrio, mientras que la potencia sonora de la batidora es siempre la misma porque es un magnitud propia de la máquina y no del entorno que la rodea.

Es la medida más sencilla de un ruido ya que es independiente de la frecuencia y por tanto desprecia la variación con el tiempo. Se suele utilizar para tener una primera aproximación del ruido.

NIVEL DE PRESIÓN SONORA PONDERADA A

La presión es medida por un micrófono calibrado y un amplificador, o por un sonómetro, que incorporen un filtro eléctrico que modifique la respuesta en frecuencia (ponderación en frecuencia), intentando seguir aproximadamente la respuesta subjetiva del oído humano.

Frecuencia Ponderación A -|-Frecuencia Ponderación A
25-44.7-|-630-1.9
31.5-39.4 -|-800-0.8
40-34.6 -|-10000.0
50-30.2 -|-1250+0.6
63-26.2 -|-1600+1.0
80-22.5 -|-2000+1.2
100-19.1 -|-2500+1.3
125-16.1 -|-3150+1.2
160-13.4 -|- 4000+1.0
200-10.9 -|- 5000+0.5
250-8.6 -|- 6300-0.1
315-6.6 -|- 8000-1.1
400-4.8 -|- 10000-2.5
500-3.2

Este hecho, junto con la facilidad de realización física del filtro, ha conducido a su adopción como medida normalizada en muchas normativas nacionales e internacionales.

Así y siguiendo la sensibilidad del oído humano a frecuencias bajas el nivel sonoro es menor. La tabla a la izquierda muestra la ponderación A (muestra la cantidad de dB que se corrigen para las frecuencias mostradas al valor del nivel de presión sonora LP).

El nivel de presión sonora con ponderación A se suele representar como LA.

Las normas nacionales e internacionales requieren que todos los aparatos que midan el nivel sonoro incorporen la ponderación de frecuencia designada mediante la letra A. Muchos años de estudio y experiencia práctica han demostrado que los niveles sonoros con ponderación A ofrecen una correlación adecuada con varias respuestas humanas (de personas o grupos en una comunidad) para distintos tipos de fuentes de ruido.

Existen muchas aplicaciones del nivel sonoro con ponderación A, incluso en la medición del nivel sonoro del ruido de fondo como una medida de interferencia del habla. En concreto, los niveles sonoros con ponderación A pueden emplearse para predecir las distancias máximas permisibles entre hablante y oyente para una comunicación verbal <<mínimamente fiable>> con presencia de ruido. Se dice que la comunicación verbal es <<mínimamente fiable>> cuando oyentes entrenados obtienen una puntuación del 70 % en la prueba con listas de palabras monosilábicas fonéticamente aquilibradas, esta puntuación corresponde a una puntuación de inteligibilidad por encima del 90 % para frases.




OTRAS PONDERACIONES

Las otras ponderaciones en frecuencia que están normalizadas internacionalmente son:

La ponderación B fue creada para modelar la respuesta del oído humano a intensidades medias. Sin embargo, en la actualidad es muy poco empleada hasta el punto de que ya no se incluye en los instrumentos de medida acústica.

La ponderación C se creó para modelar la respuesta del oído ante sonidos de gran intensidad. En la actualidad, ha ganado prominencia en la evaluación de ruidos en la comunidad, así como en la evaluación de sonidos de baja frecuencia en la banda de frecuencias audibles. Esta ponderación es bastante uniforme entre 50 y 5000 Hz.

La ponderación D es utilizada en el análisis de ruido provocado por los aviones.

La imagen mostrada a la izquierda informa de las diferentes ponderaciones que realizan cada una de las ponderaciones en frecuencia. Es decir, las restricciones en decibelios que se deben añadir al nivel de presión sonora medido.



En la figura se puede observar que la curva A está basada de manera general en la curva de nivel de sonoridad de 40 fon, la curva B en la de 70 fon y la curva C a la de 100 fon. Esto indica que el tipo de curva a usar en una medición debe depender del nivel de presión del sonido mismo que se pretende medir. La utilización indiscriminada de un tipo de curva (generalmente la A) sin tener en cuenta el nivel del sonido medido no acerca la medición a nuestra realidad perceptiva.

