HigieneIndustrialModulo

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CURRICULUM VITAE
DATOS PERSONALES:
Nombre y Apellido: Víctor Hugo
E-mail: vhalfieri@gmail.com /
vhalfieri@ucasal.net
Alfieri
ESTUDIOS Y OCUPACIONES:
• Especialista en Seguridad e Higiene (Mat. Prof: 4069) Consejo profesional de Ingenieros, Agrimensores y Profesiones Afines – Salta. (Universidad Católica de Salta).
• Ingeniero Industrial (Universidad Nacional de Salta).
• Licenciado en Ingeniería Industrial (U.N.Sa).
• Técnico Electrónico (E.N.E.T Nº 2 – A. EINSTEIN).
• Docente Universitario de Seguridad e Higiene. (Universidad Católica de Salta).
EXPERIENCIA PROFESIONAL:
• Agroindustrias La Sierra S.A - Industria alimenticia. Responsable de Seguridad e Higiene.
• Walter Mario Conta S.R.L - Empresa de Servicios y Construcciones. Responsable de Seguridad e Higiene. Representante Técnico ante SEMADES.
• Gasoducto de La Puna - Responsable de Seguridad e Higiene.
• Gasoducto de Anta - Responsable de Seguridad e Higiene.
• SICC (Servicios de Ingeniería en Calidad Certificada - Empresa de Servicios de Ensayos no Destructivos. Responsable de Seguridad e Higiene.
• Aunor S.A - Empresa de Servicios Co-Responsable en Seguridad e Higiene.
• Molino Panamericano S.A - Empresa Productora de harinas. Responsable de Seguridad e Higiene.
• Texturar S.A - Empresa Productora de Aceite de Soja. Resp. de Seguridad e Higiene.
• SIN S.A - Empresa de Servicios Eléctricos - Resp. de Seguridad e Higiene.
• Estación de Servicios Ruta 34 - Metán Salta - Empresa de Servicios - Resp. de Seguridad e Higiene. Resp. Técnico ante SEMADES.
• Trevisan Hnos. S.A - Empresa de Construcciones metálicas - Resp. de Seguridad e Higiene Obras Norte del
País.
• Federación Patronal (ART) - Asesor Prevencionista de Seguridad e Higiene.
• Obras & Servicios - Construcciones. Asesor en Seguridad e Higiene.
• Digitall - Consultora en Software. Asesor en Seguridad e Higiene.
• Terranoa - Consultora de Medio Ambiente. Asesor en Seguridad e Higiene para E.I.A.
ESTUDIOS DE SEGURIDAD REALIZADOS:
Instituto de Estudios de Ingles / Boliche La Barra - Cafayate / Mario Sastre / Comidas Regionales S.R.L / Dante
Sastre / Ast Gastronomía S.R.L. / Dulcito / Monte Carmelo S.A Consultorios / Monte Carmelo S.A Clínica / Estación De Servicios La Rotonda Rosario Frontera / Agrotécnica Fueguina Sacif / Fundación Jóvenes 3er Milenio
(Parque Diversiones) / Feriniño Salta 2008 (Centro De Convenciones) / Decoteve S.A / Baterplac S.R.L (Fábrica,
Administraciones) / Ezd Distribuciones S.A / Hotel Casa Real S.A. / Hotel Suites Ankara/ Hostal 7 Duendes / Aunor
S.A / Limanski Calle Jujuy / Hotel Del Virrey / Don Dante S.R.L. / Boliche Van Helsing / Gimnasio Tremplim / Salón
De Fiestas S.R.L. / Consorcio La Continental / Boliche Caribe / Limansky - Av. Tavella.
AUDITORÍAS AMBIENTALES:
• Aserradero Bunker.
• Boliche Caribe.
TRABAJOS PUBLICADOS:
• “Manual de Seguridad e Higiene (Conta SRL).”
• “Acceso y Salidas de Locaciones de Obra en Rutas con Alto Tráfico”.
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TRABAJOS REFERIDOS AL MEDIO AMBIENTE:
•
•
•
•
Coautor del estudio de impacto ambiental del gasoducto de la puna.
Coautor del estudio de impacto ambiental del gasoducto de Anta.
Coautor del manual de procedimientos ambientales del gasoducto de la puna.
Coautor del manual de procedimientos ambientales del gasoducto de Anta.
PREMIOS:
• 2006 -2do. premio “Congreso de Seguridad Refinor”, “Medición de pérdidas de gas en Plantas de Refinación”.
• 2004 - 2do. premio “Congreso de Seguridad Refinor” 2006. “Acceso y salidas de locaciones de Obra a Rutas de
Alto tráfico”.
CONGRESOS:
• 2006 - “Congreso de Seguridad Refinor”, “Medición de pérdidas de gas en Plantas de Refinación”. Expositor.
• 2004 - “Congreso de Seguridad Refinor”. “Acceso y salidas de locaciones de Obra a Rutas de Alto tráfico”. Expositor. 3er. Congreso boliviano de ingeniería de mantenimiento. Santa Cruz de la Sierra, Bolivia. Expositor.
JURADO TITULAR:
• Director de Tesis de Posgrado: Análisis de Riesgos en una Empresa de Servicios Eléctricos. Sociedad Integrada
del Norte. Año (2009/10).
• Jurado Para Trabajo integrador de la carrera de Técnico Superior en Seguridad e Higiene.
• Jurado Para Trabajo integrador para el Posgrado: Especialización en Seguridad e Higiene en el Trabajo.
• Jurado Titular del Concurso Docente para la Licenciatura en Seguridad e Higiene en el Trabajo de la Facultad
Escuela de Negocios de la Universidad Católica de Salta.
ACTIVIDAD DOCENTE:
2008-2009-2010 - Docente Titular
• Ruidos y Vibraciones (Especialización para Ingenieros en Seguridad e Higiene).
• Seguridad en la Construcción (Fac. Arquitectura Ucasal).
• Estadísticas y Costos de los Accidentes de Trabajo.
• Estudio del Trabajo.
• Análisis de Riesgos.
• Seguridad V (E.P.P y Radiaciones).
• Seguridad II - SEAD - Ucasal.
EDUCACIÓN:
• 2000 (Post-Grado): “Especialista en Seguridad e Higiene del Trabajo”. Universidad Católica de Salta.
• 1994 (Nivel Universitario). Ingeniero Industrial. Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Salta.
• 1980-1986 (Nivel Universitario). Licenciado en Ingeniería Industrial. Facultad de Ingeniería de la Universidad
Nacional de Salta.
• 1973-1978 (Nivel Secundario). Técnico electrónico. Escuela Nacional de Educación Técnica Alberto Einstein.
• 1965-1972 (Nivel Primario). Escuela Domingo Faustino Sarmiento en Salta Capital.
OTROS CONOCIMIENTOS:
Manejo de PC: Utilitarios en Windows:
• Diseño asistido por Computadora (ACAD).
• Planillas de Cálculo (Excel).
• Procesadores de Texto (Winword).
• Diseño Gráfico (Corel Draw).
• Presentaciones (Power Point). Uso y manejo de Software de procesamiento de G.P.S (trimble).
4
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN .......................................................................................................................................................... 7
UNIDAD I: EL RUIDO .................................................................................................................................................. 8
GENERALIDADES ................................................................................................................................................... 8
SONIDO Y RUIDO .................................................................................................................................................... 8
AMBIENTE ACÚSTICO .................................................................................................................................................. 9
DISTINCIÓN ENTRE SONIDO Y RUIDO ............................................................................................................... 10
¿A qué llamamos sonido? .................................................................................................................................. 10
¿Qué es el ruido? ............................................................................................................................................... 10
La Incultura del Ruido ......................................................................................................................................... 10
NOCIONES FUNDAMENTALES DE ACÚSTICA ..................................................................................................... 11
FORMACIÓN DEL SONIDO ........................................................................................................................................... 11
PROPAGACIÓN DEL SONIDO ....................................................................................................................................... 11
INTENSIDAD ACÚSTICA (I)........................................................................................................................................... 11
DURACIÓN DEL SONIDO ...................................................................................................................................... 11
FRECUENCIA ............................................................................................................................................................. 12
LONGITUD DE ONDA .................................................................................................................................................. 12
EL DECIBELIO Y LA ESCALA LOGARÍTMICA ...................................................................................................... 13
Veamos porqué .................................................................................................................................................. 13
PRESIÓN ACÚSTICA (P) Y NIVEL DE PRESIÓN ACÚSTICA (LP) ........................................................................ 14
PONDERACIÓN "A" ............................................................................................................................................... 15
Estimación del nivel medio correspondiente a diferentes mediciones del nivel de presión
acústica (LpA) ..................................................................................................................................................... 15
POTENCIA ACÚSTICA (W) Y NIVEL DE POTENCIA ACÚSTICA (LW) ................................................................ 16
UNIDAD II: NIVELES SONOROS .............................................................................................................................. 18
ÍNDICE DE DIRECTIVIDAD (DI) Y FACTOR DE DIRECTIVIDAD (Q) ................................................................... 18
SUMA DE NIVELES SONOROS ............................................................................................................................ 19
RESTA DE NIVELES SONOROS ................................................................................................................................... 19
ANÁLISIS EN BANDAS DE OCTAVA ..................................................................................................................... 20
ATENUACIÓN DEL SONIDO CON LA DISTANCIA ............................................................................................... 21
ÁREA DE ABSORCIÓN EQUIVALENTE DE UN LOCAL (A) ................................................................................. 22
RELACIÓN ENTRE EL NIVEL DE POTENCIA ACÚSTICA (LWA) Y EL NIVEL DE PRESIÓN
ACÚSTICA (LPA) .................................................................................................................................................... 23
NIVEL DE POTENCIA ACÚSTICA LWA.......................................................................................................................... 23
NIVEL DE PRESIÓN ACÚSTICA LPA ............................................................................................................................. 23
CÁLCULO DEL NIVEL DE POTENCIA ACÚSTICA (LWA)................................................................................................. 24
UNIDAD III: CONTROL Y REDUCCIÓN DEL RUIDO .............................................................................................. 26
ACONDICIONAMIENTO ACÚSTICO DE UN LOCAL ............................................................................................ 26
COMPORTAMIENTO ACÚSTICO DE LOS MATERIALES .................................................................................... 27
ABSORCIÓN DEL SONIDO ................................................................................................................................... 28
COEFICIENTE DE ABSORCIÓN ACÚSTICA (Α) ............................................................................................................... 28
Un ejemplo para analizar ................................................................................................................................................ 28
CARACTERÍSTICAS DE ABSORCIÓN DE UN LOCAL ........................................................................................................ 30
TIEMPO DE REVERBERACIÓN (TR)..................................................................................................................... 30
AISLAMIENTO ACÚSTICO .................................................................................................................................... 32
ÍNDICE DE AISLAMIENTO ACÚSTICO (R) ...................................................................................................................... 32
Clases de ruidos a considerar ......................................................................................................................................... 32
ESTIMACIÓN DEL ÍNDICE DE AISLAMIENTO ACÚSTICO .................................................................................................. 33
CARACTERÍSTICAS AISLANTES DE UN LOCAL ............................................................................................................... 35
AISLAMIENTO ACÚSTICO BRUTO (DB)......................................................................................................................... 35
Puentes Acústicos .............................................................................................................................................. 35
AISLAMIENTOS ACÚSTICOS EN PAREDES MIXTAS ........................................................................................................ 36
CONTROL DEL RUIDO .......................................................................................................................................... 37
Ejemplos Prácticos.......................................................................................................................................................... 37
Fase de Diseño y Construcción .......................................................................................................................... 38
Compra ........................................................................................................................................................................... 38
Selección de métodos ..................................................................................................................................................... 38
Distribución en planta...................................................................................................................................................... 38
Fundaciones.................................................................................................................................................................... 38
5
Apantallamiento .............................................................................................................................................................. 38
Choques .......................................................................................................................................................................... 38
Mantenimiento de las máquinas ..................................................................................................................................... 38
Conocer el espectro ........................................................................................................................................................ 39
Máquinas-herramienta .................................................................................................................................................... 39
Aprovechamiento de la directividad ................................................................................................................................ 40
Aislamiento acústico del operador .................................................................................................................................. 41
Encerramiento parcial de una remachadora ................................................................................................................... 41
Sierras Circulares............................................................................................................................................................ 41
NIVEL SONORO CONTINUO. EQUIVALENTE Y DOSIS ...................................................................................... 43
PROTECCIÓN AUDITIVA ...................................................................................................................................... 45
Tablas ................................................................................................................................................................. 46
UNIDAD IV: FISIOLOGÍA DE LA AUDICIÓN............................................................................................................ 48
FISIOLOGÍA DE LA AUDICIÓN .............................................................................................................................. 48
Oído externo ....................................................................................................................................................... 48
Oído medio ......................................................................................................................................................... 48
Oído interno ........................................................................................................................................................ 49
SENSIBILIDAD DEL OÍDO ..................................................................................................................................... 50
CÓMO SE DETECTA EL DAÑO AUDITIVO ....................................................................................................................... 52
LA MEDICIÓN DE LA SENSIBILIDAD AUDITIVA (AUDIOMETRÍA) ...................................................................... 53
UMBRALES AUDITIVOS ........................................................................................................................................ 54
UMBRALES DE TOLERANCIA .............................................................................................................................. 54
La Audiometría Sistemática ................................................................................................................................ 55
EFECTOS DEL RUIDO SOBRE EL OÍDO HUMANO ............................................................................................. 56
UNIDAD V: LA MEDIDA DEL RUIDO ....................................................................................................................... 59
NECESIDAD DE MEDIR EL SONIDO .................................................................................................................... 59
EL SONÓMETRO ................................................................................................................................................... 59
FILTROS DE PONDERACIÓN ............................................................................................................................... 60
Lo invito a analizar este ejemplo ..................................................................................................................................... 61
Valores pico y eficaz ........................................................................................................................................... 61
SONÓMETROS INTEGRADORES ........................................................................................................................ 62
Nivel continuo equivalente J ............................................................................................................................... 62
NIVEL DE EXPOSICIÓN SONORA SEL ................................................................................................................ 63
EL DOSÍMETRO PERSONAL DE RUIDO .............................................................................................................. 64
RECOMENDACIONES PARA REALIZAR MEDICIONES SONORAS ................................................................... 65
Análisis en Bandas ............................................................................................................................................. 65
UNIDAD VI: VIBRACIONES ...................................................................................................................................... 67
GENERALIDADES ................................................................................................................................................. 67
DEFINICIONES Y UNIDADES ............................................................................................................................... 67
SUS EFECTOS SOBRE EL HOMBRE ................................................................................................................... 68
EVALUACIÓN DE LOS EFECTOS ......................................................................................................................... 69
MEDIDAS DE CONTROL ....................................................................................................................................... 70
a. Solución en la fuente................................................................................................................................................... 70
b. Soluciones en las vías de propagación ....................................................................................................................... 71
c. Soluciones en los puestos de trabajo .......................................................................................................................... 71
ANTECEDENTES LOCALES ................................................................................................................................. 71
ANEXO V – DECRETO 351/79 .................................................................................................................................. 74
ANEXO V - RESOLUCIÓN 295/05 ............................................................................................................................ 80
ACÚSTICA .............................................................................................................................................................. 80
6
REFERENCIAS DE ÍCONOS
Actividad en el Foro.
