Prevención Ruido: conceptos, efectos para la salud, equipos de medición y normativa Dirección de Seguridad e Higiene, julio de 2005 © ASEPEYO Mutua de Accidentes de Trabajo y Enfermedades Profesionales de la Seguridad Social nº 151 Dirección de Seguridad e Higiene de ASEPEYO, julio de 2005 Área de Higiene de Agentes Físicos Para la reproducción total o parcial de esta publicación se precisará la autorización de la Dirección de Seguridad e Higiene de ASEPEYO MUTUA DE ACCIDENTES DE TRABAJO Y ENFERMEDADES PROFESIONALES DE LA SEGURIDAD SOCIAL Nº 151 Prevención RUIDO: CONCEPTOS, EFECTOS PARA LA SALUD, EQUIPOS DE MEDICIÓN Y NORMATIVA 1. EL RUIDO EN LA SOCIEDAD ACTUAL El desarrollo industrial conlleva una progresiva mecanización de la vida cotidiana, empezando por los coches y terminado por las cadenas de montaje de numerosas fábricas, lo que ha provocado un incremento sustancial de los niveles de ruido a los que suele estar expuesta la población media, sobretodo en las grandes ciudades. Se entiende por ruido los sonidos desagradables e indeseables con un potencial dañino para el oído humano, pero no todos los sonidos, evidentemente, son de esta índole. Los sonidos proporcionan experiencias tan agradables como escuchar música o el canto de los pájaros, además de permitir la comunicación hablada con nuestros semejantes. Sin embargo, la sociedad moderna también lleva indefectiblemente a un entorno ruidoso, que molesta. Este nivel de molestia lo es en cuanto a magnitud física pero también depende de la actitud hacia él. Un concierto de Rock a 120 decibelios puede ser música agradable para los asistentes mientras será una pesadilla para los vecinos que intenten dormir. Por otro lado, el sonido no tiene que ser fuerte para molestar. Por ejemplo, el crujir del yeso en una pizarra o un grifo que gotea pueden ser tan molestos como cualquier otro ruido. No todos los ruidos son dañinos. Depende, básicamente, de la intensidad y la duración. En general, y a modo de ejemplo, se considera que la exposición de una manera continuada ocho horas diarias, cuarenta horas por semana, cuarenta y ocho semanas por año, a un nivel sonoro de 90 decibelios, representa un grave peligro de sordera. Sin embargo, también es dañina la bocina de un automóvil (equivalente a 120 decibelios) sonando ininterrumpidamente durante más de siete minutos. Así, y según un estudio realizado por investigadores de la Universidad de Columbia (New York), un miembro normal de la tribu de los Maabanes de Sudán que alcance la edad de 65 años oye tan bien como un norteamericano medio de 25 años, teniendo en cuenta que un Maaban solo recibe sonidos de la naturaleza. Además de los transtornos relacionados con el órgano del oído, como la hipoacusia, pueden aparecer otros de carácter fisiológico, tales como una reducción de la actividad gástrica, aumentos de la tensión muscular o alteraciones de naturaleza fundamentalmente psíquica ( miedo, angustia, irritabilidad, cefaleas, etc...). A este respecto, es notoria la disminución de la capacidad intelectual y de la habilidad manual en un ambiente ruidoso. Se han efectuado investigaciones que permiten atribuir al ruido el 50 % de los errores mecanográficos y casi el 20 % de los accidentes laborales que se producen. ASEPEYO. Dirección de Seguridad e Higiene 3 Prevención 2. CONCEPTOS FÍSICOS RELACIONADOS CON EL SONIDO 2.1.- Potencia sonora y presión sonora La fuente sonora emite potencia y ésta se manifiesta como presión sonora. La potencia sonora es la causa, mientras que la presión sonora es el efecto. Se considera la siguiente analogía: Temperatura T (ºC) Potencia W (watios) Presión P (N/m2, Pa) Potencia W (watios) Una presión sonora demasiado alta puede causar daño. Si tratamos de cuantificar la respuesta humana a un sonido (la molestia del ruido o el riesgo de pérdida auditiva), la presión sonora es la cantidad a medir. Las variaciones de presión sobre el tímpano que se perciben, son iguales a las variaciones de presión detectadas por diafragma de un micrófono de condensador. La presión sonora que oímos o medimos con un micrófono depende de la distancia a la fuente y del ambiente acústico en el cual están presentes las ondas sonoras. Esto, a su vez, depende del tamaño de la habitación y de la absorción de la paredes. Así, una medición de presión sonora no indica cuánto ruido hace una máquina, sino que se debe hallar la potencia sonora, ya que esta cantidad es independiente del entorno que le rodea. Ruido: conceptos, efectos para la salud, equipos de medición y normativa 4 Prevención 2.2.- Frecuencia y nivel de presión acústica Sonido es cualquier variación de presión, sobre la presión atmosférica, que el oído humano pueda detectar. El sonido se genera en un punto en el que existe un sólido vibrando, que desplaza las partículas de aire próximas a él originando, de forma sucesiva, sobrepresiones y depresiones sobre la presión atmosférica que debido a la elasticidad del aire, se transmiten a las siguientes capas de aire, originándose una onda de presión que se propaga, alejándose del foco, mediante un movimiento ondulatorio. La velocidad de propagación del sonido (velocidad a la que se propaga la onda acústica en un medio elástico) en el aire es de 344 m/s, mientras que en el agua es del orden de 1.500 m/s. Si las variaciones de presión se producen con suficiente rapidez (20 veces por segundo o más), se pueden oír y por tanto constituirían un sonido. Si estas variaciones son más lentas y tardan mucho en poder ser detectadas por el oído humano, no cumplen la definición de sonido. Este sería el caso de las variaciones de presión producidas por los cambios meteorológicos, que las mediriamos con un barómetro. Este aparato no nos serviría para medir sonidos. El número de variaciones de presión por segundo es lo que se llama la FRECUENCIA del sonido f, que es uno de los parámetros fundamentales que el oído es capaz de discriminar, juntamente con el nivel de presión acústica. Su unidad es el Hercio (Hz). El inverso de la frecuencia es el período T, que puede definirse como el tiempo que tarda en producirse un ciclo completo de la onda sonora. Su unidad es el segundo (s). La frecuencia determina el tono de un sonido, que está determinado por la frecuencia principal de este sonido, permite diferenciar subjetivamente los sonidos de baja frecuencia, por ejemplo el tono grave de un trueno, de los de alta frecuencia, por ejemplo el tono agudo de un silbido. El oído humano está preparado para reconocer sonidos cuyo intervalo de frecuencia esté comprendido entre 20 y 20.000 Hz (un piano tiene un intervalo entre 27,5 y 4186 Hz, mientras que la voz humana se mueve entre los 100 Hz y los 7000 Hz, utilizando el intervalo entre 400 Hz y 2000 Hz para una conversación normal), mientras que los animales tienen rangos por lo general más amplios que los de una persona humana, según nos muestra la siguiente tabla. Ruido: conceptos, efectos para la salud, equipos de medición y normativa 5 Prevención CAIMAN PEZ PALOMA HOMBRE PERRO RATA GATO MURCIÉLAGO 0,5 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 KHz Un sonido sinusoidal de una sola frecuencia se donomina tono puro. En la práctica los tonos puros se encuentran muy raramente (el generado por un diapasón, por ejemplo) y la mayoría de los sonidos se componen de diferentes frecuencias superpuestas. La mayor parte del ruido industrial consiste en una amplia mezcla de frecuencias denominada ruido de banda