Muchas veces se suele hablar de sonoridad. La sonoridad es el atributo de los sonidos "subjetivo" que permite al oyente ordenar su magnitud sobre una escala. Debido a esta subjetividad, se han hecho estudios de manera que se puedan establecer uno niveles de sonoridad estándar que son los mostrados en la gráfica.

Para 1 kHz se ha definido que el nivel de presión sonora (en dB) corresponde al nivel de sonoridad (en fon = phon). Así 0 dB es igual a 0 fon y 120 dB es igual a 120 fon. Eso siempre para sonidos senoidales con frecuencias de 1 kHz. Obsérvese, por ejemplo, que un sonido senoidal con (aproximadamente) una frecuencia = 90 Hz y un nivel de intensidad = 40 dB sigue teniendo un nivel de sonoridad = 20 fon.

Para poder determinar si una medida está realizada bajo una ponderación u otra se suele añadir a la notación de decibelios el nombre de la ponderación entre paréntesis (los paréntesis son opcionales); Así es muy común encontrarse dB(A) o dB(B) o incluso dBA o dBB...



NIVEL SONORO EQUIVALENTE

LAeq es la energía media ponderada A de un ruido, promediado durante un tiempo de medida. Se puede considerar como el nivel continuo que tiene la misma energía acústica ponderada A que el ruido fluctuante real durante el mismo periodo de tiempo y se define como:

siendo		T :	Tiempo total de medida.

		pA(t) :	Presión acústica instantánea ponderada A.

		p0  :	Presión de referencia = 20 µPa.
Dicho de otro modo, otro factor a tener en cuenta a la hora de medir el ruido es su duración ya que ésta establece el nivel constante de ruido.

OTROS NIVELES SONOROS

Nivel sonoro promedio día-noche LDN

Consiste en el LAeq con una ponderación de + 10 dB para el ruido producido entre las 22.00 horas y las 7.00 horas. Esta escala fue promovida por la "Agencia de Protección del medio ambiente" de los E.E.U.U., y está basada en el nivel equivalente LAeq, teniendo en cuenta el aumento de la molestia producida por el ruido durante la noche.

Nivel de contaminación de ruido LNP

El parámetro LNP comprende dos términos.

  • El primero es una medida del nivel equivalente LAeq y
  • el segundo refleja el aumento de la molestia provocado por las fluctuaciones de dicho nivel.
Se define como:

LNP = LAeq + k*ß 

donde:		LAeq	:   Nivel sonoro equivalente durante el periodo de medida.
		ß	:   Desviación estándar del nivel instántaneo durante el periodo.
		k	:   Constante de valor 2.56.
Nivel de Exposición sonora SEL

El nivel de exposición sonora se define como el nivel constante que, mantenido durante un periodo de un segundo, tiene la misma energía ponderada A que el ruido está produciendo durante el periodo de medida. Es por tanto, un LAeq normalizado a la duración de 1 segundo. Este nivel es adecuado para medir la dosis de eventos singulares.
Se define como:


donde:		pA(t)	:	Presión instantánea ponderada A
		p0	:	Presión de referencia 20 µPa
		t0	:	Tiempo de referencia 1 segundo
		t2 - t1	:	Intervalo de tiempo que incluye todo el ruido.

La utilidad de este concepto se comprende mejor cuando tratamos con un entorno en el que se produce una gran variedad de tipos de ruido. En estos casos, el conocimiento del nivel de exposición sonora SEL tiene algunas ventajas.

Cuando queramos describir un ambiente ruidoso mediante el nivel sonoro equivalente LAeqo mediante cualquier otro parámetro que dependa de él, como LDN, se puede calcular muy fácilmente a partir de varias medidas de SEL, mediante la siguiente expresión: 


donde:		n	:	nš total de sucesos de ruido en tiempo T

		SELi	:	SEL para el suceso i

Por tanto, SEL tiene la ventaja de que los valores que se obtienen describen las fuentes individuales de ruido y el ambiente ruidoso de forma compatible, aunque teniendo en cuenta que se utiliza siempre la ponderación A.

Como Ejemplo, la norma ISO 3891 describe la medida de ruido de aviones en base al nivel de exposición sonora SEL como un método simplificado para evaluar la molestia en las zonas afectadas.

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