HAF0612014 BRUEL

Tipos de ruidos en la industria
Lp
Estable (variación<5dB “Slow”)
Ruido en
la
industria
Lp
Estable pero variante de forma discreta
t
t
Lp
Lp
Fluctuante
t
Impulsivo y de Impacto
2637 retr
6475 kghafgkj j gf lkdsdš
pww podj
deo
t
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2
Orígenes del ruido
z
Orígenes del ruido
Desequilibrio rotatorio. Normalmente a la frecuencia
de giro
z
z
Ruido de fricción. Por falta de lubricación entre dos
superficies que rozan
z
– El ruido es de alta frecuencia (silbido)
– Si se transmite a un punto resonante de la estructura
puede ser como un chirrido
z
z
3
Ruido de maquinaria eléctrica. Suele haber:
– ruido magnético: normalmente al doble de la red: 100 Hz)
– ruido de turbulencia del aire en las ranuras del rotor
– ruido por los conductos de ventilación en grandes motores
– Suele transmitirse a la estructura hasta cualquier punto
de resonancia
z
z
Ruido de cojinetes. Predomina la transmisión. El ruido
de cojinetes de bolas depende de las bolas y canal de
rodadura
Ruido de engranajes. La frecuencia de engrane suele
estar en la gama audible. Depende del nº de dientes y
velocidad. Puede haber ruido de impacto entre
dientes
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4
Transmisión de la vibración
Ruido de álabe en ventiladores. Un pulso de aire cada vez que
pasa la hoja de un ventilador en un punto
Fricción del aire en máquinas rotativas de alta velocidad
Ruido de impacto. Ruidos de corta duración (menos de 200
mseg) producido por choque de dos superficies
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Transmisión y amplificación del ruido
z
z
Fuerzas
de entrada
+
Respuesta del
Sistama
(Movilidad)
=
8 dB
8 dB
+
Frequency
Fuerzas
causadas por
z Desequilibrio
z Choques
z Fricciones
5
z
Vibración
Un sonido molesto puede ser radiado lejos del origen
Se transmite como una vibración hasta un punto de
resonancia donde se amplifica y es radiado
Para que un elemento pueda ser un radiador eficiente
alguna de sus dimensiones debe ser igual o mayor
que la longitud de onda del sonido (p. ej. 1000 Hz sólo
34 cm)
=
Frequency
Paámetros
Estructurales:
z Masa
z Rigidez
z Amortiguamiento
Frequency
Parámetros de
Vibración:
z Aceleración
z Velocidad
z Desplazamiento
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6
891875
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Propagación del Sonido
z
Campo de Presión: No propagación
Campo Libre
z
Altavoz
z Campo no libre
(semireverberante)
z
z
z
Campo reverberante o difuso
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7
8
Propagación del sonido en campo libre
z
z
Propagación del sonido en campo libre
Esfera pulsante (fuente puntual): radiación en
todas direcciones
Al aumentar la distancia disminuye la intensidad
z
z
I=
W
p2
=
2πr ρ0 c
Fuente lineal
z
r: Lp
Tomando logaritmos
Tomando logaritmos
2r: Lp − 3 dB
Lp = Lw - 20 log r - 11
z
z
En radiación esférica el Lp disminuye 6 dB al
doblar la distancia
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10
Ejercicio
En radiación cilíndrica el Lp disminuye 3 dB al
doblar la distancia
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Campo Sonoro en un recinto real
Lp
z
Fuente lineal: radiación como semicilindro
Al aumentar la distancia disminuye la intensidad
Lp = Lw - 10 log r - 8
r: Lp
2r: Lp − 6 dB
9
Micrófono
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p2
W
=
I=
ρ 0c 4πr 2
z
Un compresor origina un nivel de presión sonora de
91 dB a 5 m.
¿Cuál es el nivel de presión sonora en fachada de
viviendas situadas a 100 m?
Lejano
Próximo
Libre
Reverberante
d ≤ λ1
d ≤ 2T
λ1 es la frecuencia inf.