ancha, que se puede descomponer en grupos de tonos puros componentes para su estudio. p(t) = P0 sen ωt PRESIÓN P0 TIEMPO T Según lo dicho, una onda compuesta se origina como suma de dos o más tonos puros Ruido: conceptos, efectos para la salud, equipos de medición y normativa 6 Prevención P P0 P p = P0 sen t 0,3 P0 T P p = 0,3 P0 sen 3t T p = P0 (sen t + 0,3 sen 3t) T Por otro lado, podemos definir timbre como la característica subjetiva que distingue dos tonos con la misma intensidad y frecuencia fundamental pero diferente forma de onda (diferente número y tamaño de armónicos). Una misma nota musical emitida al mismo nivel da un timbre diferente según sea el instrumento utilizado. Conociendo la velocidad de propagación del sonido y su frecuencia, podemos calcular la longitud de onda, que es la distancia desde la parte superior de una onda o pico de presión hasta la siguiente. λ= c f Siendo: λ : Longitud de onda en m. c : Velocidad del sonido en m/s f : Frecuencia en Hz. Ruido: conceptos, efectos para la salud, equipos de medición y normativa 7 Prevención La segunda magnitud discriminable por parte del oído y que se utiliza para describir un sonido es el NIVEL DE PRESIÓN ACÚSTICA, o sea, el tamaño o la amplitud de las fluctuaciones de presión. Si se quiere caracterizar una onda de presión de variación senoidal (siguiendo con el modelo de un tono puro) mediante un solo número, no sirve su presión instantánea ya que ésta varía continuamente con el tiempo. El Valor de Pico de la señal indica el valor máximo alcanzado sin tomar en consideración la historia en el tiempo de la onda. El Valor Medio Rectificado sí hace intervenir el factor tiempo, integrando valores a lo largo de un intervalo determinado, según la fórmula: Pm = donde: 1 T [p(t )dt ] ∫ 0 T p (t) : Presión acústica T : Período t : Tiempo Sin embargo, no guarda relación directa con ninguna magnitud física útil, por lo que tampoco se utiliza como parámetro de referencia con respecto a la amplitud de la señal. El parámetro que sí da toda la información requerida es el Valor Eficaz o el Valor Cuadrático Medio (RMS) según la fórmula: Pef = 1 T ∫ T 0 p 2 (t )dt Este valor tiene en cuenta la historia de la onda y da un valor de la amplitud relacionado directamente con la energía y con la capacidad dañina, para el oído humano, de esta energía. Para un tono puro (onda senoidal), el valor eficaz equivale al valor de pico dividido por raíz cuadrada de dos. El sonido más débil que puede detectar un oído humano sano tiene una amplitud de 20 millonésimas de Pascal (20 Pa). Sorprendentemente, el oído puede tolerar presiones sonoras más de un millón de veces más altas. Así, si midieramos el sonido en Pascals, terminaríamos con unas cantidades muy diferentes e inmanejables (desde 2x10-5 Pa. hasta 200 Pa.). Para evitar esto, se utiliza la escala en decibelios (dB). El decibelio no es una unidad de medida absoluta, sino que es una relación entre una cantidad medida y un nivel de referencia acordado. La escala en dB es logarítmica y utiliza el umbral auditivo de 20 Pa de presión acústica eficaz como nivel de referencia. Este nivel se define como 0 dB (umbral de audición para el oído humano estadístico medio a una frecuencia de 1000 Hz). Cuando multiplicamos la presión sonora en Pa por 10, añadimos 20 dB al nivel de dB según la fórmula: Ruido: conceptos, efectos para la salud, equipos de medición y normativa 8 Prevención P E = 10 log Lp (dB ) = 10 log E0 P0 2 siendo: Lp : Nivel de presión acústica en dB P : Valor eficaz de la presión acústica en Pa P0 : Presión de referencia = 20 Pa (20 · 10-6 Pa) El límite de dolor corresponde a 200 Pascals, que equivale a 140 dB: Mediante la siguiente tabla, se observa que la utilización de la escala en dB ha convertido una escala de 200.000.000 de unidades. µPa 200 000 100 000 000 dB 140 130 120 10 000 000 110 100 1 000 000 90 80 100 000 70 60 10 000 50 40 1 000 30 20 100 10 20 0 Ruido: conceptos, efectos para la salud, equipos de medición y normativa 9 Prevención Conviene tener claro que pequeñas diferencias en la medida de un ruido expresada en dB, representa un aumento importante de la energía de dicho ruido y por lo tanto de su posible agresividad. Por ejemplo, un aumento de 3 dB en el nivel de ruido implica duplicar la energía de la onda. Otro aspecto útil de la escala de decibelios es que da una aproximación mucho mejor a la percepción humana de sonoridad relativa que la escala lineal de Pascals. Esto es porque el oído reacciona a un cambio logarítmico de nivel, que corresponde a la escala de decibelios donde 1 decibelio es el mismo cambio relativo en cualquier lugar de la escala. También se puede hablar de dB de potencia sonora emitidos por una máquina o fuente sonora, aplicando la misma fórmula y tomando como 0 dB de potencia sonora el valor de referencia de 10-12 Watios (con esta referencia, 1 Watio de potencia sonora equivale a 120 dB, mientras que 100 Watios equivale a 140 dB). L w = 10 log E W = 10 log E0 W0 siendo: Lw : Nivel de potencia sonora en dB. W : Potencia sonora en watios de la fuente W0 : Potencia de referencia (10-12 watios) 2.3.- La propagación del sonido y el campo sonoro La propagación del sonido en el aire se puede comparar a las ondas de un estanque. Las ondas se extienden uniformemente en todas direcciones, disminuyendo en amplitud según se alejan de la fuente. La posición correcta del operador al realizar la medida es la de situar el sonómetro perpendicular a la fuente sonora, separándolo al máximo del cuerpo (para interferir al mínimo la medida) y sin colocarse excesivamente cerca de la fuente de ruido. Con un obstáculo en la trayectoria del sonido, parte del sonido se reflejará, parte será absorbido, y el resto transmitido a través del objeto. La cantidad de sonido reflejado, absorbido o transmitido depende de las propiedades del objeto, su tamaño y la longitud de onda del sonido. Por ejemplo, a 10 kHz la longitud de onda es de 3,4 cm, por lo que es fácilmente absorbible y aislable. A 100 Hz, sin embargo, la longitud de onda es de 3,4 metros, por lo que el aislamiento es mucho más difícil. Ruido: conceptos, efectos para la salud, equipos de medición y normativa 10 Prevención Al querer determinar la emisión con respecto a una fuente dada, existen varios posibles errores. Si las medidas se realizan demasiado cerca de la máquina, el nivel de presión sonora puede variar considerablemente con un cambio pequeño de la posición del sonómetro. Esto ocurrirá a una distancia inferior a la longitud de onda de la frecuencia más baja emitida por la máquina (normalmente a menos de dos veces del tamaño más grande de la máquina). Esta zona se denomina campo-próximo de la máquina, y si es posible, se deben evitar las mediciones en esta zona (recordemos que en higiene laboral, siempre es la localización del puesto de trabajo la que nos marca la posición de la medición). Pueden surgir otros errores si se mide demasiado lejos de la máquina. Aquí, la reflexión de paredes y otros objetos puede ser tan fuerte como el sonido directo de la máquina y no será posible realizar medidas correctas. Esta zona se denomina camporeverberante. Entre el campo reverberante y el campo próximo está el campo-libre que se puede encontrar observando que el nivel cae 6 dB cada vez que se dobla la distancia desde la fuente. En la zona de campo libre es donde deben intentar realizarse las medidas de la presión acústica, aunque es probable que las condiciones