Actividad de Reflexión no obligatoria.
Actividad Grupal.
Actividad Individual.
Actividad Obligatoria. Debe ser enviada para su evaluación.
Atención.
Audio
Bibliografía. Lecturas Complementarias.
Glosario.
Página web - Internet.
Sugerencia.
Video.
7
INTRODUCCIÓN
La civilización moderna somete al hombre entre otras servidumbres, a la de tener que soportar un ambiente en el que los ruidos y las vibraciones alcanzan niveles a veces alarmantes.
Es harto conocido el hecho de que los individuos sometidos a constantes y excesivos ruidos acusan una
considerable fatiga nerviosa que repercute en la pérdida de la eficiencia humana, tanto en el trabajo
intelectual como en el manual; y como consecuencia lógica de ello disminuye la productividad.
Son destacables los esfuerzos realizados por eliminar o al menos reducir, los ruidos en el ambiente laboral, en un intento de paliar sus efectos nocivos, que pueden ir desde perturbaciones auditivas, hasta
la ya mencionada fatiga psíquico-nerviosa, modificaciones funcionales, errores y faltas que son, con
demasiada frecuencia, motivo de accidentes.
8
UNIDAD I
EL RUIDO
GENERALIDADES
“La organización mundial de la salud (O.M.S.) considera a la salud
como el bienestar físico, psíquico y social.”
El ruido es un auténtico contaminante que nos ataca en los tres frentes:
1. El estruendo de una explosión puede rompernos el tímpano.
2. Los ruidos nocturnos, que nos impiden descansar, pueden producirnos trastornos
psíquicos.
3. El ruido ambiental produce crispación que afecta negativamente a las relaciones
sociales.
Como consecuencia del progreso, debemos manejar máquinas, equipos e instalaciones, cada vez más rápidas, que exigen tiempos de reacción menores.
El oído pierde capacidad por efecto de la edad (presbiacusia), deterioro que aumenta
aceleradamente cuando, además, el sujeto está sometido a ruidos excesivos.
SONIDO Y RUIDO
Sonido es la sensación percibida por el órgano auditivo, debida a las diferencias de
presión.
Producidas por la vibración de un cuerpo. Cuando tal sensación resulta desagradable,
se habla entonces de Ruido.
9
Vemos que ambos conceptos son en cierta medida, subjetivos.
Un bailarín puede encontrarse en su elemento en una discoteca cuya música ambiental alcanza niveles de 100 dBA. Para él la música será un sonido, y además, agradable. Pero un vecino del mismo edificio, que pretende conciliar el sueño, el “sonido” que
le llega -amortiguado hasta 40 dBA - le parecerá un ruido insoportable.
AMBIENTE ACÚSTICO
Cada persona se desenvuelve en varios ambientes acústicos a lo largo de la jornada y
por lo tanto está expuesta a diversos niveles de ruido, que oscilan, normalmente, entre
los 10 y los 110 dBA.
Nivel de Presión Acústica
LpA (dBA)
130
120
Ambientes – Actividades
Aparatos 7 Situaciones
Sensación
Motor a reacción (a 10 mts.). Sirena de TrasProduce sensación
atlántico. Fuegos de artificio.
dolorosa
Martillo pilón (a 1 mt.). Remachado de cisternas.
110
Motocicleta a escape libre (a 1 mt.). Calderería.
Manejo de martillo neumático.
100
Discoteca. Tejeduría mecánica. Sierra circular.
Rebabado. Sirena de coche (a 10 mts).
90
Taller mecánico. Imprenta. Sonajero (a 30 cm).
Túnel de limpieza de coches.
Sensación insoportable y necesidad
de salir de este
ambiente
Sensación molesta
80
Interior del metro. Calle ruidosa. Bar animado.
Niños jugando. Cadena de montaje
70
Conversación en voz alta. Oficinas.
Almacenes. Extractor de humos (a 1 mt.).
Tráfico rodado.
60
Conversación sosegada. Restaurante. Comercio.
Ventilador (a 1 mt.). Lluvia. Interior de coche insonorizado.
50
Aula (ruido de fondo). Calle tranquila. Ronquidos.
Oficina (ruido de fondo)
40
Sala de estar (ruido de fondo). Roce de la ropa.
Biblioteca. Mascar chicle.
30
Dormitorio. Frigorífico (a 1 mt.) -/
20
Estudio de radio. Iglesia antigua vacía. Vuelo de
un mosquito (a 2 mts.)
10
Cabina audiométrica. Laboratorio de acústica.
Ruido de la respiración.
0
Umbral de audición de un joven sano promedio.
-10
Se oye la vida del propio cuerpo.
Ruido de fondo
Incómodo para
conversar
Nivel de fondo
agradable para la
vida social
Nivel de fondo necesario para descansar
Silencio
Inquietante
Figura 1. Niveles aproximados de presión
acústica para
diversos ambientes, actividades, máquinas, situaciones, y sensaciones generales que produce.
10
Nivel de presión acústica
Lpa (en dBA)
Comprensión de la conversación, en función de la distancia entre los interlocutores.
Normal
Difícil
Imposible
70
hasta 1 metro
de 1 a 4 metros
más de 4 metros
75
hasta 0,7 m.
de 0,7 a 2,5 m.
más de 2,5 m.
80
hasta 0,5 m.
de 0,5 a 1,5 m.
más de 1,5 m.
85
hasta 0,3 m.
de 0,3 al m.
más de 1 m.
90
hasta 0, 15 m.
de 0,15 a 0,6 m.
más de 0,6 m.
Figura 3. Estimación del
Nivel de ruido
aproximado,
según el grado
de comprensión
de una conversación, en
función de la
distancia entre
los interlocutores.
DISTINCIÓN ENTRE SONIDO Y RUIDO
¿A qué llamamos sonido?
El sonido es producido por una serie de variaciones de presión, en forma de vibraciones, que se propagan en los sólidos, los líquidos y los gases.
P. ej.: cuando golpeamos un vaso con un objeto metálico; el golpe hace vibrar al vidrio,
que a su vez hace vibrar el aire circundante. Esas ondas vibratorias llegan a nuestro
oído y son interpretadas como un sonido.
Para definir correctamente un sonido, es necesario precisar su nivel de presión acústica, su frecuencia y su duración.
¿Qué es el ruido?
CRITERIO SUBJETIVO
Tipo de actividad
“sonido” (producido por
uno mismo) LpA
“ruido” producido por
otros) LpA
Descanso
50 Dba
30 dBA
Trabajo mental
70 dBA
50 dBA
Trabajo físico
90 dBA
70 dBA
Según un criterio objetivo, el ruido es todo sonido que puede producir una pérdida de
audición, ser nocivo para la salud o interferir gravemente una actividad. Pero según un
criterio subjetivo, ruido es todo sonido indeseado, y por lo tanto molesto, desagradable
o perturbador.
La incultura del ruido
En las sociedades industrializadas el clima sonoro se ha ido degradando paulatinamente con el desarrollo de las tecnologías. La proliferación de máquinas e instrumentos ruidosos, el aumento del tráfico, el hacinamiento de la población y el escaso respeto al entorno ajeno, invadido por el ruido, que a veces se disfraza de música, hacen
que la incomunicación crezca y que los ánimos se crispen. De este modo, se deteriora
la convivencia, se menoscaba la salud de las personas y se reduce, en consecuencia,
su nivel de calidad de vida.
Figura 4. Límites máximos
orientativos de
nivel de presión
acústica de
sonidos y ruidos para distintas actividades.
11
NOCIONES FUNDAMENTALES DE ACÚSTICA
FORMACIÓN DEL SONIDO
El sonido es producido por una serie de vibraciones que se propagan en los sólidos,
los líquidos y los gases. Se necesita pues un medio elástico para que el sonido pueda
originarse y transmitirse. Ningún sonido puede ser transmitido en ausencia de materia
(en el vacío).
PROPAGACIÓN DEL SONIDO
Un cuerpo al vibrar comprime las moléculas cercanas y crea unas perturbaciones (ondas) que se propagan a determinada velocidad, en función de la densidad y elasticidad
del medio; en el aire esta velocidad es de 340 m/seg.
Para una fuente de sonido determinada, la propagación tiende a ser esférica u omnidireccional si el sonido que emite es de baja frecuencia, y plana o direccional cuando tal
sonido es de alta frecuencia. En la práctica las ondas planas se dan en las tuberías y
en las cercanías de fuentes sonoras de gran tamaño, pero, incluso en este caso, a
partir de cierta distancia el sonido tiende a propagarse esféricamente.
INTENSIDAD ACÚSTICA (I)
La intensidad acústica es la cantidad de energía que, en la unidad de tiempo, atraviesa
una unidad de superficie situada perpendicularmente a la dirección de propagación de
las ondas sonoras. Se mide en Watios/m2.
La intensidad
acústica es la
cantidad de
energía.
A medida que una onda sonora se va alejando de su fuente de origen ha de cubrir una
mayor superficie, con lo que su intensidad disminuye hasta hacerse imperceptible.
Figura 2.2.
Propagación de
las ondas acústicas, en el
campo libre,
prevenientes de
una fuente
puntual omnidireccional. La
intensidad
acústica se
reduce al 25%,
cuando duplicamos la distancia a la
fuente acústica.
DURACIÓN DEL SONIDO
El sonido desaparece rápidamente en el tiempo cuando cesa la causa que lo produce
(Figura 2.3) pero no así sus efectos. Por ejemplo, el ruido de una explosión (150 dBA.)
12
dura menos de cinco segundos, pero puede producir efectos desastrosos y permanentes sobre los oídos de las personas que han sido alcanzadas por la onda sonora.
El ruido de la sirena de un vehículo que circula en la ciudad, de noche a gran velocidad (60 dBA). A 50 mts.). Puede oírse durante unos pocos segundos, pero desvelará a
unos cuantos miles de personas.
Figura 2.3. El
ruido desaparece rápidamente cuando
cesa su causa.
FRECUENCIA
La frecuencia (f) es el número de variaciones de presión de la onda sonora, en un segundo. Se mide en Hercios (Hz) o ciclos por segundo.
La frecuencia
(f) se mide en
Hercios (Hz).
La frecuencia principal de un sonido es lo que determina su tono característico.
Un sonido puede no tener más que una sola frecuencia, tratándose en tal caso de un
“sonido puro”. Pero lo más frecuente es que los sonidos que oímos en la práctica y
sobre todo los ruidos, sean una amplia mezcla de distintas frecuencias.
LONGITUD DE ONDA
Conociendo la velocidad y la frecuencia de un sonido, podemos calcular su longitud de
onda mediante la fórmula:
Longitud de onda = velocidad del sonido/frecuencia
La longitud de onda es la distancia que separa dos estados iguales de una onda sonora. (Figura 2.4).
Figura 2.4.
Longitud de
onda 1.
13
Los sonidos de baja frecuencia tienen longitudes de onda largas que les permiten bordear mejor los obstáculos, por lo que son difíciles de aislar. (Figura 2.5).
Longitud de onda (m.)
10,9 5,44 2,72 1,36 0,68 0,34
Frecuencia (Hz)
31,5 63
125
250
500
0,17
0,08
0,04
1000 2000 4000 8000
EL DECIBELIO Y LA ESCALA LOGARÍTMICA
Antes de explicar cuáles son los conceptos y parámetros que se manejan habitualmente para determinar la magnitud y realizar la ponderación del ruido, aclararemos
brevemente que es la escala logarítmica.
El decibelio (dB), submúltiplo del Belio, llamado así en honor a A.G.BELL, es una unidad general de medida del nivel de sonido, que expresa la relación logarítmica entre
una magnitud acústica medida y otro valor de esa misma magnitud que se toma como
referencia.
El nivel (Level=L) seguido del concepto correspondiente, tiene la siguiente forma:
L= 10 log I/I0
El decibelio no es por lo tanto una unidad de medida absoluta, sino una variable; es
generalmente 10 veces la relación logarítmica entre una cantidad dada y otra que se
toma como referente.
El nivel de ruido en una zona determinada aumenta a medida que se incrementa el
número de fuentes productoras de ruido. Debido a que la escala de decibelios crece
de forma logarítmica, no es posible sumar aritméticamente los distintos niveles de ruido. Por ejemplo; dos máquinas que producen 60 dBA. Cada una, producirían en combinación, 63 dBA. Y no 120 dBA. Como podría parecer.