Fuentes puntuales en campo libre:
6 dB
T es la dimensión mayor
Lw = Lp + 20 log r + 11
d A
1
Lw = 91 + 20 log 5 + 11 = 116 dB (ref. 1 pW)
a 100 m:
Lp = 116 - 20 log 100 - 11 = 65 dB de presión
11
Recinto
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Distancia, r
2 × A1
Reflexión del Sonido
Comportamiento del sonido en un recinto
Altavoz
Fuente
Superficie Absorbente
Superficie
Reflectante
Oyentes
Orador
Fuente
Fuente
Micrófono
Fuente imaginaria
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14
Absorción del Sonido
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Absorción y Tiempo de Reverberación
Ei
Ea
Et
Er
α = Ea/Ei
α = (Ei-Er-Et)/Ei
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Tiempo de Reverberación y Superficie de Absorción
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Tiempo de Reverberación y Volumen
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Directividad de una fuente (campo próximo)
z
z
z
z
Directividad de una fuente (campo próximo)
En campo próximo, las fuentes prácticas suelen tener
comportamientos acústicos no perfectos
Directividad es la medida alrededor de la fuente, a
una distancia fija, de los niveles de ruido
Se representa en diagramas polares en distintos
planos de medida
También se representa la desviación en bandas de
frecuencia a un determinado ángulo, p. ej. 30o
90°
90°
2 kHz
8 kHz
0°
180° 0°
180°
12 kHz
90°
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19
20
Índice de Directividad Q (campo lejano)
z
I =
P
Q
S
⎛ Q ⎞
L I = Lw + 10 log ⎜
2 ⎟
⎝ 4πr ⎠
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22
Propagación del sonido en un recinto
z
Campo libre
1
0
L = Lp
Sobre plano
2
3
L = Lp + 3 dB
En la unión de dos
planos
4
6
En la unión de tres
planos
8
L = Lp + 6 dB
9
L = Lp + 9 dB
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b >> λ
b << λ
I=
23
Indice de
Direct., dB
Difracción del Sonido
Fuentes puntuales en salas
4⎞
⎛ Q
Lp = Lw + 10 log⎜
+ ⎟
2
R⎠
⎝ 4πr
Factor
Directiv.
Q
Lugar Fuente
Ι2
21
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Índice de Directividad (campo lejano)
Factor de directividad según la posición de la fuente
respecto a las superficies del recinto
Ι1
90°
WQ
4W
+
4π r 2
R
R=
Sα
1− α
α=
∑α S
∑S
i
b
b
i
i
Ejemplo :
b = 0.1 m
λ = 0.344 m (≈ f = 1 kHz)
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Ejemplo:
b=1m
λ = 0.344 m (≈ f = 1 kHz)
Difusión del Sonido
b << λ
b
Ejemplo :
b = 0.1 m
λ = 0.344 m (≈ f = 1 kHz)
25
b >> λ
Uso de
los
equipos
de
medida
b
Ejemplo:
b = 0.5 m
λ = 0.344 m (≈ f = 1 kHz)
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Contenido
z
z
z
La medición es el primer paso
Conceptos básicos
RD 286 y procedimientos
La medida en la práctica
z
z
z
Obtención de datos objetivos y
comparables
Cuantificación del problema
Distintos tipos de mediciones
según el objetivo
–
–
–
–
z
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28
Testimonio real
1.
2.
3.
4.
Inspección
Evaluación
Programa de control
Solución de problemas
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Uso de la Ponderación Frecuencial
Se han realizado mediciones de ruido en una empresa y el ruido medido
con el sonómetro es 85-88 dBA.
Se ha medido posteriormente con dosímetros en todos los puestos de
trabajo (3 trabajadores) y los resultados son 90-93 dBA.
Durante la medición se comprueba que los trabajadores hablaban entre
ellos muy cerca del oído y, por tanto, muy cerca del micrófono del
dosímetro.