para interiores sean reverberantes debido a numerosos objetos reflectantes o a salas demasiado pequeñas como para que exista campo libre. De todas formas, las mediciones higiénicas no acostumbran a medir el ruido emitido por una sola fuente, sino que miden el ruido total en un lugar de trabajo determinado sin tener en cuenta su fuente (ruido ambiental), incluyendo el conjunto de fuentes y reflexiones. El tipo de micrófono y su orientación en el campo sonoro también influye en la precisión de las medidas. Un micrófono de medida debe tener una respuesta en frecuencia uniforme, es decir, que el micrófono debe ser igualmente sensible a través de la gama de frecuencia. dB +5 Respuesta de campo 0 -5 Respuesta de incidencia 50 20 1 5 Ruido: conceptos, efectos para la salud, equipos de medición y normativa Hz 11 Prevención Los dos tipos básicos de micrófonos serian los de campo libre y los de incidencia aleatoria. Los sonómetros modernos ya incorporan los dos tipos de respuesta: campo libre "Frontal", campo de incidencia aleatoria "Random" (posición más común en las mediciones acústicas en entornos industriales). Los de campo libre compensan la perturbación que producen en el campo sonoro y se utilizan para exteriores. El micrófono de incidencia aleatoria está diseñado para responder uniformemente a sonidos que llegan simultáneamente desde todos los ángulos, como en el caso de campos sonoros difusos o altamente reverberantes (todos los ángulos de incidencia son igualmente probables). Cámaras anecoicas y Cámaras reverberantes Las cámaras anecoicas o salas de absorción de ruido tienen el techo, suelo y paredes cubiertas de un material altamente absorbente para eliminar las reflexiones. Así, el nivel de presión sonora en cualquier dirección dada de la fuente de ruido se puede medir sin la presencia de reflexiones interferentes, de igual forma a si se realizaran en el aire libre y a lo alto de un mástil. Sirve para realizar medidas de campo libre. Las cámaras reverberantes o salas de reflexión sonora tienen todas las superficies duras y reflectantes, y nunca son paralelas entre si. Esto crea lo que se llama campo difuso, ya que la energía sonora se distribuye aleatoria y uniformemente por todo el espacio. Al ser más baratas de construir que las cámaras anecoicas, tienen un uso muy extendido para la determinación de la potencia acústica de una fuente de ruido, por ejemplo. 3. CARACTERISTICAS FISIOLOGICAS DEL OIDO HUMANO 3.1- Anatomía del oído humano El oído humano se puede dividir en tres partes: oído externo, medio e interno. El oído externo está formado por el pabellón de la oreja, el conducto auditivo y el tímpano, el cual vibra con las variaciones de presión sonora que incide sobre él. Las características de conducto autidivo son tales que provocan una mayor sensibilidad para las frecuencias entre 2000 y 4000 Hz debido a las resonancias que en él se manifiestan. El oído medio está formado por tres huesecillos articulados: martillo, yunque y estribo, que transmiten las vibraciones sonoras a la ventana oval, que es la frontera con el oído interno. El anterior mecanismo óseo amplifica la señal al poseer la membrana timpánica una superficie unas veinte veces mayor que la ventana oval. Las presiones entre los oídos externo y medio se estabilizan mediante la trompa de Eustaquio. El oído interno o laberinto contiene unos líquidos que se desplazan con las variaciones de presión dentro del caracol, en el que se encuentra el órgano de Corti, que posee entre 20.000 y 30.000 células pilosas de estructura nerviosa de diferentes longitudes que vibran según la frecuencia del sonido y que convierten las vibraciones mecánicas en impulsos nerviosos que son transmitidos al cerebro a través del nervio auditivo. Ruido: conceptos, efectos para la salud, equipos de medición y normativa 12 Prevención 8 2 3 4 6 7 5 1 9 1.- CONDUCTO AUDITIVO 2.- TÍMPANO 3.- HUESECILLOS (martillo, yunque y estribo) 4.- VENTANA OVAL 5.- CÓCLEA O CARACOL 6.- MEMBRANA BASILAR 7.- NERVIO AUDITIVO 8.- ÓRGANO DEL EQUILIBRIO 9.- TROMPA DE EUSTAQUIO 3.2- Afectaciones causadas por un exceso de ruido Una exposición prolongada a sonidos altos causa daño a las células pilosas, perdiendo primero los cilios y degenerándose en una segunda fase las células en su interior, dando como resultado un deterioro progresivo de la capacidad auditiva. Al principio, el daño de unas pocas células ciliadas no es apreciable, pero cuantas más células pilosas resultan dañadas más dificultad encuentra el cerebro para compensar la pérdida de información. Para cuando el receptor es consciente de la pérdida, el daño ya es considerable e irreparable. La pérdida de audición debida a la exposición al ruido es normalmente superior en aquellas frecuencias (alrededor de 4 kHz) en que el oído es más sensible. Las afectaciones que el ruido puede producir en el hombre y su relación social son múltiples. Concretamente, en el entorno industrial, inhibe la comunicación hablada, rebaja la productividad, enmascara las señales de advertencia acústica, incrementa la tasa de errores y altera temporal o permanentemente la audición. Wisner sugirió la búsqueda de un índice de malestar relacionado con el ruido, en función de los siguientes efectos del ruido sobre el hombre: - Incremento de la presión sanguínea - Aceleración del ritmo cardíaco - Contracción de los capilares de la piel - Incremento de la tensión muscular - Incremento del metabolismo- Lentitud en la digestión Ruido: conceptos, efectos para la salud, equipos de medición y normativa 13 Prevención - Afectaciones del sueño - Disminución de la capacidad de trabajo físico - Disminución de la capacidad de trabajo mental - Alteraciones nerviosas - Úlceras duodenales - Disminución de la agudeza visual y del campo visual - Debilitamiento de las defensas del organismo - Interferencias en la comunicación El ruido puede provocar en el hombre desde ligeras molestias hasta enfermedades graves. Entre 30 y 60 dB, se inician las molestias psíquicas de irritabilidad, pérdida de atención y de interés, etc...Entre 60 dB y 90 dB aparecen reacciones neurovegetativas, como el incremento de tensión arterial, la vasoconstricción periférica, la aceleración del ritmo cardíaco, el estrechamiento del campo visual, la aparición de la fatiga y, para largos períodos de exposición, la pérdida de audición por lesiones en el oído interno. A los 120 dB se llega al límite del dolor y a los 160 dB se puede producir la rotura del tímpano, calambres, parálisis y muerte. 