En otras palabras; pequeñas diferencias en el número de decibelios representan un
aumento importante de la energía de un ruido y por lo tanto su agresividad.
Es importante tener en cuenta este hecho, porque decir, por ejemplo, que el nivel de
ruido ha sido reducido de 90 decibelios a 80, no parece muy importante, pero significa
que dicha reducción tiene el mismo efecto que se produce cuando, en un taller, se
eliminan 9 de las 10 máquinas ruidosas iguales existentes.
Veamos porqué
En un local existe una máquina que emite determinada “cantidad” de ruido continuo. Si
colocamos una segunda máquina que emite la misma cantidad de ruido que la primera, podremos suponer que se duplicará la intensidad sonora en el ambiente. Si aplicamos ahora la fórmula que define al nivel, tendremos:
L2= 10 log 2.I/I0
L2= 10 log 2 + 10 log I/I0
Es decir que el nivel sonoro no se duplica, sino que se aumenta en 3 dB.
Figura 2.5.
Longitudes de
onda de un
sonido en el
aire (V = 340
m/seg.), correspondientes
a las frecuencias del espectro audible por
el hombre.
14
Número de Máquinas
Nivel resultante en dB
1
X
2
X+3
3
X+5
4
X+6
5
X+7
6
X+8
7
X + 8,5
8
X+9
9
X + 9,5
10
X+10
100
X + 20
Figura 2.6.
Incremento del
nivel sonoro, a
medida que
aumenta el
número de
fuentes sonoras
de igual nivel
de potencia
acústica.
PRESIÓN ACÚSTICA (P) Y NIVEL DE PRESIÓN ACÚSTICA (LP)
La presión acústica (P) es la diferencia entre la presión total instantánea en un punto,
cuando existe una onda sonora, y la presión estática en ese mismo punto cuando no
hay sonido, dicho de otro modo; es la variación de la presión atmosférica en un punto,
consecuencia de la propagación a través del aire de una onda sonora.
Para que un sonido sea audible, la variación de la presión acústica debe estar comprendida entre 2.10-4 mbar, siendo esta última la presión acústica máxima que el oído
humano puede soportar sin que se produzcan daños.
Como quiera que la presión acústica tenga un margen muy amplio de variación, en la
práctica se utiliza el nivel de presión acústica (Lp). Entre ambas magnitudes existe la
siguiente relación logarítmica:
Lp = 20 log
Siendo
P
P0
=
10 log (P/P0)2 =
10 log P2/P02
Lp = nivel de presión acústica en decibelios (dB).
P = presión acústica medida
P0 = presión acústica de referencia = 2.10-5 Pascales = 2.10-4 mbar
La presión de referencia (2.10-5 Pascales); se corresponde con la menor presión acústica audible, que puede detectar un oído joven y sano a una frecuencia de 1000 Hz. La
escala logarítmica le atribuye el valor de 0 dB.
El nivel de presión acústica puede medirse con un sonómetro, y su valor depende de
la potencia acústica de la fuente sonora, de la distancia a la misma, de las condiciones
acústicas del local y del ruido de fondo.
15
PONDERACIÓN "A"
La percepción del sonido por el oído humano es un complejo proceso, porque depende del nivel de presión acústica y de la frecuencia del sonido. Dos ruidos pueden tener
un nivel de presión acústica similar y presentar una distribución de frecuencias diferente, siendo tanto más molesto e irritante un ruido cuanto mayor sea su componente en
altas frecuencias.
Para poder establecer los riesgos de lesión auditiva con la mayor precisión posible, es
necesario que la medida del ruido se realice con un equipo (sonómetro) que lo registre
de forma similar a como lo percibe el oído humano, es decir, que pondere el nivel de
presión acústica (Lp) en función de la frecuencia.
Con este objeto, al sonómetro se le acoplan unos filtros de medición, designados con
las letras A, B, C....Tales filtros producen una ponderación (reducción o aumento) de la
medida, en función de la frecuencia, que responde a las curvas A, B, C de la figura
2.7.
Figura 2.7.
Curvas de
ponderación
normalizadas
para sonómetros. Ponderación (aumento
o reducción) en
dB proporcionada por los
filtros A, B, C, y
D.
Como puede verse en la citada figura, el filtro “A” produce una atenuación relativamente importante de los sonidos de baja frecuencia, no modifica el sonido de alrededor de
1000 Hz, y aumenta algo la medida de los sonidos entre 2000 y 4000 Hz. Esta es precisamente la forma en que funciona el oído humano, que percibe más débilmente los
sonidos de baja frecuencia que los de alta, del mismo nivel de presión acústica. Es
decir, que utilizando un filtro que responda a la curva A, se logra registrar el sonido de
forma casi idéntica a como el oído humano lo percibe.
El Nivel de presión acústica ponderado A (LpA), registrado con un sonómetro equipado con el filtro A, se expresa en decibelios A (dBA.).
Estimación del nivel medio correspondiente a diferentes mediciones del
nivel de presión acústica (LpA)
El término valor medio de dos magnitudes es entendido habitualmente como la media
aritmética. Sin embargo en el ámbito de la evaluación y control del ruido este concepto
se refiere al nivel media de energía sonora cuyo proceso de cálculo ilustraremos con
un ejemplo.
Ámbito de la
evaluación y
control del ruido
este concepto
se refiere al
nivel media de
energía sonora.
16
Supongamos que los niveles de presión acústica obtenidos en dos mediciones realizadas en el ambiente de un taller, son de 70 y 90 dBA, respectivamente.
La media aritmética de estos valores sería (70+90)/2 = 80 dBA, valor que generalmente está lejos de la media energética real.
Una primera aproximación, en la práctica diaria, a la estimación del nivel medio correspondiente a diferentes mediciones del nivel de presión acusica de un clima sonoro
que varía aleatoriamente, cando no se dispone de sonómetro integrador, consiste en
tomar el mayor nivel medido y descontarle un tercio de la variación de niveles, es decir:
LpA medio = 90 – (90-70)/3
Para obtener el valor medio, a igualdad de energía sonora, de una serie de mediciones
del nivel de presión acústica efectuadas en un mismo punto (media temporal) o en
diferentes puntos situados en la superficie envolvente de la fuente sonora (media especial), Se utiliza la fórmula de nivel medio de presión:
Lp(med)= 10 Log 1/n S 10(Li/10)
Lp(med): Nivel de presión acústica media de la medición.
Li: Nivel de presión acústica medido (cada una de las mediciones).
n: Cantidad de mediciones.
POTENCIA ACÚSTICA (W) Y NIVEL DE POTENCIA
ACÚSTICA (LW)
La potencia acústica es la cantidad de energía acústica que emite una fuente sonora
en la unidad de tiempo. Se mide en watios (W).
Esta energía se transmite inmediatamente y se reparte, teóricamente, según una superficie esférica envolvente cada vez mayor, lo que explica la disminución del sonido a
medida que nos alejamos de la fuente sonora.
La potencia acústica es una característica consustancial a cada fuente sonora, independientemente de cómo y dónde esté situada. Es el criterio idóneo para comparar las
características acústicas de diferentes fuentes sonoras.
En la figura puede verse la potencia acústica aproximada de algunas fuentes sonoras,
en un campo amplísimo que cubre 10.000 millones de picowatios, desde el tic-tac de
un reloj pulsera (10-12 watios) hasta el estruendo de un volcán en erupción (10.000
watios).
Como la potencia acústica tiene un margen muy amplio de variaciones, que obligaría a
manejar cifras con muchos ceros, en la práctica se utiliza el nivel de potencia acústica (Lw). Entre ambas magnitudes, existe la siguiente relación logarítmica:
Lw = 10 log
W0
Siendo Lw=Nivel de potencia acústica en dB.
W
Fórmula de
nivel medio de
presión.
17
W = potencia en watios.
W0=potencia acústica de referencia = 10-12 watios (1 picowatio).
La potencia acústica de referencia se corresponde con el nivel 0 dB de la escala de
decibeles. Figura 2.10.
Potencia acús- Nivel de potentica en watios cia acústica LWA,
(W)
en dBA
Fuente sonora
10
220
El mundo (?)
10
4
160
Volcán en erupción
1000
150
Tormenta con truenos
100
140
10
130
100
140
10
130
1
120
Motocicleta sin silenciador
0,1
110
Perforadora neumática
0,01
100
20 metros de autovía
0,001
90
Automóvil
-4
80
Trituradora
-5
70
Extractor
-6
60
Conversación ordinaria
-7
50
Radio a poco volumen
-8
40
Lavadora
-9
30
Frigorífico
-10
20
100 relojes
-11
10
10 relojes
-12
0
1 reloj
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
Avión a reacción
Fuegos de artificio
Avión a reacción
Fuegos de artificio
El nivel de potencia acústica ponderado A (LWA) de una fuente sonora, se expresa en
decibelios A (dBA.) y puede calcularse a partir de la medición del nivel de presión
acústica en dBA.
El nivel de potencia acústica LWA, en dBA, es una unidad muy útil para estimar la
magnitud del problema del ruido y para comparar diversas fuentes sonoras en lo que
se refiere a su agresividad acústica. Este dato debería indicarse en las etiquetas de
todos los equipos, aparatos o máquinas potencialmente generadoras de ruido.
Figura 2.10.
Potencia acústica (W) y nivel
de potencia
acústica ponderado A (LWA),
en dBA, tomando como
referencia 1
picowatio (10
12
watios).
18
UNIDAD II
NIVELES SONOROS
ÍNDICE DE DIRECTIVIDAD (DI) Y FACTOR DE
DIRECTIVIDAD (Q)
En general, una fuente sonora no emite la radiación acústica en todas las direcciones
por igual, es por tanto conveniente saber en qué dirección emite más energía y en qué
magnitud. Para este cometido se utilizan dos parámetros íntimamente relacionados.
El índice de directividad (DI) en una determinada dirección, es la diferencia entre el
nivel de presión acústica en un punto dado (LpA1) y el nivel promedio que correspondería a ese punto si la fuente sonora fuera omnidireccional (LpA), es decir, si tuviera
una radiación esférica uniforme.
El índice de directividad se expresa en dBA.
DI = LpA1 - LpA (dBA.)
El factor de directividad (Q) en una determinada dirección, es el cociente entre la
energía acústica emitida a un punto dado A1 y la energía que correspondería a ese
punto si la fuente sonora fuera omnidireccional (LpA), en cuyo caso Q = 1.
Q = antilog
LpA1 - LpA W
=
antilog
10
DI
=
100,1 DI
10
DI
(dBA)
-10
-6
-3
0
3
5
6
8
9
10
13
Q
0,1
0,25
0,5
1
2
3
4
6
8
10
20
En el ejemplo de la figura 2.13, partimos de un equipo de aire acondicionado suspendido del techo, en medio de la sala, cuyo nivel de presión acústica es de 80 dBA. Medidos, por ejemplo, a 2 mts. De distancia. Las máquinas situadas en distintas posiciones del suelo, son fuentes sonoras con idénticas características acústicas que el equipo de aire acondicionado. Las diferencias de valor ilustradas partiendo de 80 dBA.
Serían las mismas si se partiera de otra magnitud, por ejemplo 60 dBA.
Figura 2.11.
Factor de directividad Q, en
una dirección,
en función del
índice de directividad DI
(DI=10 Log Q).
Figura 2.12. En
una bocina, el
factor de directividad en el cono
de salida del
sonido puede ser
Q=10, mientras
que en el lado
opuesto puede
ser Q=0,25. En
realidad Q irá
variando progresivamente desde
el máximo hasta
el mínimo. A
medida que nos
alejamos de la
fuente acústica,
los valores de Q
tenderán a igualarse (Q=1).
19
Imaginemos que el fabricante de una máquina específica 75 dBA. De nivel de presión
acústica para el punto en el que se situará el operador. Si el comprador instala la máquina en una esquina del local, el nivel soportado por el trabajador será de 84 dBA., a
lo que habría añadir el ruido reverberado y el ruido de fondo. Es evidente por tanto la
importancia de la situación de la fuente sonora para reducir el ruido en el puesto del
operador.
SUMA DE NIVELES SONOROS
Figura 2.13.
Factor de directividad Q y aumento del nivel de
presión acústica
en un punto
equidistante, en
campo directo,
para diversas
ubicaciones de la
fuente sonora:
A- Suspendida en
el aire (Q=1).
B- Apoyada en el
suelo. Es más
frecuente. Distribuye el sonido
según una semiesfera (Q=2).
C- Apoyada en
dos planos (Q=4).
D- Apoyada en
tres planos. Esta
posición limita
considerablemente la superficie
envolvente de
fuga del ruido,
con lo que se
eleva su nivel
(Q=8).
Como ya se explicó, anteriormente, la escala en decibelios crece en forma logarítmica,
por lo que no es posible sumar aritméticamente los niveles de ruido.
Si hemos medido por separado los niveles de presión acústica de dos fuentes de ruido, el nivel resultante cuando ambas actúan simultáneamente se obtiene sumando al
mayor de los dos valores, la corrección obtenida de la tabla de la figura 2.14.
Diferencia entre mediciones
Incremento
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 y 12
3 2.6 2.2 1.8 1.5 1.2 1 0.8 0.6 0.5 0.4
0.3
Suma de niveles sonoros:
Lpt = 10 Log S 10 (Li/10)
Para el caso de n Fuentes iguales, el nivel total será:
Lpt = Lp + 10 Log n
RESTA DE NIVELES SONOROS
Cuando medimos, en un punto dado, el ruido que produce una máquina en funcionamiento, estamos midiendo en realidad el ruido que produce esa máquina más el ruido
de fondo del lugar donde se halla instalada.