Se ha simulado la situación con el sonómetro para ver el incremento de
dB y el incremento obtenido es de
–
–
Ponderac.
RMS
Pico
10 dBA más, con el proceso de fabricación parado (de 78 a 88 dBA)
6 dB más con el proceso de fabricación en marcha (85 a 92 dBA).
Fast
Slow
Impulse
Su duda era...
1. Si la voz humana puede hacer que se pase de una situación tolerable a
una intolerable (de más de 85 a más de 90 dBA) y por tanto altamente
perjudicial para el trabajador.
2. O por contra si el equipo está dando un valor de medición incorrecto.
29
?
Distinta instrumentación según el
tipo de medición
87.2
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30
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dB(A)
Procedimiento de medida
z
z
z
Nomenclatura con Ponderaciones
Determinar la/s normativa/s a seguir
Instrumentación de medida adecuada en
buen estado de funcionamiento (calibrada)
Definir el lugar de medida y documentarlo
según el propósito
z
ANSI S12.12
ECMA 160
RD286/06
z
z
– Posiciones fijas
– En personas
z
Para un tiempo T
z
Durante la medida, evitar las fuentes de error:
–
–
–
–
–
z
Posición del micrófono no adecuada
Ruidos no deseados
Uso indebido del equipo de medida
Control del campo sonoro (propagación)
Asegurar los procedimientos para minimizar el
tiempo de medida:
z
z
z
» Lugares de igual exposición
» Tiempos de medida y tipos de ruidos
31
z
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z
z
LAFmax
LAFmin
LAeq
LAIeq, LAIm
LAFn (LAF10, LAF50, LAF90...)
LCpkmax
Nivel Máximo en dBA y Fast
Nivel Mínimo en dBA y Fast
Nivel Equivalente en dBA
Nivel Equivalente Impulsivo
Niveles estadísticos percentiles en dBA y Fast
Nivel de pico máximo en dBC
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Uso de las de Ponderaciones Frecuenciales
z
LAFp, LAF(SPL), LAF(NPS) Nivel de P. S. máxima por segundo en dBA y Fast
LAF(inst), LAF
Nivel de P. S instantáneo en dBA y Fast
LLpk
Nivel de pico máximo instantáneo en dBL o Z
Curvas de Ponderación Frecuencial
Lp
Valores globales – niveles eficaces
- Ponderación A
- Ponderación C (cálculo Prot. Audit.)
Valores globales – niveles de pico:
- Ponderación C
- Sin ponderación: Lineal o Z
Espectros o bandas de frecuencia – niveles eficaces:
- Sin ponderación: Lineal o Z
- Ponderación A (cálculo Prot. Auditivos)
D
[dB]
Lin.
0
D
C
B+C
A
-20
A
B
-40
-60
10
33
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34
Parámetros instantáneos
20
50
100
200
500
1k
2k
5k
10 k 20 k
Frecuencia
[Hz]
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Parámetros en el tiempo T
Pico o Peak (No RMS)
LCpkmax
82.4
p
dBA
LAFmax
Tiempo
RMS (F)
Lp
Lp
LAeq
Detección del Nivel
Eficaz o RMS:
Impulse
Fast
Slow
•
Constantes de Tiempo
•
Ponderaciones
temporales
•
Tiempos de detección
LAFmin
62.8
Tiempo
T
Tiempo
35
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36
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Medida del Nivel Equivalente Leq
Análisis en frecuencias serie
Lp
Leq
1
2
3
n
Tiempo
RMS
Pico
/
Fast
Slow
Impulse
87.2
37
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38
El Analizador Sonoro
1
2
3
n
RMS
Pico
Fast
Slow
Impulse
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Análisis de Frecuencia
1
2
3
dB
100
n
80
RMS
Pico
60
Fast
Slow
Impulse
40
20
87.2
39
125 250 500 1k
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40
Informe de las Medidas
41
Análisis en 1/3 Octava
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Informe procesados