3.3- Curvas isofónicas y de ponderación Nivel de presión acústica en dB (re 20 Según lo comentado, el oído humano es más sensible a ciertas frecuencias que a otras. Concretamente, es más sensible a altas frecuencias que a bajas frecuencias. Esto se puede ver plasmado en la siguiente figura de Fletcher y Munson que confeccionaron unas curvas que unen puntos de igual sensación sonora, figurando en abcisas las frecuencias y en ordenadas los niveles de presión sonora. Estas curvas de igual sonoridad son las llamadas isofónicas y dan la definición subjetiva de fonio como nivel de presión sonora o nivel de sonoridad en decibelios a 1000 Hz. 12 110 110 100 100 90 90 8 80 70 70 6 60 5 50 4 4 30 30 20 20 10 10 0 -10 Fonios Límite umbral de audición 20 31 6 125 250 500 1K 2K 4 8 K 12,5 K Frecuencia (Hz) Ruido: conceptos, efectos para la salud, equipos de medición y normativa 14 Prevención Estas curvas isofónicas están inversamente relacionadas con las curvas de ponderación que se aplican en las mediciones de ruido. La diferente sensibilidad existente entre el oído humano y los instrumentos frente a las diversas frecuencias se corrige mediante el uso de filtros, que más o menos logran simular la sensibilidad humana, de acuerdo con las siguientes curvas de ponderación. Nivel de presión acústica en dB 20 D 10 A 0 C -10 B+C D -20 A -30 B -40 -50 -60 -70 10 20 50 100 200 500 1K 2K 5K 10 K 20 K Frecuencia (Hz) Existen cuatro filtros que miden el sonido siguiendo dichas curvas de ponderación denominadas: A,B, C y D, siendo la curva A la que más se aproxima a la cuva de sensibilidad del oído humano. Las correciones de la presión sonora según las curvas de ponderación A,B, y C de valoración de la frecuncia estan expresadas en la tabla siguiente: Frecuencia en Hz Transcurso relativo de frecuencia en dB Curva A Curva B Curva C Curva D 10 12,5 16 -70,4 -63,4 -56,7 -38,2 -33,2 -28,5 -14,3 -11,2 -8,5 20 25 31,5 -50,5 -44,7 -39,4 -24,2 -20,4 -17,1 -6,2 -4,4 -3,0 -34,6 -30,2 -26,2 -14,2 -11,6 -9,3 -2,0 -1,3 -0,8 -14 -14 -11 -22,5 -19,1 -16,1 -7,4 -5,6 -4,2 -0,5 -0,3 -0,2 -9 -7 -6 40 50 63 82 100 125 Ruido: conceptos, efectos para la salud, equipos de medición y normativa 15 Prevención 160 200 250 -13,3 -10,9 -8,6 -3,0 -2,0 -1,3 -0,1 0 0 -5 -3 -2 315 400 500 -6,6 -4,8 -3,2 -0,8 -0,5 -0,3 0 0 0 -1 0 0 630 800 1000 -1,9 -0,8 0 -0,1 0 0 0 0 0 0 0 0 1250 1600 2000 +0,6 +1,0 +1,2 0 0 -0,1 0 -0,1 -0,2 2 6 8 2500 3150 4000 +1,3 +1,2 +1,0 -0,2 -0,4 -0,7 -0,3 -0,5 -0,8 10 11 11 5000 6300 8000 +0,5 -0,1 -1,1 -1,2 -1,9 -2,09 -1,3 -2,0 -3,0 10 9 6 10000 12500 16000 -2,5 -4,3 -6,6 -4,3 -6,3 -8,5 -4,4 -6,2 -8,5 3 0 . 20000,00 -9,30 -11,20 -11,20 La red de ponderación A pondera una señal de tal forma que se aproxima a una curva de igual sonoridad a bajos niveles de presión sonora (hasta aproximadamente 55 dB), la B a una curva de niveles medios (entre 55 y 85 dB) y la C a una curva de igual sonoridad para niveles altos (por encima de 85 dB). 4. MEDICION DEL RUIDO 4.1- Medición del ruido El ruido no es un fenómeno sencillo y el oído humano tampoco actúa como un receptor simple; esto hace que no exista una sola técnica o instrumento de medida de ruido. La medición más simple del ruido será la que dé un solo valor representativo para toda la medición, que en la mayoría de casos y en el entorno industrial se conoce como nivel diario equivalente. Otra forma más compleja de medir y estudiar el ruido es por medio de un análisis en frecuencia, en el que se representa los niveles de presión acústica con respecto a la frecuencia que constituyen el espectro de la onda sonora. Ruido: conceptos, efectos para la salud, equipos de medición y normativa 16 Prevención La localización del punto de medida al evaluar la exposición al ruido debe estar lo más cerca posible a la situación habitual de los oídos del trabajador. La posición correcta del operador al realizar la medida es de situar el sonómetro o micrófono perpendicular a la fuente sonora, separándolo al máximo del cuerpo y sin colocarse excesivamente cerca de la fuente de ruido. El tiempo de medición debería ser el necesario para estabilizar la medida. Se mencionan a continuación los conceptos básicos relacionados con la medición de ruido, desde la perspectiva del nivel diario equivalente y del espectro de la onda sonora. 4.1.1.- Definiciones relacionadas con la obtención del nivel diario equivalente y el nivel de pico Ruido estacionario, estable o continuo: Es aquél en el que el nivel de presión acústica permanece constante a lo largo del tiempo. Según el Real Decreto 1316/89, se considera estable cuando se cumple la condición de que la diferencia entre los valores máximos y mínimos del nivel de presión acústica ponderado A, medido utilizando las características "SLOW" de velocidad de captura de acuerdo con la norma CEI 651, es inferior a 5 dB. Ruido no estacionario: Puede ser intermitente o fluctuante, y seria aquel que no cumple las condiciones mencionadas en el párrafo anterior. Ruido intermitente seria aquel cuyo nivel disminuye repentinamente hasta el nivel de ruido de fondo varias veces durante el período de medición y se mantiene a un nivel superior al del ruido de fondo durante 1 segundo al menos. Ruido fluctuante es el que cambia su nivel constantemente y de forma apreciable durante el período de medición. Ruido de impulso o impacto: El nivel de presión sonora decrece exponencialmente con el tiempo, cumpliéndose que el ruido dura menos de 1 segundo. dB Presión RUIDO ESTACIONARIO dB Tiempo Presión RUIDO IMPULSIVO dB Presión RUIDO FLUCTUANTE Tiempo Tiempo Ruido: conceptos, efectos para la salud, equipos de medición y normativa 17 Prevención Nivel de pico: Es el valor máximo de la presión acústica instantánea expresada en pascals o en dB, tomando como presión de referencia los 20 ?Pa. Cabe destacar que, según el R.D. 1316, el nivel de pico debe medirse sin ninguna ponderación en frecuencia y además, la constante de tiempo (en el ascenso) del medidor de pico no ha de superar los 100 sg. Nivel de presión acústica continuo equivalente: El valor ideal para caracterizar un ruido variable es el equivalente a un ruido constante que tuviera la misma energía que el ruido variable en el periodo de tiempo estudiado, calculado por medio de la fórmula del valor eficaz. Este nivel contiene dos conceptos: El nivel en dB y el tiempo de exposición. Esto viene definido por la expresión: L eq,T = 10 log 1 T (t ) dt P0 t2 p ∫t1 2 Siendo: Leq,T : Nivel de presión acústica continuo equivalente en dB T = t2 - t1 : Tiempo de exposición p(t) : Presión acústica enstantánea en Pa P0 : Presión de referencia = 20 Pa (20 · 10-6 Pa) Si se tienen los niveles de presión acústica de n medidas discretas con un período de muestreo distinto para estas muestras, la expresión del nivel de presión acústica continuo equivalente viene dado por la expresión: L eq,T Li 1 i =n 10 = 10 log Ti ⋅ 10 T i =1 ∑ Nivel de presión acústica continuo equivalente ponderado A: Es el valor del nivel de presión acústica continuo equivalente cuando la presión acústica se mide a través de un filtro de ponderación A según la CEI 651 (UNE 20464-90) Nivel diario equivalente: Es el nivel de presión acústica continuo equivalente ponderado "A", cuando el tiempo de exposición se normaliza a una jornada de trabajo de 8 h. Si se tiene el nivel de presión acústica continuo equivalente ponderado A de un ruido durante un tiempo T, el nivel diario equivalente se calculará por: L Aeq,d = L Aeq,T + 10 log T 8 Ruido: conceptos, efectos para la salud, equipos de medición y normativa 18 Prevención Siendo: LAeq, d : Nivel diario equivalente (Tiempo exposición = 8h) en dBA LAeq,T : Nivel de presión acústica continuo equivalente ponderado A en dBA. T : Tiempo de exposición al ruido en h/día Nivel semanal equivalente: Se utiliza cuando hay una variación significativa entre los niveles diarios equivalentes de cada día. Su fórmula de cálculo es: L Aeq,s 1 i =m = 10 log 10 5 i =1 ∑ L Aeq,di 10 Siendo: LAeq,s : Nivel semanal equivalente en dBA m : Número de días a la semana en los que el trabajador está expuesto al ruido. LAeq,di : Nivel diario equivalente del día "i" Operaciones matemáticas relacionadas con dB Un factor que puede influir en la precisión de las medidas es el nivel de ruido de fondo comparado con el nivel de sonido que se está midiendo. Obviamente, el ruido de fondo no debe enmascarar el sonido de interés, por