Si deseamos conocer el nivel de ruido emitido por la máquina en concreto, deberemos
realizar dos mediciones; una del ruido de fondo (con la máquina parada); y otra del
“ruido total” (con la máquina en funcionamiento), para realizar luego la resta de los dos
valores obtenidos que, como es sabido, tratándose de decibelios, no será una resta
aritmética. Esta operación se lleva a cabo utilizando la tabla de la figura. 2.15.
Figura 2.14.
Suma de niveles sonoros.
20
Diferencia entre mediciones Lpt - Lpf
<3
3
4y5
6a9
> 10
Corrección K1
>3
3
2
1
0
Figura 2.15.
Resta de niveles sonoros.
Lo podemos calcular más correctamente con la siguiente fórmula:
L2 = 10 Log [10 (Lt /10) - 10 (L1 /10)]
L1 = nivel de presión sonora de la fuente 1.
L2 = nivel de presión sonora de la fuente 2.
Lt = nivel de presión sonora de las dos fuentes.
ANÁLISIS EN BANDAS DE OCTAVA
Tanto para establecer los riesgos de lesión auditiva con todo conocimiento de causa,
como para decidir las medidas de atenuación que deben adoptarse, es necesario conocer no sólo el nivel de presión acústica sino que es preciso saber, además, como la
energía acústica de distribuye en cada uno de los rangos de frecuencia que componen
el sonido o el ruido problema.
El análisis de frecuencias de un sonido complejo permite dividir la gama de frecuencias audibles, que va de 20 a 20.000 Hz., en secciones o bandas.
Este análisis se realiza mediante un sonómetro, que mide los niveles de presión acústica, equipado con unos filtros electrónicos, cada uno de los cuales no deja pasar más
que los sonidos cuyas frecuencias están dentro de la banda seleccionada previamente
y que rechazan todos los demás sonidos. Estas bandas tienen un ancho de banda de
una octava o de un tercio de octava.
Sonómetro, que
mide los niveles
de presión
acústica.
Figura 2.17.
Descomposición en bandas,
de un sonido
complejo.
El análisis en bandas de octava permite evaluar, en d, los niveles de presión acústica
de cada banda de octava. Los resultados pueden presentarse en forma de gráfico,
como el de la figura 2.18.
21
ATENUACIÓN DEL SONIDO CON LA DISTANCIA
En el aire, en campo libre (sin obstáculos), el sonido va disminuyendo a medida que
aumenta la distancia a la fuente sonora, al distribuirse en una mayor superficie, hasta
hacerse imperceptible.
Figura 2.18.
Niveles de presión acústica
para las frecuencias centrales de
las diversas
bandas de octava, durante la
perforación de
una roca. El nivel
de presión acústica total (110
dBA), es la suma
logarítmica de los
niveles de las
distintas bandas.
En este ruido, la
frecuencia o
banda principal
corresponde a
8.000 Hz. (LpA,
8.000 Hz = 105
dBA) a la que
siguen en importancia las de
16.000 y 4.000
Hz.
Cuando la fuente sonora puede considerarse puntual (ventilador, avión lejano…), el
nivel de presión acústica disminuye en 6 dBA, cada vez que se duplica la distancia, y
en 20 dBA. Cada vez que la distancia se multiplica por 10.
Figura 2.19.
Atenuación del
nivel de presión
acústica en
dBA, en campo
libre, en función
de la distancia
a la fuente
sonora (puntual
o lineal).
22
Distancia en mts.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
100
Atenuación en dBA
Fuente puntual
Fuente lineal
0
6
10
12
14
16
17
18
19
20
40
0
3
5
6
7
8
8
9
9
10
20
ÁREA DE ABSORCIÓN EQUIVALENTE DE UN LOCAL (A)
La mayor parte de nuestra vida transcurre dentro de recintos cerrados (casa, taller,
oficina, coche...) y en ellos el sonido se comporta de distinta forma que en campo libre,
porque al chocar con las paredes y objetos permanece en el interior y aumenta su
magnitud. Dicha magnitud está relacionada con el concepto área de absorción equivalente (A) que indica la capacidad de absorción de un sonido que tiene un determinado
local.
El cálculo aproximado del área de absorción equivalente para ruido aéreo, de un determinado local, puede realizarse mediante la fórmula:
α = S . aP
En la que A es el área absorción está en Sabines.
S = superficie total del local (paredes + suelo + techo) en m2, fácilmente calculable a
partir de sus dimensiones.
aP = coeficiente de absorción acústica promedio. Figura. 2.21.
Tipo de local
Área de absorción equivalente (A), en Sabines
Cuarto de baño
1
Dormitorio
10
Restaurante
100
Cine
1000
Figura 2.20.
Área de absorción equivalente de algunos
locales.
aP
Características del local
Ejemplo
0,1
Pequeño, reverberante
Cocina
0,2
Grande, irregular
Taller
0,3
Con techo y/o suelo absorbente
Oficina
0,4
Superficies absorbentes en las 3 direcciones
Cine
Figura 2.21.
Área de absorción equivalente de algunos
locales.
23
RELACIÓN ENTRE EL NIVEL DE POTENCIA ACÚSTICA (LWA)
Y EL NIVEL DE PRESIÓN ACÚSTICA (LPA)
Como ya ha quedado patente en páginas anteriores, estos dos conceptos, que deberían figurar en el etiquetado de las máquinas y equipos, son totalmente diferentes y
expresan conceptos acústicos distintos. Al expresarse aparentemente en las mismas
unidades (dBA) se prestan a confusión y, en la práctica, son habitualmente confundidos. Por este motivo hemos creído necesario dedicar este apartado a matizar aún más
qué es lo que expresan ambos conceptos y aclarar cómo se determina el nivel de potencia acústica (LWA), partiendo de la medida del nivel de presión acústica (LpA) en la
superficie envolvente de una fuente sonora situada dentro de un local.
Es muy importante saber diferenciar cada concepto, ya que por ejemplo (Figura 2.22),
una máquina con un LWA = 104 dBA puede ser acústicamente mejor que otra con un
LpA = 89 dBA. Lo ideal es conocer ambos datos, ya que son complementarios.
Con el fin de aclarar conceptos recordemos que:
NIVEL DE POTENCIA ACÚSTICA LWA
Es una magnitud de energía sonora emitida alrededor de la fuente acústica. Se define
como 10 veces el logaritmo decimal del cociente de una potencia dada y la potencia
de referencia W 0 = 1 picowatio.
LWA =10 log W/W0
En algunos países exigen indicar entre paréntesis, después de su valor en dBA, el
valor de la potencia acústica en miliwatios.
LWA = 104 dBA (25 mw.)
Es decir, en el ejemplo, el nivel de potencia acústica ponderado A es de 104 dBA, que
equivale a una potencia acústica de 25 mw.
Esta conversión se efectúa mediante la fórmula:
W = 10 (LW/10) - 9
En la que W es la potencia acústica en miliwatios.
Es un valor intrínseco de las fuentes acústicas, que permite compararlas y prever el
impacto acústico de un equipo antes de su instalación en un lugar dado.
Las magnitudes LWA y LpA son iguales para una fuente omnidireccional.
NIVEL DE PRESIÓN ACÚSTICA LPA
Es la medida fundamental del ruido en un punto concreto. Se define como 20 veces el
logaritmo decimal del cociente de la presión acústica eficaz medida con un sonómetro
Concepto de
nivel de presión
acústica LpA.
24
(empleando el circuito de ponderación de frecuencia A), y la presión de referencia P0=
20 micropascales.
LpA = 20 log p/p0
En el ejemplo de la figura 2.22 el nivel de presión acústica ponderado A (LpA) es de 89
dBA en el punto donde está situado el operador.
El nivel de presión acústica es función del nivel de potencia acústica de la máquina, de
la distancia de medición, de las condiciones acústicas del local, etc.
CÁLCULO DEL NIVEL DE POTENCIA ACÚSTICA (LWA)
El nivel de potencia acústica LWA, refleja la energía liberada por una fuente sonora
(máquina o equipo) en cada instante, y constituye una característica física propia de la
fuente, e independiente de su ubicación. Para conocerlo, se puede medir el nivel de
presión acústica (LpA) en varios puntos alrededor del equipo y calcularlo posteriormente según la siguiente fórmula:
LWA = LpA + 10 log S – K1 – K2
Referencia:
LpA = nivel de presión acústica media de toda la superficie envolvente de medición (S).
S = superficie envolvente de medición, en m2.
K1 = corrección del ruido de fondo. (Figura 2.15).
K2 = corrección de la acústica del local, según fórmula 2.23.
También podemos expresar esta fórmula de la siguiente manera:
LWA = LP real + 10 log S – 10 log (1+4 x S/A)
Para la mejor comprensión de estos conceptos, veamos un ejemplo:
Ejemplo.
Supongamos una máquina apoyada en el suelo. Un método sencillo, accesible al
usuario, para estimar el nivel de potencia acústica LWA, consiste en medir el nivel de
presión acústica LpA en los cuatro puntos cardinales de una hipotética semiesfera
envolvente de 2,5 m de radio y 40 m2 de superficie (Figura 2.24), independientemente
de la posición del operador.
Corrección acústica del local de medición:
K2 = 10 Log (1+ 4 S/A), en dBA.
Lp(med)= 10 Log 1/n S 10(Li/10)
Lp(med) = 10 Log 1/5 ( 10(82/10) + 10(75/10) + 10(72/10) +10(70/10) +10(68/10)) = 72 dBA
Fórmula 2.23.
25
A = área de absorción equivalente del local, en Sabines.
S = superficie envolvente de medición, en m2.
Figura 2.24.
Posiciones de
fácil medición.
Supongamos ahora que de las mediciones realizadas hemos obtenido los valores de
LpA indicados en la tabla de la figura citada, con un ruido de fondo inferior a 55 dBA.
El área de absorción equivalente (A) del local es de 300 Sabines.
La corrección del ruido de fondo será:
72 - 55 = 17 dBA
Si entramos con este valor en la tabla de la figura 2.15, vemos que K1 = 0
La corrección de la acústica del local será:
A/S = 300/40 = 7,5
Entramos con este valor en la tabla de la figura 2.23 y obtenemos un K2 = 2
El nivel de potencia acústica será, según la fórmula:
[11: LWA = 72 + 10 log 40 - 0 - 2 = 72 + 16 – 2 = 86 dBA
Siguiendo con nuestro ejemplo y considerando de qué modo afecta el ruido de esta
máquina al operador (figura 2.25), observamos que la diferencia de nivel de presión
acústica LpA entre los puntos 1 y 3 (Figura 2.24) es de 5 dBA, lo que hace pensar que
la pantalla de visión de la máquina tiene un índice de aislamiento acústico inferior al
resto de la carcasa. Si el operador trabajara en la parte posterior de la máquina, estaría expuesto a un LpA del orden de 82 - 5 = 77 dBA.
26
UNIDAD III
CONTROL Y REDUCCIÓN DEL RUIDO
El ruido es un contaminante físico que nos afecta en todas partes (industria, calle, hogar, etc.) y en múltiples actividades (trabajo, comunicaciones, descanso, etc.). Es por
lo tanto difícil discernir el lugar donde se han producido la posible lesión auditiva. Todos somos productores de ruido y, por ello, debemos y podemos contribuir a su reducción, disminuyendo la potencia acústica de las fuentes sonoras.
Por otro lado, todos somos consumidores de ruido, está en nuestra mano la posibilidad
de reducir nuestra propia exposición, acortando el tiempo de permanencia en ambientes ruidosos y utilizando la protección auditiva.
La lucha contra el ruido consiste básicamente en considerarlo como un enemigo al que
no hay que dejar nacer, planteándonos continuamente la pregunta ¿Es posible hacerlo
con menos ruido?, y actuando en consecuencia. La tabla de la figura 5.1 ofrece, a modo de avance, unas cuantas soluciones generales para la reducción del ruido.
ACONDICIONAMIENTO ACÚSTICO DE UN LOCAL
Acondicionar acústicamente un local significa adaptarlo convenientemente, desde el
punto de vista sonoro, al objeto de que en él se puedan escuchar los sonidos deseados, el volumen adecuado.
Para ello, hay que considerar si la fuente sonora está dentro del local en cuyo caso los
elementos que lo componen deberán poseer una capacidad de absorción de sonido
adecuada a su utilización, o si la fuente sonora está fuera, en cuyo caso, será necesario que el local cuente con un aislamiento acústico suficiente para que no se perturben
las actividades que en él se desarrollan. Generalmente, suelen ser necesarias ambas
condiciones, que a veces son antagónicas.
Pero vayamos por parte, veamos en primer lugar qué es lo que ocurre cuando un sonido incide sobre un obstáculo.
La energía de un sonido (Ei), al incidir sobre un obstáculo, se descompone en tres
componentes principales. (Figura. 5.2).
• La energía reflejada (Er), que vuelve hacia el mismo lado de donde procede.
• La energía disipada (Ed), que se transmite estructuralmente a través del obstáculo y
que se convierte en parte, en calor.
• La energía transmitida (Et), que atraviesa el obstáculo y pasa al otro lado.
Características
del ruido.
27
Como puede observarse en la figura 5.2, se considera como absorbida toda la energía
que no vuelve al mismo lado en que se encuentra la fuente acústica, incluida la energía transmitida (Energía Absorbida Ea=Et+Ed).
Figura 5.2.
Coeficiente
acústico de los
materiales.
Ei = Er + Ed +
Et
* Coeficiente de
transmisión
ζ . = Et
Ei
* Coeficiente de
reflexión
r = Er
Ei
* Coeficiente de
reflexión
a=
Et_+_Ed=Ea
Ei Ei
Absorción y Aislamiento son dos conceptos opuestos que aclararemos con un ejemplo. Si nos situamos dentro de un bunker de gruesas paredes de hormigón, al ser mucho el aislamiento, no escucharemos ruidos externos o los escucharemos muy atenuados. Sin embargo los ruidos producidos en el interior se verán aumentados y permanecerán en el tiempo, debido a la reverberación de las paredes. Es decir a mucho
aislamiento, poca absorción.