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2k
4k
8k
LA
Cálculo de dB(A) a partir de Frecuencias
Frecuencia
43
Nivel en dB
Ponderación A
Curvas NR y NC
Curvas
Curvas de
de Valoración
Valoración del
del Ruido
Ruido aa
partir
partir del
del espectro:
espectro:
z
z Curvas
Curvas NR
NR (Noise
(Noise Rating)
Rating)
Nivel en
dB+Pond. A
63
80
-26.2
53.8
125
80
-16.1
63.9
250
80
-8.6
71.4
500
80
-3.2
76.8
1k
80
0
80
2k
80
+ 1.2
81.2
4k
80
+ 1.0
81
8k
80
- 1.1
78.9
Total
89 dB
–– Desarrolladas
Desarrolladas por
por ISO
ISO (Europa)
(Europa)
–– Aplicación
Aplicación general
general
z
z
–– Desarrolladas
Desarrolladas por
por Beranek
Beranek (EEUU)
(EEUU)
–– Aplicación
Aplicación en
en edificios
edificios comerciales
comerciales
87 dB(A)
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44
Curvas NR
z
z
z
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46
RD 286/2006 versus RD1316/89
z
z
z
z
z
Conceptos básicos
RD 286 y procedimientos
La medida en la práctica
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RD 286/2006 versus RD1316/89
Les separan 17 años
Difieren en los valores de exposición (90 a 87)
Difieren en la ponderación frecuencial para el valor de pico
Difieren en algunas normas respecto de las exigencias a la instrumentación
Difieren en la mención a la recomendación de evaluar la incertidumbre de
medida
z
z
z
z
z
z
z
47
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Contenido
Márgenes
Márgenes de
de niveles
niveles NR
NR considerados
considerados aceptables:
aceptables:
z
Talleres
z 60-70
60-70
Talleres
z
Oficinas
z 50-55
50-55
Oficinas mecanizadas
mecanizadas
z
Gimnasios,
z 40-50
40-50
Gimnasios, polideportivos,
polideportivos, piscinas
piscinas
z
Restaurantes,
z 35-45
35-45
Restaurantes, bares,
bares, cafeterías
cafeterías
z
Oficinas
z 30-40
30-40
Oficinas privadas,
privadas, bibliotecas,
bibliotecas, juzgados
juzgados
z
Cines,
z 25-35
25-35
Cines, hospitales,
hospitales, iglesias,
iglesias, pequeñas
pequeñas salas
salas de
de conferencias
conferencias
z
Aulas,
z 20-30
20-30
Aulas, estudios
estudios de
de TV,
TV, grandes
grandes salas
salas de
de conferencias
conferencias
z
Salas
z 20-25
20-25
Salas de
de concierto,
concierto, teatros
teatros
z
Clínicas
z 10-20
10-20
Clínicas de
de diagnóstico,
diagnóstico, cuartos
cuartos de
de audiometría
audiometría
45
Curvas
Curvas NC
NC (Noise
(Noise Criteria)
Criteria)
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48
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Les separan 17 años
No se menciona la OM 29920 de Dic de 1998 (Metrología Legal)
No se menciona la precisión Tipo 1 que sí se hacia en el RD1316
Se sigue admitiendo la medida con sonómetro NO integrador
Se sigue exigiendo la comprobación mediante un calibrador, pero no su
precisión o norma a cumplir
Los procedimientos de medida siguen siendo los mismos
Se añade la expresión “o versión posterior de la misma”
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RD286/06 – Normas Técnicas, Instrumentación
z
RD286/06 – Normas Técnicas, Instrumentación
Normativa relativa a sonómetros y calibradores acústicos
UNE-EN 61672:05 Sonómetros. Parte 1 Especificaciones
– Esta norma sustituye técnicamente a las mencionadas UNE-EN
60651:96 y a la UNE-EN 60804:96
– Esta norma sustituirá legalmente a las normas antes mencionadas
cuando se publiquen las partes 2 y 3 (Ensayos) y la necesaria OM o RD
que las ratifique.