lo que se debe restar al resultado de la medición total. Por otro lado, si se miden niveles de presión sonora distintos a los que está sometido un operario a lo largo de su jornada laboral, se sumarán para hallar el equivalente diario. Todo ello implica hacer operaciones matemáticas relacionadas con logaritmos. Suma de niveles sonoros Al ser la escala de dB una escala logarítmica, no se pueden sumar o restar aritméticamente dos o más niveles de ruido expresados en dB. Hay dos formas de sumar o restar ruidos: gráficamente o mediante fórmulas. Ruido: conceptos, efectos para la salud, equipos de medición y normativa 19 Prevención Suma gráfica Se supone que se desea sumar, por ejemplo, el ruido provocado por dos máquinas (L1 y L2 ), el procedimiento a seguir sería: - Medir el nivel de presión sonora de cada máquina por separado (L1 y L2), y hallar la diferencia entre estos dos niveles (L1-L2). - Introducir la diferencia en las abcisas del siguiente gráfico. Subir hasta que corte la curva y después hallar el valor correspondiente en el eje de ordenadas. - Sumar el valor indicado (L) en el eje de ordenadas al nivel de la máquina más ruidosa. Esto da la suma de niveles de presión sonora de las dos máquinas. ∆L dB 3 2 1,7 1 0 3 5 10 15 (L2 - L1) dB Suma por fórmulas Se parte del mismo supuesto anterior: la suma de ruido provocado por dos máquinas (L1 y L2 ). Las fórmulas que permiten hallar los niveles de presión acústica son: Ruido: conceptos, efectos para la salud, equipos de medición y normativa 20 Prevención P L1 = 10 log 1 P0 P1 = P02 PT2 2 P L 2 = 10 log 2 P0 ⋅ 10 = L1 P2 = 10 P02 10 L1 10 + 10 L2 P02 2 ⋅ 10 L2 10 10 El nivel de presión acústica total será LT , en dB: P L T = 10 log T P0 2 ; L2 L110 + 10 10 L T = 10 log10 Si se tienen n fuentes de ruido, la fórmula quedaría: L T = 10 log i =m 10 ∑ i 1 Li 10 = Si lo que se quiere es sumar n distintos niveles de presión acústica continua equivalente ponderada según sus tiempos de exposición, para hallar el nivel diario equivalente al que está sometido un trabajador, se aplicará la siguiente fórmula: Li 1 i =n Ti ⋅ 10 10 L T = 10 log 8 i =1 ∑ Ruido: conceptos, efectos para la salud, equipos de medición y normativa 21 Prevención Resta de niveles sonoros Resta gráfica El procedimiento es muy parecido al de la suma de niveles sonoros. Se supone que, por ejemplo, se desea restar del ruido total (LT ) el ruido de fondo (LN ) para saber el ruido de una máquina concreta. - Medir el nivel de presión sonora total (LT) con la máquina funcionando, y medir también el nivel de ruido de fondo (LN) con la máquina apagada. Se halla la diferencia entre las dos lecturas. - Introducir la diferencia en el eje de abcisas del siguiente gráfico. Subir hasta que corte la curva, y después obtener el valor correspondiente en el eje de ordenadas. - Restar el valor indicado en el eje de ordenadas al nivel de ruido total medido. Esto da el nivel sonoro de la máquina. ∆L dB 7 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 (LS+N-LN) dB Resta por fórmulas La deducción de la fórmula a aplicar sería igual que para el caso de suma de niveles sonoros, pero con el signo negativo correspondiente. La expresión final para la resta sería: L2 L110 + 10 10 LM = 10 log10 Ruido: conceptos, efectos para la salud, equipos de medición y normativa 22 Prevención 4.1.2.- Definiciones relacionadas con la obtención del espectro de la onda Si nos interesa conocer como se distribuye la energía acústica en cada una de las frecuencias o grupos de frecuencias que componen el ruido estudiado, analizaremos el espectro de la onda sonora. Si retomamos la onda compuesta por la suma de dos tonos simples incluida en el apartado "Conceptos físicos relacionados con el sonido", vemos que su espectro de la onda sonora tendría 2 líneas de magnitud proporcional al valor eficaz de cada una de ellas p = P0 (sen t + 0,3 sen 3t) P P Prms = 0,707 0 0,212 P0 T F f 3f Si la onda fuese cuadrada, estaría formada por un gran número de tonos puros decrecientes en amplitud de frecuencias f (fundamental), 3f (tercer armónico), 5f (quinto armónico), etc... P Prms T F f 3f Ruido: conceptos, efectos para la salud, equipos de medición y normativa 5f 7f 23 Prevención Lo que se hace es dividir el espectro de frecuencias en grupos de frecuencias o bandas en vez de estudiar las frecuencias una a una, siendo las más utilizadas las bandas de octava y tercio de octava de ancho. Bandas de octava: Se denomina banda de octava (el nombre de octava se deriva del hecho que una octava abarca ocho notas de la escala diatónica musical) al grupo de frecuencias comprendidas entre dos frecuencias f1 y f2 que cumplen la relación: f2 = 2 ⋅ f1 Además, la frecuencia central de la banda de octava es la media geométrica de las frecuencias extremas: fc = f1 ⋅ f2 De las dos ecuaciones anteriores se deduce: f1 = fc 2 ; f2 = 2 ⋅ fc La frecuencia central se utiliza para denominar la banda, es decir, a la banda de octava con frecuencias extremas f1= 707 Hz y f2= 1414 Hz se le denomina banda de octava de 1000 Hz. Conviene comentar que la banda se va haciendo "más ancha" (con más frecuencias componentes) conforme aumenta la frecuencia. Por ejemplo, en al banda de frecuencia central de 63 Hz, entran las frecuencias comprendidas entre 44 y 89 Hz, mientras que en la banda de frecuencia central 500 Hz, entran las frecuencias comprendidas entre 353 y 707 Hz. Bandas de tercio de octava: Cuando se desea un análisis más detallado, se utilizan las bandas de tercio de octava. Una banda de tercio de octava es un grupo de frecuencias comprendidas entre dos frecuencias f1 y f2 , que cumplen la relación f2 = 3 2 ⋅ f1 = 1,26 ⋅ f1 Además, la frecuencia central de la banda es la media geométrica de las dos frecuencias extremas: fc = f1 ⋅ f2 Ruido: conceptos, efectos para la salud, equipos de medición y normativa 24 Prevención Las frecuencia medias para las bandas de octava y tercio de octava están normalizadas en al Norma UNE-74002-78 (ISO-266) Hz 16 18 20 22 25 28 31,5 35,5 40 45 50 56 63 71 80 90 100 112 125 140 160 1/1 Oct • 1/3 Oct • • • • • • • • • • • • • • Hz 1/1 Oct 1/3 Oct Hz • 160 180 200 224 250 280 315 355 400 450 500 560 630 710 800 900 1000 1120 1250 1400 1600 • • • • • • • • • 1600 1800 2000 2240 2500 2800 3150 3550 4000 4500 5000 5600 6300 7100 8000 9000 10000 11200 12500 14000 16000 • • 1/1 Oct 1/3 Oct • • • • • • • • • • • • • • • • • Si se desea conocer el nivel de presión acústica de un ruido cuyos niveles de presión en bandas de octava están dados en la siguiente tabla, se aplicaría la fórmula siguiente: fc (Hz) 31,5 63 125 250 500 1k 2k 4k 8k Li (dB) 89 89 86 78 84 86 90 91 90 L total ( dB) = 10 log i=9 10 ∑ i 1 Li 10 = 95,75dB = Ruido: conceptos, efectos para la salud, equipos de medición y normativa 25 Prevención La división en bandas se realiza a través de filtros electrónicos que rechazan cualquier sonido con frecuencias que estén fuera de la banda seleccionada. Ancho de banda 1 Octava dB dB 1/3 Octava Sonido rechazado Hz 63 125 250 500 1K 2K 4K 8K Sonido rechazado Sonid o Hz Frecuencia central Ruido blanco: Es un ruido de banda ancha que tiene las frecuencias uniformemente distribuidas a lo largo de la gama audible, siendo su energía constante por unidad de frecuencia según su escala lineal. Su espectro en octavas y tercios de octava es una recta de pendiente 3 dB por octava. Ruido rosa: Es un ruido de banda ancha con un contenido de energía inversamente proporcional a la frecuencia, siendo su espectro con una escala lineal de frecuencias una recta de pendiente -3 dB por octava. Su espectro en octavas y tercios de octava es una recta de valor constante. 