En campo libre (sin obstáculos) ocurre justo lo contrario; los sonidos que nosotros producimos, desaparecen rápidamente y sin embargo escuchamos los que se han producido a mucha distancia, es decir, poco aislamiento y mucha absorción.
La combinación óptima de ambas condiciones (mucho aislamiento y mucha absorción), sólo se consigue en las cámaras anecoicas, en las que se realizan ensayos y
pruebas acústicas. Estas cámaras vienen a ser un recinto cuyas pesadas paredes
tienen una gran capacidad de aislamiento y que, además están interiormente recubiertas de material absorbente del sonido, con lo que en ellas se consigue un nivel máximo de silencio.
Supongamos ahora que estamos en una sala cerrada y sin amueblar.
Nuestras voces, debido a la reverberación, permanecerán en el tiempo y dificultarán la
comprensión de la conversación. Si abrimos las ventanas, mejorará la absorción de la
sala y, como consecuencia, su acústica: siempre que en el exterior el silencio sea mayor que en el interior (cosa poco probable). A medida que se va amueblando y acondicionando la sala, con moqueta, cortinas, tapices, cuadros, muebles, etc., se va mejorando su capacidad de absorción del sonido sin disminuir su aislamiento, hasta conseguir que el tiempo de reverberación sea el apropiado.
COMPORTAMIENTO ACÚSTICO DE LOS MATERIALES
Hemos podido entrever qué es un material absorbente del sonido y qué es un material
aislante del sonido, y cómo estos dos conceptos son opuestos pero complementarios,
resulta que:
•
•
El material absorbente reduce la energía que vuelve al mismo lado de donde
procede el sonido, con lo que disminuye el ruido reverberado.
El material aislante impide que el sonido pase a su través, pero refleja casi toda
la energía recibida.
Ejemplo de
absorción y
aislamiento.
28
•
El aprovechamiento de ambas propiedades, se consigue superponiendo materiales absorbentes y aislantes adecuados.
ABSORCIÓN DEL SONIDO
Los materiales absorbentes del sonido tienen por misión captar el ruido para que la
cantidad reverberada no sea excesiva. Los más empleados para este cometido son los
materiales blandos (fibrosos y de poro abierto), tableros reflexivos, resonadores, etc.
La ubicación de este tipo de materiales debe realizarse lo más cerca posible del foco
sonoro de los lugares donde se sitúan habitualmente las personas, y en paredes contiguas si es posible.
COEFICIENTE DE ABSORCIÓN ACÚSTICA (Α)
Es el cociente entre la energía absorbida (Ea) y la energía incidente (Ei) por unidad de
superficie:
Α = Ea / Ei
Sus valores oscilan entre 0 (nada absorbente) hasta 1 (muy absorbente) y dependen
de la clase de material, de su espesor, su situación, de la frecuencia del sonido incidente, del ángulo de incidencia, etc.
Un ejemplo para analizar
A título de ejemplo en el cuarto de la figura 5.4. Indicamos los coeficientes de absorción acústica de algunos de los materiales que habitualmente nos rodean.
Figura 5.4.
Coeficientes
estimados de
absorción acústica (a)
1.- Techo absorbente: 0,7 2.- Rejilla: 0,5 3.- Madera: 0,1 4.- Espejo: 0.03 5.- Metal: 0,03 6.- Alfombra: 0,3
7.- Butaca: 0,6 8.- Persona: 0,3 9.- Lona (cuadro): 0,2 10.- Pared: 0,003 11.- Ventana abierta: 1, Ventana
cerrada: 0,05 12.- Cortina: 0,2 13.- Suelo mármol: 0,03
Supongamos que tenemos dos salas de idénticas dimensiones y distribución. En la
primera de ellas (parte izquierda de la figura 5.6), el techo es de escayola y el suelo de
madera; para estas condiciones, estimamos un coeficiente de absorción acústica promedio de α=0,1. La segunda sala (parte derecha de la figura 5.6) tiene el techo recubierto de paneles absorbentes del sonido y el suelo es de moqueta; para este caso
estimamos un coeficiente de absorción acústica promedio de α=0,5.
29
Supongamos ahora que en ambas salas se emite un sonido con una energía acústica
de valor 100 que, al cabo de 0,1 segundos, ha “rebotado” 10 veces contra el suelo y el
techo de los citados locales.
En el primer caso en cada reflexión el sonido perderá un 10% de energía (α=0,1) y al
cabo de 10 reflexiones su valor será del 36% de la energía inicial, lo que supone una
reducción de unos 5 dBA del sonido original.
En el segundo caso en cada reflexión el sonido perderá un 50% de energía (α=0,5) y
al cabo de las 10 reflexiones su valor será menor del 1% de la energía inicial, lo que
supone una reducción de más de 20 dBA del sonido original. Es decir, prácticamente
no se oirá el ruido reverberante.
Figura 5.6.
Absorción de la
energía acústica, en función
del coeficiente
α.
Disminución de la energía con
cada reflexión, para α=0,1p
Reflexión nº
Disminución de la energía con
cada reflexión, para α=0,5p
100 -10 = 90
1
100 – 50 = 50
90 – 9 = 81
2
50 – 25 = 25
81 – 8 = 73
3
25 – 13 = 12
73 – 7 = 66
4
12 – 6 = 6
= 66 – 6= 60
5
6–3=3
60 – 6 = 54
6
3–3=3
54 – 5 = 49
7
2–1=1
49 – 5 = 44
8
1 – 0,5 = 0,5
44 – 4 = 40
9
40 – 4 = 36
10
Figura 5.7.
Representación
gráfica del
tiempo de reverberación (Tr)
de un local.
30
CARACTERÍSTICAS DE ABSORCIÓN DE UN LOCAL
Las condiciones de confort acústico de un local, vienen definidas por dos parámetros
que le son propios:
• Su área de absorción equivalente.
• Su tiempo de reverberación.
El área de absorción equivalente (A) de un local, es el área, en m2, de una superficie
perfectamente absorbente (α=1) cuya absorción equivale a la absorción total del local.
Para calcularla, se suman los productos de cada área del local por su correspondiente
coeficiente de absorción acústica.
A = A1α1+ A2α2+ A3α3+ …+ Anan = Sabines
El Sabine es la unidad de absorción del sonido. Equivale a la absorción producida por
una superficie de 1m2 perfectamente absorbente (α=1). Por ejemplo, una ventana
abierta de 1m2 de superficie.
El área de absorción equivalente es uno de los parámetros que determinan el campo
difuso de un local.
TIEMPO DE REVERBERACIÓN (TR)
Es el tiempo, expresado en segundos, necesario para que el nivel de presión acústica
disminuya 60 dBA, una vez que la fuente sonora ha cesado de emitir. (Figura 5.7).
La fórmula más sencilla para calcular el tiempo de reverberación es la de Sabine:
Tr = 0,16 V/A
V = Volumen del local en m3.
A = Área de absorción equivalente en Sabines.
El tiempo de reverberación es un parámetro fundamental, en el campo de la acústica
de los locales, que determina su comportamiento más o menos ruidoso ante un sonido. En la figura 5.8, se exponen los tiempos de reverberación orientativos, para locales
de hasta 100 m3 de volumen. Para locales más grandes, se añade a cada clasificación
0,1 segundos cada vez que se duplica el volumen. (Figura 5.9).
Tipo de Local
Tiempo de reverberación
(Tr)
Local Reverberante
Local Intermedio
Local Absorbente
> 1 segundo
0,4 a 1 segundo
< 0,4 segundos
3
3
Figura 5.8.
Volumen (m )
DTr (segundos)
Volumen (m )
DTr (segundos)
200
400
800
1600
3000
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
6000
12000
24000
50000
100000
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Figura 5.9.
Incremento del
tiempo de reverberación
para los valores
indicados en la
figura 5.8., en
función del
volumen del
local.
31
Cálculo del Incremento del tiempo de reverberación mediante fórmula:
DTr = {[Ln(Vol/99,93)]/0,6877}x0,1
Donde:
Ln: Logaritmo natural.
Vol: Volumen del local.
Clase de material
Espesor
mm.
αm
Valores de α, para distintas frecuencias en Hz
125
0,01
0,05
0,04
0,10
0,04
0,10
250
0,01
0,05
0,04
0,20
0,10
0,20
500
0,01
0,20
0,07
0,30
0,20
0,40
1000
0,01
0,25
0,11
0,30
0,20
0,45
2000
0,02
0,30
0,06
0,30
0,20
0,50
4000
0,02
0,30
0,04
0,30
0,25
0,50
Agua quieta
→
0,01
Alfombra
0,20
Caucho
0,07
Corcho
20
0,30
Cortina ligera
0,20
Cortina pesada
0,38
Espuma de poliu50
0,60
0,35
0,40
0,60
0,60
0,70
0,70
retano
Fibra de vidrio
30
0,65
0,30
0,45
0,65
0,70
0,70
0,70
Fibra de vidrio
50
0,75
0,35
0,60
0,75
0,85
0,80
0,75
Goma espuma
6
0,05
0,05
0,10
0,30
Hormigón
→
0,02
0,01
0,01
0,02
0,02
0,02
0,02
Madera en el suelo
15
0,10
0,10
0,10
0,10
0,10
0,10
0,10
Puerta de madera
0,15
0,30
0,30
0,10
0,10
0,05
Ladrillo enlucido
→
0,02
0,01
0,01
0,02
0,02
0,03
0,03
Ladrillo sin enlucir
0,04
0,02
0,03
0,03
0,04
0,05
0,05
Moqueta sobre
0,20
0,09
0,10
0,10
0,20
0,30
0,30
hormigón
Moqueta sobre
0,35
0,20
0,20
0,35
0,40
0,40
0,40
fieltro
Recubrimientos
0,03
0,02
0,02
0,04
0,03
0,02
0,02
plásticos
Terrazos
→
0,02
0,01
0,01
0,01
0,02
0,02
0,02
Ventana abierta
1
1
1
1
1
1
1
Vidrio
0,04
0,07
0,06
0,05
0,04
0,03
0,02
Yeso
0,03
0,01
0,02
0,03
0,03
0,03
0,04
Styropor
0,35
0,05
0,10
0,20
0,40
0,70
0,60
Panel P.A.
→
0,90
0,5
0,85
0,85
0,9
0,95
0,95
Panel P. V. – PVC
40
0,70
0,15
0,45
0,65
0,75
0,85
1
Panel P. V. – PVC
80 →
0,90
0,35
0,75
0,95
0,95
1
1
Rejillas
0,50
* Persona sentada
0,30
0,20
0,25
0,40
0,40
0,40
0,40
* Butaca vacía
0,30
0,10
0,30
0,40
αm = Coeficiente de absorción acústica; media de los valores de a para 250, 500, 1000
y 2000 Hz.
* Sabines por unidad
Figura 5.4.
Coeficiente de
absorción acústica en función
de la frecuencia
del sonido y del
espesor del
material absorbente.
32
AISLAMIENTO ACÚSTICO
Los materiales aislantes del ruido tienen por objeto disminuir la energía sonora transmitida (Et), de un sonido que incide sobre ellos. Son, por consiguiente, materiales que
han de interponerse entre el foco emisor y las personas o la zona que se desea aislar.
Se trata de conseguir que la energía acústica que los atraviesa, sea lo más baja posible. Este tipo de materiales deben ser pesados y, si es posible, flexibles (plomo, hormigón, acero, vidrio, etc.).
ÍNDICE DE AISLAMIENTO ACÚSTICO (R)
El índice de aislamiento acústico a ruido aéreo es una medida de la reducción de la
energía acústica que consigue un determinado material cuando, lo atraviesa el ruido.
Se expresa en dBA y es función de las características del material, de su espesor, de
la frecuencia del sonido, de su ángulo de incidencia, etc.
R = 10 log 1/τ = 10 log Ei/Et
Siendo:
τ = Coeficiente de transmisión.
Ei = Energía acústica incidente.
Et = Energía acústica transmitida.
Expresando el concepto de forma muy simple, podríamos decir que 1 m2 del mismo
material aísla más cuanto mayores sean su espesor y la frecuencia principal del ruido
incidente. Sin embargo, para ciertas frecuencias críticas, estas condiciones pueden no
cumplirse.
El aislamiento acústico de los ruidos es uno de los problemas más complejos y delicados que pueden darse en este campo de la lucha contra el ruido. La mayoría de las
veces requiere la intervención de expertos, al objeto de encontrar soluciones razonables.
Clases de ruidos a considerar
a. Ruidos aéreos: son los que se propagan por el aire. Al incidir sobre un obstáculo,
las ondas sonoras lo someten a una vibración que se transmite, a través de la estructura del material, al otro lado. Para aislarlos se requiere de material pesado.
b. Ruidos de impacto: son los ruidos producidos por un impacto entre dos materiales
u objetos. El receptor del impacto se convierte en un generador de ruido aéreo estructural. Para evitar esta clase de ruido, el material aislante que se interponga debe
ser blando y ligero, al objeto de que la energía de percusión se transforme en una
deformación elástica del material, y no en energía sonora. (Ej. alfombras o moqueta
que amortigüen el impacto de los tacones).
c. Vibraciones: se producen cuando un cuerpo en movimiento actúa sobre un elemento, al que transmite su “agitación”. Para su reducción deben utilizarse materiales elásticos adecuados.
Las máquinas, tuberías, etc., transmiten vibraciones a sus apoyos (Figura 5.15), que
deben amortiguarse mediante soportes elásticos cuya frecuencia natural sea de 3 a 5
veces menor que la frecuencia forzada por los elementos en movimiento. De esta manera se aísla la energía que, de otro modo, se transmitiría de un elemento a otro, hasta hacer entrar en resonancia a un sistema situado relativamente lejos. De ahí también
Materiales
aislantes del
ruido.