– Esta norma incluye modificaciones sustanciales respecto de las 651 y
804
z
Referencia Referencia Referencia Fecha de
Fecha de
Fecha de
Fecha de
IEC
EN
UNE
publicación publicación publicación anulación
IEC
EN
UNE
UNE-EN 61252:98 Medidores personales de exposición sonora
– Esta norma no va a ser sustituida por la UNE-EN 61672
– Esta norma se ciñe a unas especificaciones muy limitadas de los MPES
con tolerancias muy amplias y no controla aspectos tales como:
» Directividad del micrófono y del equipo
» Ponderaciones en frecuencia distintas de la A
» Detección de los valores de pico
123
179 1ª
edición
179 2ª
edición
21323
21314
1961
1965
651
60651
60651/A1
60651/A2
804
20464
60651
60651/A1
60651/A2
60651/A1
60651/A2
20493
1979
1979
1993
2000
1985
60804
60804/A2
60804
60804
60804/A2
60804
60804
60804/A2
60804
1985
1993
2000
61672-1
61672-1
2002
2005
61672-2
61672-2
2003
2005
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49
z
1994
1994
2001
1990
1996
1997
2003
1993
1996
2002
2002
2002
1996
6
6
1994
1994
2000
1996
1997
2002
2002
6
Comentarios
16
18
1990
Reduce las
tolerancias en baja
frecuencia
3
NWIP 1988
200X
Título
Sonómetros
Precision sound level
meters
Precision sound level
meters
Integrating- averaging
sound level meter
Combinación de la
Sound level meters651 y la 804. Solo
Specifications
clase 1 y 2
Descripción de los
Sound level meters ensayos de
Pattern evaluation tests
evaluación de
sonómetros
Descripción de los
Sound level metersensayos periódicos
periodical tests
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50
Obligaciones de Control Metrológico
1990
1990
1973
61672-3
tiempo en
vigor
1974
1972
Otras opciones de calidad
Orden Ministerial 29920/1998*
– Establece los siguientes niveles:
»
»
»
»
Aprobación de Modelo
Verificación primitiva
Verificación periódica (anual)
Verificación después de reparación o modificación
z
Certificación de calidad de la
instrumentación
– Calibraciones acreditadas ENAC
– Afecta a todos los**:
» Todo tipo de instrumentación
(analizadores de frecuencias,
medidores de vibración...)
» Sonómetros
» Sonómetros integradores
» Calibradores acústicos
– Calibraciones trazables
– Certificados de conformidad
– Establece criterios, límites, tolerancias y procedimientos de
ensayo basados en:
» UNE EN 60651:79 (sonómetros)
» UNE EN 60804: (sonómetros integradores)
» UNE EN 20942 (calibradores)
*
Reglamentado al amparo de la Ley 3/1985 sobre Metrología Legal
**
Es de obligado cumplimiento en todo el Estado y no incluye los medidores personales de exposición sonora
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51
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52
Medición de Ruido Estable (RD286/06)
Medición de cualquier tipo de ruido
z
z
z
z
Sonómetro: Mínimo Clase 2
z
z Medición:
––
––
Lp
z
z
Sonómetros integradores-promediadores: Mínimo Clase 2
Dosímetros
Medición con Sonómetro Integrador:
LASp
(en Slow y dB(A))
ASp
En la posición del oído (en ausencia del trabajador o a 10
cm.frente al oído)
––
––
LAeq,T
(y cálculo de LAeq,d
o LEP,d
)
Aeq,T
Aeq,d
EP,d
En la posición del oído (en ausencia del trabajador o a 10
cm.frente al oído) Medición con Dosímetro:
Dosímetros: LAeq,d
Aeq,d
Estable
––
Frente a su oído de la oreja Ajustes
Ajustes adecuados
adecuados para
para que
que la
la
medición
medición sea
sea equivalente
equivalente aa la
la medición
medición realizada
realizada en
en un
un campo
campo no
no
perturbado
perturbado)
––
t
53
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54
Page 9
Vigilancia administrativa
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Medición de cualquier tipo de ruido
Ruido Impulsivo
Protección individual (Artículo 7)
z
z
z
Sonómetro
z
z Medición del LCpkmax
Cpkmax
Valor Límite (87 dBA y 140 dBC) incluida la atenuación del
protector