4.2.- Instrumentos de medida Para la medida del nivel diario equivalente y el nivel de pico se utilizan los sonómetros y los dosímetros, mientras que para la medición del espectro de onda sonora se utilizaría un analizador de espectro. 4.2.1.- Sonómetros El sonómetro es un instrumento diseñado para responder al sonido aproximadamente de la misma forma que el oído humano y para dar medidas objetivas reproducibles del nivel de presión sonora. Cada sistema consta de un micrófono, una sección de procesado y una unidad de lectura. Hay dos tipos básicos de sonómetros: los sonómetros que sólo nos permiten medir el nivel de presión acústica ponderado A de un ruido estable (según R.D.1316/89) y que se ajustan a las condiciones marcadas en la CEI 651 , y los sonómetros integradores promediadores, que pueden emplearse para medir el nivel de presión acústica continuo equivalente ponderado A de cualquier tipo de ruido, y que se ajustan, además, a las prescripciones establecidas en la CEI 804. Ruido: conceptos, efectos para la salud, equipos de medición y normativa 26 Prevención Estas normas CEI clasifican asimismo los sonómetros en distintos tipos según la variación máxima de sensibilidad en dB, siendo los de Tipo 0 los mejores (de laboratorio) y los de tipo 3 los peores. El R.D.1316/89 obliga a utilizar sonómetros de Tipo 2 como mínimo, aunque para mediciones que exijan una especial precisión, recomienda los sonómetros del Tipo 1. De todas formas, todos los sonómetros tienen unos elementos comunes, que se analizan a continuación: Salida Detector de sobrecarga Micrófono Pantalla Preamplificador Redes de ponderación Filtros Amplificador Detector RMS Constantes de tiempo “F” y “S” 92,6 Circuito de retención Micrófonos El micrófono convierte la presión acústica de la señal sonora en una señal eléctrica equivalente. El tipo de micrófono más adecuado para los sonómetros es el micrófono condensador, que combina precisión con estabilidad y fiabilidad. Éste se compone de dos placas cargadas eléctricamente, separadas entre ellas por un dieléctrico de aire formando un condensador eléctrico. Una de las placas es rígida y la otra es un ligero diafragma que se mueve en función de la presión acústica que actúa sobre él. Los micrófonos a condensador prepolarizado tienen el añadido del polímero que contiene una carga eléctrica unida a sus moléculas montado en la placa rígida, por lo que se evita la tensión de prepolarización con el consiguiente ahorro de consumo eléctrico en las baterías, y de espacio. La sensibilidad de un micrófono es el cociente entre la tensión que produce a circuito abierto y la presión que actúa sobre él. (Unidades: mV/Pa) La respuesta en frecuencia de un micrófono es la curva de variación de la sensibilidad con la frecuencia. Lo ideal es que se mantenga constante la sensibilidad para todo el rango de frecuencias de interés (normalmente las audibles). Los micrófonos de 1" se utilizan hasta 8 kHz, los de 1/2" se utilizan hasta 20 kHz, y para medidas de ultrasonidos se utilizan micrófonos de 1/4 o 1/8", que pueden llegar a los 140 KHz. El rango dinámico es la diferencia entre los límites superior e inferior de presión acústica, dentro de la cual el micrófono responde linealmente. El límite inferior viene determinado por el ruido de fondo del propio micrófono. Como límite superior se admite aquel valor de la presión acústica con el que se produce una distorsión del 3 %. Ruido: conceptos, efectos para la salud, equipos de medición y normativa 27 Prevención Los sonómetros, y especialmente sus elementos más delicados, los micrófonos, deben utilizarse con precaución ante las siguientes situaciones: - Viento: el viento soplando a través del micrófono produce mucho ruido extraño. Para reducir este ruido, se utilizarán las bolas de espuma porosa a modo de pantalla antiviento. - Temperatura: Los sonómetros acostumbran a poder trabajar sin problemas en la gama que va entre los -10 ºC y los 50 ºC. Sin embargo, conviene no olvidar que los cambios bruscos de temperatura pueden llevar a una condensación del micrófono. - Vibración: Aunque el micrófono y el sonómetro son relativamente insensibles a la vibración, siempre conviene aislarlos de vibraciones fuertes y choques. Preamplificador La señal eléctrica producida por el micrófono es bastante pequeña y por lo tanto es amplificada mediante un preamplificador antes de ser procesada. Esto equivale a adaptar la impedancia del micrófono a la del sonómetro. Redes de ponderación de frecuencia Se ha comentado anteriormente (punto 3.3) la necesidad de que los medidores de presión acústica midan el sonido de una forma parecida a como es la respuesta subjetiva del oído humano al ruido. Es relativamente sencillo construir un circuito electrónico cuya sensibilidad varíe con la frecuencia de la misma forma que el oído humano, simulando así las curvas de igual sonoridad. Los valores de la atenuación (o amplificación) para las redes de ponderación A,B y C están definidas en la Norma UNE-20464-90 (CEI651) Es muy corriente que los sonómetros dispongan de las tres redes A, B y C y de una salida LINEAL ("Lin."). Esta última red no pondera la señal, permitiendo que pase sin modificaciones. Amplificador Es el dispositivo encargado de amplificar las señales eléctricas hasta valores adecuados para ser tratadas. Deben ser precisos, con amplio margen de frecuencias y dinámico, y producir una distorsión mínima en la señal. Circuito RMS, promediado en el tiempo de la señal y pantalla La señal, una vez ponderada en frecuencia y amplificada, se eleva al cuadrado para obtener el valor eficaz RMS, para hallar un valor que esté directamente relacionado con la cantidad de energía del sonido medido. Ruido: conceptos, efectos para la salud, equipos de medición y normativa 28 Prevención Debido a las rápidas variaciones del ruido, se introduce en la cadena de medición un promediador de tiempo de tipo exponencial. Las dos constantes de tiempo tradicionalmente más utilizadas son: SLOW (1 segundo) y FAST (0,125 segundos), aunque es normal contar con la red de ponderación en tiempo IMPULSE, que promedia con una constante de 35 milisegundos. La medición en IMPULSE y ponderación frecuencial A nos permite también asumir que si no ha superado los 130 dB(A), el valor de pico no habrá superado los 140 dB, según lo exigido en el R.D.1316/89. De todas formas, los sonómetros y dosímetros que cumplan con el mencionado Real Decreto para mediciones de pico normalmente miden directamente los 140 dB con una constante de tiempo en el ascenso, en la medida del pico, inferior a 100 microsegundos. Se considera el nivel de presión acústica de pico como el nivel máximo instantáneo alcanzado. La medida del nivel de pico ha de hacerse sin ponderación de frecuencias (dB). Por último, la pantalla nos da el valor numérico en dB de la medida efectuada, según las ponderaciones en tiempo y frecuencia utilizadas. Normalmente, los indicadores actualizan el valor cada segundo, permitiendo una lectura cómoda. Los indicadores acostumbran a estar dotados de circuitos de retención del valor máximo y del valor mímimo. Las mediciones con sonómetros acostumbran a ser bastante cortas cuando el ruido es suficientemente estable, el tiempo necesario para que se estabilice la pantalla que nos indica el nivel de presión acústica continuo equivalente. 