33
la conveniencia de romper la continuidad de ciertas estructuras, mediante acoplamientos elásticos, al objeto de cortar la transmisión de las vibraciones (aislarlas).
Figura 5.15. El
grupo motor
ventilador,
fijado rígidamente a la
tubería, aumenta el nivel de
ruido y lo
transmite a
puntos distantes.
ESTIMACIÓN DEL ÍNDICE DE AISLAMIENTO ACÚSTICO
Como primera aproximación a la estimación del índice de aislamiento acústico (R),
ofrecemos la tabla de la figura 5.17.
El índice de aislamiento acústico de un material homogéneo puede estimarse mediante la fórmula:
R = 15 Log m
Siendo m la masa por unidad de superficie del material (Kg/m2). Figura 5.18.
De esta manera podemos obtener un índice de aislamiento acústico (R) al que podríamos llamar “medio” y que corresponde a la frecuencia de 1000 Hz; para frecuencias mayores se suman al índice así obtenido 3 dBA por cada octava de frecuencia.
Para frecuencias menores se restan 3 dBA por cada octava.
Figura 5.17.
Índices orientativos de aislamiento acústico
(R), en dBA
1.- Suelo-techo:
50
2.- Rejilla: 10
3.- Madera: 15
4.- Pared simple: 30
5.- Pared doble:
40
6. Ventana
abierta: 0 Ventana cerrada: 20
34
Materiales
D
Fc
Agua
1000
Aire
1,3
Acero
7800
1200
Aluminio
2700
1300
Caucho
1100
85000
Cobre
8900
Corcho
250
18000
Contrachapado
500
2200
Hormigón
2300
1800
Ladrillo macizo
2000
4000
Latón
8400
Madera
600
Plexiglass
1150
Plomo
11000
8000
PVC
1400
40000
Poliestireno expandido
14
14000
Policarbonato
1270
Vidrio
2500
1200
Yeso
1200
4000
Aglomerado
780
8000
d = Densidad en Kg/m3.
Fc = Frecuencia crítica para un espesor de 1 cm, en Hz.
Pc = Pérdida de aislamiento para la frecuencia crítica.
La masa m se puede calcular mediante la fórmula:
m=
dxe
1000
El índice de aislamiento acústico de un material homogéneo puede estimarse mediante la fórmula:
R = 15 Log m
Siendo m la masa por unidad de superficie del material (Kg/m2).
Ejemplo
Se desea aislar una máquina, encerrándola en una cabina de chapa de acero provista
de un visor de plástico transparente (policloruro de vinilo). Se desea que el conjunto
proporcione un índice de aislamiento acústico R = 20 dBA.
Estimar el espesor que han de tener los materiales usados.
35
Partimos de la fórmula R = 15 log m. despejando tenemos que:
log m = R/15 ; m = antilog R/15 .
m = antilog 20/15
m = antilog 1,3;
m = 25 kg/m2
El espesor de la chapa deberá ser:
e = m x 1000/7800 (mm) = 25 x 1000/3800 = 3,2 mm
Y el espesor del plástico del visor:
e = m x 1000/1400 = 25 x 1000/1400 = 18 mm
CARACTERÍSTICAS AISLANTES DE UN LOCAL
Las características aislantes de un local no suelen ser uniformes, es decir, que el techo, el suelo y las cuatro paredes no tienen habitualmente la misma capacidad aislante del sonido; normalmente por uno de estos elementos llegará más ruido al interior.
Por lo tanto, el tratamiento acústico que debe recibir cada elemento no es el mismo;
lógicamente, debe prestarse más atención a aquél que tenga menos capacidad aislante y que esté expuesto a más ruido.
AISLAMIENTO ACÚSTICO BRUTO (DB)
Es la diferencia entre el nivel de presión acústica del espacio en el que se encuentra la
fuente de ruido (LpA1) y el del local en el que se encuentra el receptor (LpA2).
Db = LpA1 – LpA2 = R – 10 log S/A2
Db = R – 10 Log S + 10 Log A2
Siendo:
R = Índice de aislamiento acústico de la pared separadora, en m2.
A2 = Área de absorción equivalente del local receptor, en Sabines.
Puentes Acústicos
En la práctica se producen con cierta frecuencia puentes acústicos a través de los techos falsos colgantes de escayola cuando el tabique no llena hasta el techo.
Las separaciones dobles (parantes, tabiques, acristalamientos…) del mismo material,
conviene que tengan distinto espesor, al objeto de evitar la coincidencia de sus frecuencias críticas y con ella la pérdida de aislamiento.
Otra clase de puente acústico la constituyen los sistemas de ventilación, por cuyos
conductos llegan en la mayoría de los casos, ruidos y/o conversaciones procedentes
de otros locales.
También los focos y luminarias empotrados en los techos falsos constituyen con frecuencia puentes acústicos.
36
AISLAMIENTOS ACÚSTICOS EN PAREDES MIXTAS
Los elementos constructivos están constituidos por materiales diversos, por ejemplo,
una pared de ladrillo, enlucida, con ventanas de vidrio. En casos como éste, el aislamiento global de la pared dependerá, fundamentalmente del material que tenga el índice de aislamiento R más bajo y de la relación de su superficie con la superficie total
de la pared.
Para ilustrar el concepto, vamos a estimar el índice de aislamiento acústico R de las
paredes mixtas que pueden observarse en la figura 5.17.
Ir S2/S
R1 – R2
0,01 0,02 0,05
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
6
5
5
4
4
3
3
2
1
1
8
7
7
6
5
4
3
2
1
1
10
9
9
8
7
5
4
2
2
1
12
11
10
9
7
6
4
3
2
1
16
14
12
10
8
6
4
3
2
2
20
16
14
11
9
7
5
3
3
2
25
18
15
12
9
7
5
4
3
2
30
20
16
12
9
7
5
4
3
2
35
20
17
13
10
8
6
5
4
3
40
21
17
14
10
8
6
5
4
3
45
21
17
15
11
9
7
6
5
4
a1. Pared 5 (Con la ventana cerrada)
Se trata de un tabique doble con un R1=40dBA y una superficie S1=11 m2, en el que
hay una ventana cerrada con un R2=20 dBA y una superficie S2=1m2. Vamos a calcular cuál será el índice de aislamiento acústico R global de esa pared.
S = S1 + S2 = 11 + 1 = 12 M2
R1-R2= 40 – 20 = 20 dBA
S2/S= 1/12 = 0,08
Con estos valores entramos en la tabla 5.22 y obtenemos un Ir = 10 dBA
Este valor se suma al índice de aislamiento acústico más bajo, en este caso R2 (el de
la ventana cerrada), con lo que obtenemos el índice de aislamiento acústico global de
la pared mixta.
Rglobal = R2 + Ir = 20 + 10 = 30 dBA
a2. Pared 5 (con la ventana abierta)
Veamos que ocurre en el caso de que la ventana esté abierta. Los datos de la pared
serán los mismos (R1=40dBA; y S1=11m2). Pero el índice de aislamiento acústico de la
ventana será muy distinto (R2=0) y su superficie la misma (S2=1m2).
37
R1 – R2 = 40 – 0 = 40
S2/S = 1/12 = 0,08
Extrapolando estos valores en la tabla de la figura 5.22 obtenemos un Ir = 11 dBA
Sumamos este valor al índice de aislamiento acústico más bajo y tenemos:
Rglobal = R2 + Ir = 0 + 11 = 11 dBA
Vemos que el aislamiento acústico ha caído en picado, respecto del caso anterior
(ventana cerrada). Es decir, que el hecho de que la pared sea doble y de que su R1
sea elevado, cuenta poco si en ella existe algún elemento con un R2 bajo.
b. Supongamos ahora que el área de absorción equivalente (A) de la sala es de 10
Sabines y que en el exterior existe un nivel de presión acústica de 80 dBA. ¿Cuál será
el nivel del ruido de inmisión que llegará a la sala, con la ventana cerrada y con la ventana abierta?
De la fórmula de aislamiento bruto Db:
Db = R – 10 Log S + 10 Log A2
b1. Con la ventana cerrada:
LpA2 = LpA1 – R + 10 log S – 10 log A
LpA2 = 80 – 30 + 10 log 12 – 10 log 10 = 50 + 11 – 10 = 51 dBA
b2. Con la ventana abierta:
LpA2 = 80 – 11 + 10 log 12 – 10 log 10 = 69 + 11 – 10 = 70 dBA
En este segundo caso, el ruido proveniente del exterior no permitirá mantener una
conversación normal y obligaría a poner la televisión (por ejemplo) a un volumen mínimo de 80 dBA (combatir el ruido con el ruido).
CONTROL DEL RUIDO
Ejemplos Prácticos
El término "control del ruido" se utiliza para designar el conjunto de técnicas y métodos
tendentes a reducirlo hasta niveles inocuos para el hombre.
El presente apartado es un resumen de métodos de reducción del ruido, que se han
aplicado en la práctica con resultados satisfactorios.
Una gran parte del ruido puede ser atenuado o eliminado. La lucha contra el ruido no
es necesariamente cara. Como veremos, en muchos casos pueden ser eficaces ciertas medidas preventivas sencillas.
Sin embargo, por lo común, es más barato comprar una máquina insonorizada que
adoptar medidas reductoras del ruido después de la compra, aun teniendo en cuenta
que una máquina silenciosa puede tener un precio más alto.
38
Antes de exponer los ejemplos concretos de reducción, repasaremos una serie de
conceptos que constituyen las directrices básicas de la lucha contra el ruido.
Fase de Diseño y Construcción
En las fases de proyecto y construcción de las máquinas y equipos, es donde existen
más posibilidades de atenuación sonora. Con muy poco esfuerzo adicional pueden
construirse máquinas menos ruidosas.
Más posibilidades de atenuación sonora.
Compra
En el momento de comprar maquinaria y equipo, deben tenerse en cuenta sus características acústicas, exigir este dato al fabricante y adquirir aquéllas que sean menos
ruidosas.
Selección de métodos
Para reducir el ruido, a veces basta con hacer trabajar la imaginación. Una operación
ruidosa puede ser sustituida por otra más silenciosa, e incluso eliminada. Por ejemplo;
contratar el suministro de hormigón premezclado, en vez de prepararlo en el tajo.
Distribución en planta
Al realizar la distribución en planta de los diversos equipos, deberán considerarse sus
características acústicas para determinar su mejor emplazamiento. Una máquina ruidosa puede ser situada de modo que moleste a muy pocas personas y, a veces, a
nadie. Recuérdese la ley de a distancia.
Fundaciones
Las vibraciones de una máquina se transmiten a su asiento, lo que aumenta el ruido.
Una sólida fundación, el empleo de amortiguadores de vibraciones, el asentamiento
sobre arena, corcho, etc., puede reducir considerablemente el ruido.
Apantallamiento
El ruido puede ser atenuado aislando la fuente sonora por medio de pantallas constituidas por planchas o paneles, preferentemente revestidos de un material absorbente
sonoro (el techo y los muros del entorno pueden servir a veces como pantallas). Sin
embargo, es preciso asegurarse de que las condiciones necesarias para el buen funcionamiento de la máquina no serán afectadas por las pantallas ni por cualquier otro
aislamiento acústico.
Choques
El golpe de un cuerpo sobre otro, como por ejemplo, cuando caen piezas sobre una
chapa, es causa de ruido. El revestimiento de las superficies resonantes con madera,
caucho u otros materiales similares, reduce el ruido y, a veces, el desgaste.
Mantenimiento de las máquinas
Las máquinas usadas y mal conservadas emiten un ruido más intenso; por consiguiente, deberán mantenerse en buen estado de conservación y engrase, y se cuidará de
que se efectúen las revisiones diarias y periódicas que sean necesarias.
Reducción del
ruido.
39
Conocer el espectro
Conociendo el espectro de un ruido, en dBA, que emite una máquina, para las frecuencias centrales de bandas de octava, podremos decidir cuál es el tratamiento acústico apropiado para reducirlo hasta un nivel razonable y compatible con la tarea a realizar, prestando especial atención a las frecuencias más molestas.
En la figura 5.23 se presentan cuatro soluciones para la reducción del ruido generado
por una máquina.
Figura 5.23.
Métodos de
atenuación
sonora. Una
máquina, en
buenas condiciones, emite
un ruido de X
dBA de nivel de
presión acústica, medido en
el punto “P”. La
atenuación
conseguida
para las distintas frecuencias
centrales de
bandas de
octava en ese
mismo punto
“P” se indica,
aproximadamente, en los
gráficos de la
derecha. Como
puede comprobarse, la reducción del ruido
es distinta para
cada clase de
solución técnica
de atenuación
sonora.
Máquinas-herramienta
En la figura 5.24 pueden verse varios tipos de medidas de control del ruido en máquinas-herramienta.
El problema se solucionó utilizando dos eslingas, que evitaban que los flejes se curvaran, con lo que se eliminó la necesidad de realizar tan ruidosa operación. (Figura
5.25).
40
Figura 5.24. Medidas de control del
ruido en máquinasherramientas.
Figura 5.25.
Además de la
reducción del
ruido, ciertas
soluciones
sencillas pueden producir,
incluso, beneficios económicos.
Aprovechamiento de la directividad
El aspirador de una máquina tomaba el aire junto al trabajador que la manejaba. Girando simplemente el ventilador para que la toma tuviera lugar por el otro lado, se
consiguió reducir la exposición del operario en 6 dBA. (Figura 5. 26).
Figura 5.26.
Aprovechamiento de la
directividad
para reducir la
exposición al
ruido.
41
DI= 10 log 2/0,5 = 10 log 4
10 - 0,6 = 6 dBA
Aislamiento acústico del operador
La automatización permite llevar a cabo el control remoto de máquinas y procesos,
desde un puesto de mando acústicamente aislado. (Figura 5. 27).