– Protectores adecuados, requieren la caracterización espectral
(bandas de 1/1 Octavas) del protector y del ruido
Impulsivo
140 pico
p
Lp
t
55
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56
Incertidumbre de medida
z
z
z
Posición de medida
z
Necesidad de conocer lo más exactamente posible el valor del
mesurando
Errores aleatorios y sistemáticos
Factores de los que depende
–
–
–
–
–
–
» Ajustes adecuados para que la medición sea equivalente a la medición
realizada en un campo no perturbado
z
57
100
200
500
1 kHz 2 kHz
5 kHz
Posición de medida (ISO 9612:1997)
– Posición de la cabeza sin presencia de la persona. Si no se puede
definir:
» Personas de pie: 1,55 m
» Personas sentadas: 0,91 m
– Cuando la persona debe estar presente, si es posible a 10 cm del oído
con el mayor LAeq,T
– En dosímetros, en el casco, hombro o cuello a una distancia entre 10
y 30 cm del oído
– Precaución en situaciones cercanas a una fuente de ruido
Tolerancias globales máximas
50
Posición de micrófono (RD 286)
– Preferible en ausencia del trabajador, a la altura del oído
– Con presencia del trabajador: Preferible frente al oído, a unos 10 cm
– Cuando el micrófono tenga que situarse muy cerca del cuerpo:
Definición incompleta del mesurando
Muestra no representativa
Desconocimiento de los efectos ambientales
Lecturas sesgadas
Valores inexactos de los patrones
Aproximaciones e hipótesis establecidas en el método y procedimiento de
medida
1 dB
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± 1.5 dB
± 2 dB
± 3 dB
± 5 dB
Tipo 0
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
10 kHz 20 kHz
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58
Posición recomendada del Operador
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Influencia del operador en la medida
1 dB
50
100
200
500
1 kHz 2 kHz
5 kHz
10 kHz 20 kHz
0.
5m
0.5m
1m
1 dB
50
59
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60
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100
200
500
1 kHz 2 kHz
5 kHz
10 kHz 20 kHz
Contenido
z
z
z
Ejemplo de medición
Conceptos básicos
RD 286 y procedimientos
La medida en la práctica
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Soluciones completas de Brüel & Kjær
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Calibración
z
Antes y después de cada serie de medidas:
–
–
USB
2. Transferencia de datos
z
a. A archivo en PC
b. De arhivo de PC directamente a Excel
1. Medición
use un Calibrador o Pistófono
guarde los resultados de la calibración
Además, si las medidas se hacen durante un tiempo
prolongado, verifique al menos dos veces al día con:
–
–
el método descrito más arriba
o un sistema integral de calibración
3. Valoración/representación del resultado
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Calibración y ponderación
Lp
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Micrófonos de Medida
∆L = 8.6dB
[dB]
0
-20
-40
Ponderación A
-60
10
65
20
50
100
200
500
1k
2k
5k
10 k 20 k
Frecuencia
[Hz]
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Características Direccionales
90°
Carta de Calibración
90°
2 kHz
8 kHz
0°
180° 0°
180°
Campo Libre
12 kHz
90°
θ°
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Presión
90°
θ°
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Tipos de Micrófono
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Uso de los Micrófonos de Campo Libre
Incidencia aleatoria
Campo libre
Presión
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Micrófono y Preamplificador
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Uso de los Micrófonos de Incidencia Aleatoria
Z >> Z’
p
71
Z
Z’
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Brüel & Kjær
Gracias por la atención
Sebastián Sánchez Mestres, ssanchez@bksv.com (93 226 42 84)
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