4.2.2.- Dosímetros Las medidas de exposición al ruido sobre individuos que se mueven en ambientes de ruido muy diferentes durante su jornada laboral se pueden obtener mejor utilizando un dosímetro y no un sonómetro. La persona expuesta al ruido deberá llevar consigo el dosímetro un periodo de tiempo suficientemente largo y representativo de su actividad. Los dosímetros muestran el porcentaje de dosis de ruido permitida diariamente. El instrumento suma todo el ruido recibido durante el tiempo en el que ha estado funcionando. Para el cálculo de la dosis de ruido, se utiliza una base de 90 dB(A) para una jornada de 8 horas, que será el 100 % de dosis. Hay unas tablas que transforman este % de dosis en nivel diario equivalente para los dosímetros más antiguos. El R.D.1316/89, que es la referencia legislativa española para el ruido, establece unos criterios de valoración en función del nivel diario equivalente de ruido al que están sometidos los trabajadores. Si se mide el ruido mediante dosímetro, la relación existente entre el tanto por uno de la Exposición Máxima Permisible (0/1EMP) y el Nivel Diario Equivalente debe cumplir la siguiente ecuación: ( L Aeq,d = 90 + 10 log 0 EMP 1 ) Ruido: conceptos, efectos para la salud, equipos de medición y normativa 29 Prevención siendo LAeq,d el Nivel Diario Equivalente y 0/1EMP el tanto por uno de la exposición máxima permisible (90 dB(A)), transformando el tanto por ciento que nos indica el "display" del dosímetro en tanto por uno, y corregido en función de la relación entre el tiempo de exposición y el tiempo de medida. Con respecto al cálculo de la dosis de ruido, la ISO1999 establece que para doble energía (+3 dB), el tiempo de exposición debe disminuirse la mitad, mientras que la Administración Profesional de Seguridad e Higiene Americana (OSHA) admite aumentos de +5 dB para disminuir el tiempo de exposición a la mitad, y viceversa. Ruido: conceptos, efectos para la salud, equipos de medición y normativa 30 Prevención ISO Dosis de Ruido (%) (Europa) dB (A) OSHA Tiempo máx. (Hrs-Min) (USA) 10 80 15 82 20 83 25 84 30 85 16-0 40 86 13-56 50 87 12-8 60 88 10-34 80 89 9-11 100 90 8-0 ISO → ← OSHA Criterio para 125 91 6-56 Criterio para Nivel máx. 160 92 6-4 Nivel máx. permitido de 5-17 permitido de 200 93 dosis de ruido 250 94 4-36 exposición 40 horas 315 8 horas 95 4-0 semanales 400 96 3-29 diarias 500 97 3-2 630 98 2-50 800 99 2-15 1000 100 2-0 1250 101 1-44 1600 102 1-31 2000 103 1-19 2500 104 1-9 3150 105 1-0 4000 106 0-52 5000 107 0-46 6300 108 0-40 8000 109 0-34 10000 110 0-30 12500 111 0-26 16000 112 0-23 20000 113 0-20 25000 114 0-17 31500 115* 0-15 o menos * Nivel estacionario máximo permitido por OSHA Ruido: conceptos, efectos para la salud, equipos de medición y normativa 31 Prevención Los dosímetros modernos también pueden mostrar directamente el nivel diario equivalente, siendo por esta razón también sonómetro (cumpliendo con las CEI 651 y 804 correspondientes). 4.2.3.- Analizador de espectro Interesa saber no solo el nivel de presión acústica producido por el ruido, sino también como se distribuye la energía acústica en cada una de las frecuencias o grupos de frecuencias. Los analizadores de espectro consisten en una serie de filtros de paso de banda de ancho conveniente, por ejemplo bandas de octava o tercio de octava. Haciendo pasar la señal acústica convenientemente, se conoce la distribución de energía del sonido en cada una de las bandas del espectro que nos pueda interesar. Los filtros vienen definidos por su ganancia, que sería el cociente entre la tensión de salida y la tensión de entrada. Un filtro paso banda es un filtro ideal cuya ganancia es: - Constante, y además igual a 1 (ganancia en dB igual a cero), para las frecuencias comprendidas en la banda de ancho f2-f1 - Ganancia 0 (en dB igual a menos infinito) para las restantes frecuencias G= FILTRO Ve Vs Vs Ve Si se expresa en dB: G(dB) = 20log G(dB) Vs Ve G(dB) 0 0 -3 B= f2-f1 B = Ancho de banda ideal B= f2-f1 f f1 f2 f f1 f2 En la práctica es imposible construir un filtro con una caída tan brusca en las frecuencias f1 y f2. Para los fitros no ideales, se define el ancho de banda como la diferencia entre las frecuencias f2 y f1 en las cuales la ganancia es -3 dB. Ruido: conceptos, efectos para la salud, equipos de medición y normativa 32 Prevención Cuanta mayor información se necesite acerca de un ruido, más estrecha tiene que ser la banda, y más detalladamente coneceremos el espectro correspondiente al ruido medido. El espectro en frecuencia del ambiente ruidoso es muy útil antes de elegir los materiales absorbentes de los recintos tratados acústicamente o de los protectores auditivos. Para identificar fuentes de ruido concretas, para medir la eficacia de modificaciones internas de las máquinas y para seguir las fuentes de ruido inducidas por vibraciones, se pueden usar Filtros de banda estrecha (1/3, 1/12 o 1/24 de octava). Por último, conviene decir que la mayoría de sonómetros modernos están dotados de filtros de octava y tercios de octava, para poder realizar un análisis por frecuencias, aunque sin llegar al nivel de detalle que puedan dar los analizadores de espectro actuales. Para más información se puede consultar el Manual de equipos de Agentes Físicos (DSH-ME-haf). 4.3.- Calibración de equipos Los sonómetros, dosímetros y analizadores de espectro se deben calibrar para obtener resultados exactos y precisos. Para sonómetros y dosímetros, la mejor forma de calibrar es a través de un calibrador acústico o pistófono que se acopla encima del micrófono, y que proporciona un nivel de presión sonora definido (94 dB, por ejemplo) a una frecuencia fija (1000 Hz, por ejemplo). Los calibradores deben cumplir con la norma CEI 942. La calibración mediante pistófono cumple con lo exigido por el R.D.1316/89, que obliga a verificar los instrumentos de medida, mediante un calibrador acústico o sistema equivalente, antes y después de cada medición. Sin embargo, el sistema mencionado en el párrafo anterior puede considerarse como una calibración de campo o comprobación, que no es lo mismo que una calibración completa de laboratorio, en la que se analizan las respuestas en bandas estrechas de frecuencias, además de otros parámetros. Se han establecido unas preceptivas calibraciones en laboratorio externo, llamadas verificaciones primitivas, periódicas o después de reparación, obligatorias a raíz de la publicación de la Orden de 16 de Diciembre de 1998 por la que se regula el control metrológico del Estado sobre los instrumentos destinados a medir niveles de ruido audible. Cada año como máximo, los sonómetros y pistófonos deben pasar una verificación en laboratorio externo autorizado por la Comunidad Autónoma. 4.4.- Número de mediciones a efectuar Según el R.D.1316/89, el objetivo básico de las mediciones es el de posibilitar la toma de decisión sobre el tipo de actuación preventiva a emprenderse; Así, cuando uno de los niveles establecidos por el mencionado Real Decreto se sitúe dentro del margen de error de las mediciones, deberá optarse por suponer que se supera dicho nivel o incrementar el número de mediciones (tratando estadísticamente los correspondientes resultados, si es necesario) y/o su duración, llegando en el límite a que el tiempo de medición coincida con el de exposición. Ruido: conceptos, efectos para la salud, equipos de medición y normativa 33 Prevención 5. VALORACION DEL RUIDO OBTENIDO La valoración del ruido, una vez realizadas las mediciones, se efectuará en base a las disposiciones o normas relacionadas con la protección de los trabajadores frente a los riesgos derivados de la exposición al ruido. 