En estos casos debe tenerse en cuenta:
• Que la cabina esté construida con un material de capacidad aislante adecuada y
revestida interiormente de material absorbente del sonido.
• Que las puertas y ventanas tengan la misma m (peso/m2) que las paredes y el techo
de la cabina.
• Que la máquina esté aislada del suelo mediante soportes, para que no transmita sus
vibraciones a la cabina a través del suelo común.
También se podría aislar del suelo a la cabina.
La sala de control necesitará ventilación adecuada y, posiblemente, aire acondicionado en áreas calientes. De otra manera, existe el peligro de que las puertas sean abiertas frecuentemente para mejorar la ventilación, con la consiguiente pérdida de aislamiento.
Encerramiento parcial de una remachadora
En la remachadora de alta velocidad que muestra la figura 5.28-A, el sonido viaja directamente desde la máquina a los oídos del operario.
La figura 5.28-13 muestra la solución adoptada para reducir la exposición al ruido. La
máquina ha sido encerrada en el interior de una cubierta revestida interiormente con
un material absorbente del sonido. En la parte frontal de la cubierta, se ha colocado un
vidrio de seguridad. Cuando el ruido se dirige hacia los oídos del operario, el vidrio lo
refleja hacia las paredes revestidas de material absorbente.
De esta manera se reduce el nivel de ruido al que está expuesto el operador, pero
además, también se reduce el ruido que la máquina aportaba al resto de la planta.
Sierras Circulares
Cuando se lleva a cabo el corte de madera, plásticos rígidos, metales, etc., se producen elevados niveles sonoros en el puesto de trabajo, que pueden alcanzar valores de
100 a 115 dBA.
El ruido puede originarse por vibración y resonancia de la hoja, y por radiación del material que se corta. Aparece también, en ocasiones, un ruido importante debido a la
excitación aerodinámica del aire que rodea la hoja.
La resonancia de la hoja puede reducirse si se coloca, a cada lado de la misma, un
disco de algunos milímetros de espesor, de un material viscoelástico que cubra por lo
menos un 30% de la superficie de la hoja, comprimido a su vez por otro disco metálico
del mismo diámetro que el anterior, formando una especie de sándwich. (Figura 5. 29).
La radiación del material se puede reducir algo, si se mejora la sujeción.
42
En ocasiones, lo aconsejable es un cerramiento que reduzca la emisión sonora de la
hoja y la del material.
¿QUÉ PRODUCE RUIDO?
• Aparatos electrónicos; megafonía, radio,
televisión, etc.
• Golpes, alarmas, sirenas.
• Caídas.
• Escapes de aire comprimido.
• Reverberación.
• Chirridos.
• Vibraciones.
• Velocidad excesiva.
• Envejecimiento de equipos.
• Tubos de escape.
• Circuitos de fluidos.
• Desequilibrado, ventiladores, transp.
neumáticos.
• -Varios. Ocupar aparatos más silenciador
por ej. Electrodomésticos.
FORMA DE REDUCIR EL RUIDO
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Disminuir el volumen.
Reducir potencia, utilizar rampas.
Reducir altura, utilizar silenciadores.
Reparar fugas, utilizar silenciadores.
Mejorar la absorción del local.
Engrasar, afiliar.
Utilizar amortiguadores, sujetar.
Disminuir velocidad.
Mantenimiento.
Silenciadores.
Evitar resonancias y turbulencias.
Equilibrar.
• Parar, encerrar, apantallar, alejarse, protegerse, comprar silencio, disminuir el
tiempo de exposición, aprovechar la directividad. Identificar el ruido y usar el
sentido común.
Figura 5.27.
Aislamiento
acústico del
operador.
Figura 5.28.
Encerramiento
parcial de una
remachadora.
43
Figura 5.29.
Reducción del
ruido producido
por las sierras
circulares.
Figura 5.30.
Reducción del
ruido conseguida mediante la
instalación de
un panel sándwich en una
rampa de
transporte de
piezas.
NIVEL SONORO CONTINUO. EQUIVALENTE Y DOSIS
Para ciertos análisis de sonidos puede prescindirse de su comportamiento real mediante idealizaciones que simplifiquen su estudio pero que permitan mantener acotadas las variaciones de los parámetros sujetos a estudio. Tal es el caso de emplear
filtros de bandas de frecuencias para conocer el espectro del sonido en cuestión. La
escala en dB(A) es otro ejemplo.
En este sentido para prever el riesgo de hipoacusia por ruidos no impulsivos, puede
reemplazarse la evolución real de los ruidos por otro ficticio con un nivel constante con
la condición de mantener la misma energía sonora durante el lapso de estudio o permanencia. Por supuesto que esta simplificación hará perder propiedades del ruido real
como por ejemplo (y obviamente) su verdadera evolución temporal, pero cuando solo
se quiere determinar la agresión sobre el sistema auditivo, esa pérdida no es significativa.
Esto se hace dentro del marco del llamado "Principio de Igual Energía" que postula
que el riesgo de hipoacusia está dado por la dosis de ruido recibida es decir, por la
acumulación de energía sonora a lo largo del tiempo de agresión. Así se ha definido el
índice llamado Nivel sonoro continuo equivalente (NSCE) que es el resultado de reemplazar a la evolución temporal del nivel sonoro real expresado en dB(A), por un
valor promedio que conserve la misma dosis.
Supóngase que durante el tiempo t, el nivel sonoro se mantiene en un valor Lt expresado en dB(A), durante el tiempo t2en un valor L2, etc. todo lo cual se registra a lo
largo de un tiempo t. Para calcular la energía sonora total que ha estado presente durante ese tiempo t, se debe sumar la energía correspondiente a cada intervalo t. El
valor medio de esa sumatoria dado por la expresión (A) es lo que define al NSCE.
44
En la que:
A modo de ejemplo, sea el caso muy simplificado de un ruido que está caracterizado
en la tabla 5 para una jornada de 8 h.
Aplicando la definición anterior se llega a:
NSCE = 10 Log (10 8,5 x 1 + 10 9,5 x 5 + 10 9,5 x 2)/(1+5+2) =
=10 Log (14550978860/8) = 91,5 dBA
Entonces, si un ruido tiene durante 8 h un nivel sonoro constante de 91,5 dB(A), la
energía recibida en el mismo lapso (dosis) es la misma que la que corresponde al sonido original de la tabla, por lo que ambos representarían el mismo riesgo de hipoacusia. En realidad esta conclusión es válida para dosis consideradas durante tiempos
prolongados de exposición. Las estadísticas sobre riesgo de hipoacusia por ruidos
consideran exposiciones durante tiempos del orden de 20 años.
TABLA PARA CÁLCULO DE NSCE
Durante t¡
Con un nivel L¡
1h
85 dB(A)
5h
90 dB(A)
2h
95 dB(A)
Una información equivalente se logra directamente mediante el cálculo o la medición
de la dosis (D) de energía sonora recibida. Esta se define como la relación entre los
tiempos a los que se está expuesto a cada nivel sonoro y los permitidos para esos
mismos niveles:
Donde para cada i = 1, 2, ... n, Ti, es el tiempo en que estuvo presente el nivel sonoro
N¡ para el cual está permitido un tiempo máximo t¡. Surge inmediatamente que este
valor debe ser menor que la unidad para que la dosis sea menor que el máximo permitido (NSCE = 85 dB(A) o D = 1).
La expresión que permite calcular el tiempo máximo permitido para cada uno de los
denominadores es la siguiente:
ti = 8 x 10 (85-Li/10)
Dando el resultado en horas y fracción decimal.
Por extensión, si se conoce el NSCE total, la expresión (16) permite calcular el tiempo
total t permitido reemplazando N¡ por NSCE. Este valor corresponde a los dados en la
Tabla 5. Tabla
para cálculo de
NSCE.
45
Tabla 3 del Anexo V del Decreto 351/79. Inversamente, dado el tiempo t se puede calcular el NSCE máximo permitido para esa exposición para no superar al equivalente
permitido de 85 dB(A) durante 8 h (apartado 2 del mismo anexo):
NSCE = 85 – 10 Log (t/8)
Aplicando la definición (15) al caso de los datos de la Tabla 5, [se reproducen en la
Tabla 6, con el agregado de una tercera columna con valores obtenidos mediante la
expresión (16)], se obtiene lo siguiente:
D = 1/25 + 5/8 + 2/2,5 = 0,04 + 0,625 + 0,8 = 1,465 > 1
Dado que NSCE y D son dos formas de expresar lo mismo, ambos pueden relacionarse mediante la expresión:
NSCE = 85 + 10log(D)
dB(A)
Dosis máxima admitida
Nm = 85 dB(A)
NSCE en dB(A)
q=5
86
8:00
90
4:01
95
2:01
100
1:00
1O5
0:30
110
0:15
115
0:08
Tiempos máximos permitidos
valores de q y
NSCE.
Nota: valores
redondeados al
minuto.
El significado de este parámetro válido solo para la interpretación desnivel sonoro continuo equivalente con q = 5 es que su valor representa un sonido tal que durante 1
segundo contiene la misma energía que el sonido verdadero durante el lapso t.
Básicamente es un NSCE normalizado a un lapso to.
PROTECCIÓN AUDITIVA
Para conocer la condición de las personas en un ambiente ruidoso cuando usan protectores auditivos personales, debe calcularse el nivel sonoro (NSCE) en el conducto
auditivo a partir de lo medido en el lugar y la atenuación del protector. A ese resultado
se aplican las conclusiones del Decreto 351/79 (Artículo 91 y apartado 11 del Anexo V,
en particular su punto 7).
La curva de atenuación se obtiene por mediciones del umbral de audición de 10 personas otológicamente normales, en condiciones de laboratorio de acuerdo con norma19, con y sin el protector, en 3 oportunidades diferentes. Se efectúan las diferencias
de los umbrales, de manera que se obtienen 30 datos para cada una de las 9 bandas
de frecuencias, con lo que se aplica un tratamiento estadístico del que resulta un valor
medio y un desvío estándar para cada banda. Estos dos conjuntos de datos deben
obtenerse en un Organismo Oficial (Decreto 351/79, Artículo 91) y suministrarse por el
(Artículo 91 y
apartado 11
del Anexo V,
en particular
su punto 7).
46
proveedor al usuario en forma gráfica o tabular. Los datos de la Tabla 9 siguientes
corresponden a un elemento real.
En la figura 16 se muestran curvas típicas de atenuación (intervalos de más/menos un
desvío estándar respecto de la atenuación media para cada frecuencia) de protectores
auditivos obtenidos por mediciones en condiciones de norma.
Parámetro
Banda de frecuencias [Hz]
125
250
500
1000
2000
3000
4000
6000
8000
Media
12,2
22,4
31,1
34,6
35,0
41,7
42,9
37,1
32,3
Desvío
2,2
12,7
4,1
3,6
2,4
4,2
2,7
3,7
3,1
El desvío estándar es una indicación de la dispersión de valores individuales de atenuación, y para asegurar que se contempla a todos los casos (en realidad al 97%) se
debería considerar que la atenuación es igual al valor medio menos dos veces el desvío estándar. Bajo esta hipótesis, el cálculo del NSCE en dB(A) en el canal auditivo
debería efectuarse siguiendo los siguientes pasos:
Tabla 9. Atenuación de un
protector auditivo.
Desvío estándar.
I. Restar dos veces el desvío estándar de la primera banda de frecuencias del valor
medio de atenuación para la misma banda. Repetirlo para cada una de las bandas.
II. Restar cada uno de esos resultados del correspondiente nivel del espectro del ruido (las de 3 000 y 6 000 Hz no se emplean).
III. Sumar (con su signo) a cada resultado, el valor relativo de la curva de compensación A (Tabla I).
19 Norma IRAM 4 060: "Protectores auditivos - Método Subjetivo para la Medición de
la Atenuación Sonora". IV. Calcular el equivalente en la escala A del nuevo espectro
así corregido; El NSCE resultante es el que debe evaluarse.
Como ejemplo, sea el espectro siguiente al que le corresponde un valor de 98 dBA):
Banda de frecuencias:
125
250
500
1000
2000
4000
Hz
Nivel sonoro:
86
87
91
95
90
85
dB
Y el protector auditivo de la Tabla 9 que se emplea en el lugar donde se registra ese
espectro.
La aplicación de los pasos a este ejemplo son (se obvian las bandas de 3 000, 6 000 y
8 000 Hz):
Tablas
I. Atenuación media:
12,2
22,4
31,1
34,6
35,0
42,9
dB
-2x desvío:
4,4
5,4
8,2
7,2
4,8
5,4
dB
Atenuación “real”
7,8
17,0
22,9
27,4
30,2
37,5
dB
II. Espectro:
86
87
91
95
90
85
dB
Atenuación:
7,8
17,0
22,9
27,4
30,2
37,5
dB
Espectro en oído
78,2
70
68,1
67,6
59,8
47,5
dB
I. La suma
energética de la
última línea: 71
dB(A) es el
resultado final.
Sobre este
valor debería
aplicarse los
efectos del
ruido.
47
III. Espectro:
78,2
70
68,1
67,6
59,8
47,5
dB
Perfil A:
-16,1
-8,6
-3,2
0
+1,2
+1,0
dB
Espectro en dB(A):
62,1
61,4
64,9
67,6
61,0
48,5
Es muy importante destacar que si bien ésta debería ser la forma de tratamiento de los
datos de atenuación de protectores, el Decreto 351/79, no se contempla el desvío estándar. De esta forma, el cálculo del NSCE en este caso comienza desde el punto II
del listado dado que se siguió.