5.1.- Disposiciones Por disposición se entiende cualquier Real Decreto, Directiva, Reglamento o disposición administrativa que ha sido aprobada por la autoridad competente y que tiene carácter vinculante. Existen tres grandes grupos de disposiciones sobre el ruido, que responden a distintas directivas que se han traspuesto al ordenamiento jurídico español de la siguiente forma: 5.1.1.- Directiva de inmisión Es la Directiva del Consejo 86/188/CEE de 12 de Mayo de 1986 relativa a la protección de los trabajadores contra los riesgos debidos a la exposición al ruido durante el trabajo. El R.D. 1316/89 de 27 de Octubre sobre protección de los trabajadores frente a los riesgos derivados de la exposición al ruido durante el trabajo traspuso al ordenamiento jurídico español la mencionada directiva, siendo de aplicación desde el 1 de Enero del 90. En el Anexo 1 se incluye dicho Real Decreto. Conviene mencionar la aparición de la Directiva 2003/10/CE del Parlamento Europeo y del Consejo de 6 de Febrero de 2003 sobre disposiciones mínimas de seguridad y salud relativas a la exposición de los trabajadores a los riesgos derivados de los agentes físicos (ruido). Esta Directiva aún no ha sido traspuesta al ordenamiento legislativo español. 5.1.2.- Directivas de emisión Directiva del Consejo 89/392/CEE de 14 de Julio, relativa a la aproximación de las legislaciones de los Estados miembros sobre máquinas. Esta directiva ha sido traspuesta al ordenamiento jurídico español mediante el R.D. 1435/92 de 27 de Noviembre; En él se ordena que los riesgos debidos al ruido sean los menores posibles, considerando el progreso técnico y la disponibilidad de medios de reducción, en particular en la fuente. Se estipula que el fabricante debe dar información cuantitativa (declaración de ruido) del ruido emitido por las máquinas. Directivas Maquinaria de Obra: Conjunto de 19 Directivas sobre determinación y limitación de la potencia acústica admisible de determinado material y maquinaria de obra. Ruido: conceptos, efectos para la salud, equipos de medición y normativa 34 Prevención Estas directivas han sido traspuestas al ordenamiento jurídico español mediante el R.D. 245/1989 de 27 de Febrero; En él se limita la emisión sonora de la maquinaria de obra y obligan a que los valores de emisión sean determinados y certificados por laboratorios acreditados. Directiva 2000/14/CE de 8 de Mayo, relativa a la aproximación de las legislación de los Estados miembros sobre emisiones sonoras en el entorno debidas a las máquinas de uso al aire libre. La mencionada Directiva a sido traspuesta a través del R.D. 212/2002, de 22 de Febrero, por el que se regulan las emisiones sonoras en el entorno debidas a determinadas máquinas de uso al aire libre. 5.1.3.- Directivas sobre protección auditiva Directiva 89/686/CEE del 21 de Diciembre relativa a la aproximación de las legislaciones de los Estados miembros sobre equipos de protección individual. Esta directiva ha sido traspuesta al ordenamiento jurídico español mediante el R.D. 1407/92 de 20 de Noviembre. En él se especifica que podrán comercializarse libremente en cualquier país comunitario los protectores auditivos que lleven la marca CE y vayan acompañados de una declaración del fabricante indicando que el protector cumple los requisitos esenciales fijados en el R.D. y que han sido comprobados por un organismo autorizado para ello. Directiva 89/656/CEE del 30 de Noviembre relativa a las disposiciones mínimas de seguridad i salud para la utilización por los trabajadores en el trabajo de equipos de protección individual. En esta Directiva se dan las condiciones y criterios para la selección, uso y mantenimiento de los protectores auditivos. Esta directiva ha sido traspuesta al ordenamiento jurídico español mediante el R.D.773/1997 de 30 de Mayo "Reglamento relativo a la utilización por los trabajadores de Equipos de Protección Individual". 5.2.- Normas Por normas se entiende cualquier especificación técnica aprobada por un Organismo Normalizador (ISO para la normalización internacional, CEN para la normalización europea, y AENOR para la normalización española) y sin carácter vinculante. Las normas que se comentan a continuación se refieren a las Directivas anteriores que de algún modo o otro afectan: Ruido: conceptos, efectos para la salud, equipos de medición y normativa 35 Prevención Directiva 86/188/CEE (R.D. 1316/89) Para la implementación de esta Directiva se precisan o son de ayuda la siguiente serie de normas: - Normas sobre instrumentos de medida (entre otras la CEI651 y la CEI804) - Normas sobre evaluación de ruido - Normas sobre estimación de la pérdida auditiva inducida por el ruido (ISO1999) - Normas sobre audiometrías y audiómetros Directiva 89/392/CEE (R.D. 1435/92) Para la implantación de esta Directiva, se precisan o son de ayuda las siguientes normas: - Normas B (tipo 1) para la determinación de la emisión de ruido de cualquier tipo de fuente sonora - Normas B (tipo 2) para la declaración y verificación del ruido emitido por las máquinas - Normas B (tipo 3) que facilitan un conjunto de guías para el diseño de máquinas y lugares de trabajo con bajo nivel de ruido. - Normas C (tipo 1) o "códigos de ensayo de ruido" , que cubren una familia de máquinas y dan toda la información precisa para llevar a cabo eficazmente la determinación, declaración y verificación de las características de emisión acústica de las máquinas (hay bastantes de estas normas que han sido solamente editadas por DIN, que es el organismo de normalización alemán). * Códigos de ensayo de ruido específicos para maquinaria de madera * Códigos de ensayo de ruido específicos para máquinas herramienta * Códigos de ensayo de ruido específicos para máquinas de fabricación de productos, procesado y manipulación de alimentos * Códigos de ensayo de ruido específico para máquinas manuales * Códigos de ensayo de ruido específico para máquinas utilizadas en construcción, canteras y agricultura * Códigos de ensayo de ruido específico para ordenadores y máquinas de oficina * Códigos de ensayo de ruido específicos para componentes de máquinas y equipos diversos Ruido: conceptos, efectos para la salud, equipos de medición y normativa 36 Prevención - Normas C (tipo 2), que dan detalladas prescripciones de seguridad para una máquina o familia de máquinas, dando prescripciones obligatorias y prescripciones opcionales. Directivas 89/686/CEE (R.D. 1407/92) y 89/656/CEE Para la implementación de esta Directiva y los Reales Decretos correspondientes, se precisan una serie de normas referentes a la medida de la atenuación sonora en general y de los distintos tipos de protectores auditivos, su selección, uso y mantenimiento, la pérdida por inserción de los protectores tipo orejera y la estimación de la reducción del ruido cuando se llevan protectores auditivos ( la UNE-EN ISO4869). En cuanto a la selección de protectores auditivos, se dispone de la norma UNE-EN ISO4869-2, que posibilita la selección de los protectores auditivos más adecuados según tres métodos: Método de las bandas de octava, método HML y método SNR. ASEPEYO. Dirección de Seguridad e Higiene 37 www.asepeyo.es www.formacionsh.asepeyo.es