Si no se hubiera tenido en cuenta el punto I, (es decir el desvío estándar) se llegaría al
valor final de 65 dBA), 6 dB(A) menor que el anterior (cálculo que queda a cargo del
lector). Representa una "atenuación adicional gratuita" por el solo hecho de un manejo
diferente de los datos del protector.
48
UNIDAD IV
FISIOLOGÍA DE LA AUDICIÓN
FISIOLOGÍA DE LA AUDICIÓN
El sonido o energía acústica se crea cuando el equilibrio del aire es perturbado mecánicamente. Las variaciones de la presión del aire que se crean, se propagan desde la
fuente en forma de onda.
Cuando la energía vibratoria incide sobre el oído, es registrada por el cerebro por intermedio de los tres principales componentes del aparato auditivo:
•
•
•
Oído externo.
Oído medio.
Oído interno.
Oído externo
El oído externo comprende el pabellón y el conducto auditivo de unos 3 cm. de longitud y 0,7 cm. de diámetro que comienza en el pabellón y termina en el tímpano. Está
formado de tal manera que las ondas sonoras que inciden sobre él son recogidas y
propagadas a través del aire que se encuentra dentro del conducto auditivo y actúan
sobre la membrana timpánica, haciéndola vibrar.
La propagación sonora dentro del mismo, es exclusivamente aérea.
Oído medio
El oído medio está limitado por el tímpano en uno de sus extremos, y por las Ventana
Oval y Redonda en el otro; consta de una pequeña cavidad de unos 2 cm3 de volumen, dentro de la que se encuentran tres pequeños huesos, conocidos respectivamente como el Martillo, Yunque y Estribo. El Martillo se encuentra pegado al Tímpano y
junto con el Yunque forman una palanca que actúa sobre el Estribo el cual se encuentra pegado a la Ventana Oval en la pared que separa los Oído Medio e Interno. Debido
a que el área de la Ventana Oval es mucho menor que la del Tímpano, la presión ejercida sobre el Oído Interno es considerablemente mayor que la que recibe el Tímpano.
(El Oído Medio se puede asemejar a un mecanismo transformador elevador, con una
relación de 20 a 1).
El Oído Medio se comunica con la Cavidad Bucal mediante un conducto denominado
Trompa de Eustaquio, cuya función es equilibrar las presiones estáticas del aire que
puedan aparecer sobre el Tímpano.
49
También posee dos músculos, uno que actúa sobre el Tímpano y el otro sobre el Estribo. Estos conforman un dispositivo protector, y reducen la sensibilidad del oído
cuando éste es estimulado a la acción refleja por sonidos intensos.
El Oído Medio, por lo tanto, transmite la energía sonora en el aire hacia el fluido del
Oído Interno, a través de la membrana de la Ventana Oval.
Oído interno
El Oído Interno está formado por un conjunto de pequeños tubos y cámaras ubicados
en el hueso Temporal; también se lo llama Laberinto.
El órgano cuya función está ligada en primer lugar con la Audición es el Caracol o Cóclea, (una cavidad en forma de espiral similar al caparazón de un caracol) que desenrollándola tiene una longitud de 35 mm aproximadamente, y en su primera vuelta un
diámetro de 3 mm.
En su parte media la Cóclea está dividida mediante la Partición Coclear de una consistencia en parte ósea y en parte gelatinosa; sobre esta última se encuentra la Membrana Basilar que contiene al órgano de Corti o terminación del Nervio Auditivo. Dicha
membrana se extiende hasta casi la cima del Espiral, pero dejando una pequeña abertura en el extremo llamada Helicotrema.
La Cóclea se encuentra llena de líquido, la parte superior (Conducto Vestibular) comienza la Membrana Oval, mientras el conducto inferior se cierra en la Ventana Redonda, que deflexiona para aliviar la presión.
Cuando el Estribo ejerce sobre la Membrana Oval un pulso de presión lentamente
aplicado, el fluido se desplaza a través del Helicotrema, hacia el pasaje inferior (Conducto del Tímpano).
Sobre la Membrana Basilar, se encuentra el órgano de Corti, compuesto por aproximadamente treinta mil células auditivas pilosas (filetes nerviosos) altamente sensitivas,
llamadas Células Ciliares.
La deformación (ver gráfico) dobla las crestas de las Células Ciliares, estimulando los
terminales nerviosos en sus bases. De tal forma, el espectro de energía sonora es
convertido en el órgano de Corti en potenciales de acción en el Nervio Auditivo (la vibración de naturaleza mecánica se transforma en señales nerviosas de naturaleza
electroquímica) transmitiendo el estímulo hacia el centro auditivo del cerebro.
La reacción de la Membrana Basilar, varía con la frecuencia de la energía sonora incidente, produciendo cada tono la máxima vibración en una porción diferente de la
membrana.
Características.
50
Los sonidos de frecuencia elevada, producen una reacción que no se extiende demasiado de la Ventana Oval, pero a medida que las frecuencias se reducen, el área de
máximo desplazamiento se aleja en forma progresiva desde el extremo de la ventana.
SENSIBILIDAD DEL OÍDO
El sonido se desplaza en ondas y es la frecuencia del mismo la que determina la velocidad a la cual vibran el Tímpano y los otros componentes del sistema auditivo, mientras que el nivel de presión del sonido afecta la magnitud de la oscilación.
El cerebro, entonces, registra estos movimientos como lo que comúnmente llamamos
tono y sonoridad.
Sonoridad es la sensación subjetiva de fuerza del sonido, la magnitud física equivalente es el nivel sonoro (se dice que el sonido posee mayor sonoridad cuando se percibe
como más fuerte).
En realidad, solamente escuchamos una pequeña porción de todos los sonidos a los
cuales estamos expuestos; no podemos escuchar sonidos muy débiles, ni tampoco
ondas sonoras por arriba o por debajo de ciertos límites. Estos límites o umbrales varían de persona a persona, pero genéricamente hablando, el rango de las frecuencias
audibles varía entre 20 Hz. a 20.000 Hz.
La sonoridad tiene un límite inferior que es el umbral de audición, y un límite superior
más difícil de definir llamado umbral de la sensación desagradable, que es donde la
sensación auditiva se convierte en molestia.
51
El umbral de la sensación desagradable es aproximadamente el mismo, a través de
todo el rango de las frecuencias audibles. Las curvas de los dos umbrales y el rango
de frecuencias 20 Hz. - 20.000 Hz) encierran el área audible para los seres humanos.
Para poder comparar las diferencias en la intensidad del sonido, se ha construido una
escala logarítmica basada en el umbral de audición, fijado en 1.000 Hertz, siendo el
decibel (dB) la unidad práctica.
Se utiliza una escala logarítmica debido a que los sonidos que nos interesan se extienden en un amplio rango, por ejemplo la intensidad sonora de 120 dB (umbral de la
sensación desagradable) es en términos absolutos 1012 veces mayor que para una
nota de 1.000 Hz. en el umbral de la audición (ver gráficos).
Características
de la sonoridad.
El oído tiene la mayor sensibilidad en el rango de frecuencias 1.000 a 4.000 Hz., fuera
de esta banda de frecuencias el umbral de audición es progresivamente más alto tanto
hacia arriba como hacia abajo en la escala de frecuencias.
Es notable como a medida que aumenta el nivel, la sensibilidad deja de ser selectiva
con la frecuencia.
El umbral de audibilidad varía hasta aproximadamente 80 dB con la frecuencia, en
cambio, el nivel de molestia no alcanza los 10 dB de variación, aplanándose la curva
en el nivel de daño, lo que indicaría una especie de saturación del Nervio Auditivo.
Nivel de presión sonora re 2x10-5 N/m2.
(1) Nivel de
Daño.
(2) Umbral de
Molestia.
(3) Umbral
Audiométrico.
(4) Umbral de
Audibilidad.
52
La sensibilidad del oído varía con la edad (también con el sexo), este fenómeno es
denominado Presbiacusia, la cual varía con frecuencia, siendo mayor para las frecuencias agudas (ver gráfico).
Como todos los casos relacionados con el hombre, estos datos son estadísticos y los
valores varían con los individuos, razón por la cual se encuentran frecuentemente personas que, pese a su edad, gozan de excelente audición.
CÓMO SE DETECTA EL DAÑO AUDITIVO
Muchas personas se engañan a sí mismos, con la idea de que el ruido es algo a lo que
uno “se acostumbra”.
La verdadera razón por la cual las personas, luego de un período de exposición, ya no
se ven afectadas por el ruido, es porque están sufriendo de un impedimento auditivo
sobre el rango de las frecuencias correspondientes a la parte más potentes del ruido.
Por lo tanto, una persona que se “ha acostumbrado” a un ruido, puede haberse vuelto
insensible a todos o parte de las frecuencias componentes de ese ruido.
Como previamente fue descripto, la sensación de sonido se origina cuando una onda
de presión golpea sobre el oído y provoca la vibración de la membrana Basilar, en el
Caracol. La posición de la máxima vibración a lo largo de la membrana, depende de la
frecuencia del sonido incidente. En el momento de máxima vibración, las células pilosas (Ciliares) están dobladas por una fuerza considerable, por lo tanto, si las mismas
células son constante y poderosamente excitadas durante un tiempo considerable, el
efecto es su cansancio y paralización temporaria. La persona entonces, tiene dificultades para oír.
Si las células Ciliares pueden descansar luego de un esfuerzo no demasiado intenso,
pueden recuperarse y recobrar su función normal; pero si el esfuerzo se repite día tras
día, las células Ciliares pierden eventualmente su habilidad de recuperación.
Pérdida y recuperación células Ciliares.
53
Las frecuencias por sobre el rango del habla, son las primeras en desaparecer. Con el
tiempo la caída auditiva se extiende a los propios rangos de la frecuencia del habla.
Primeramente desaparecen las consonantes y luego las vocales (ver gráfico).
La pérdida auditiva puede medirse por medio de un audiómetro, de tono puro o de
ensayos oratorios (Logoaudiometría).
LA MEDICIÓN DE LA SENSIBILIDAD AUDITIVA (AUDIOMETRÍA)
La medición completa de las características del oído, es un examen muy complejo,
que lleva mucho tiempo y exige la intervención del especialista otorrinolaringólogo.
Desde el punto de vista laboral, se realiza una versión muy simplificada del mismo,
cuyo resultado es la simple determinación de si estamos frente a un oído sano o no,
sin determinar el tipo de dolencia. Se trata de la audiometría por vía aérea, que los de
habla inglesa denominan "scree-ning" y que nosotros a veces llamamos "de muestreo"
o de "uso general".
Es la medición de la sensibilidad del oído en el umbral, mediante la aplicación de tonos
puros, por vía aérea. Para ello se introduce al sujeto en un recinto silencioso, denominado cámara silente. Se le colocan auriculares y se le pide que oprima un pulsador
cada vez que escucha un sonido. En otro recinto adyacente, utilizando un generador
de señales especial (el audiómetro), la persona que efectúa el examen, suministra
señales sonoras al sujeto. Dichas señales consisten en tonos puros de nivel variable y
de frecuencias prefijadas y que están normalizadas internacionalmente. Son: 125, 250.
500 Hz. l, 2, 3, 4, 6 y 8 Khz. Se aplican a cada oído por separado.
El resultado se denomina audiograma y tiene aspecto similar al ilustrado en la figura
86-a. En abscisas figuran los dB en menos (hacia arriba) o en más (hacia abajo) que
necesita el sujeto para detectar el sonido, respecto a un cero internacional, denominado “cero audiométrico”.
Medición de la
sensibilidad
auditiva.
54
Figura 86-a.
Audiograma de,
oído con hipoacusia, en su
comienzo.
UMBRALES AUDITIVOS
El umbral de audibilidad para una señal dada es la mínima presión sonora eficaz que
puede tener esa señal para despertar una sensación auditiva (en ausencia de todo
ruido) y alcanza un valor de 0,0002 microbares o dinas/cm2 que equivale a 0 dB.
El límite superior de audibilidad es muy variable de un sujeto a otro. Se encuentra que
las personas jóvenes pueden oír hasta los 20.000 Hz, si el tono tiene la intensidad
necesaria.
Las personas de edad media oyen hasta los 12.000 o los 16.000 Hz.
Umbral de
audibilidad
El umbral de audibilidad varía por muchos factores.
Varía en primer término, de una persona a otra. Aún para el mismo sujeto, varía de un
día para otro y de una hora para otra.
Después de la exposición a un ruido moderado, se produce una ligera sordera, temporada, que desplaza el umbral hacia arriba.
Uno de los principales factores que afectan el umbral de audibilidad es la edad.
En la figura 87, vemos los resultados de los estudios de la pérdida progresiva de la
sensibilidad auditiva con el aumento de la edad.
UMBRALES DE TOLERANCIA
En el otro extremo del rango de intensidades audibles son de interés los niveles sonoros máximos que el oído puede soportar sin incomodidad o dolor.
Los sujetos a los que se presenta una señal con auriculares informan que comienzan a
experimentar incomodidad cuando los tonos puros alcanzan niveles mayores que 110
dB (re. 0,0002 microbar), según se expresa en la siguiente tabla:
Umbral de
Tonos puros
Oídos descansados
Oídos expuestos
Incomodidad
110
120
cosquilleo
132
140
Dolor
140
Dado inmediato
+ 140-----
Niveles sonoros
máximos
55
Figura 87
Se produce una sensación de cosquilleo desagradable, cuando los niveles alcanzan a
los 120 dB.
El dolor se presenta de una manera definitiva a los 130 dB.
Estos valores parecen ser independientes de la frecuencia entra 500 y 8.000 Hz.
La Audiometría Sistemática
La audiometría por vía aérea, sirve únicamente para detectar alguna anomalía en la
audición, sin que de ella se pueda deducir cuál de las partes del oído están afectadas,
ni tampoco la causa.
No obstante, la audiometría permite detectar la afección en sus comienzos, aún antes
de que el operario tenga conciencia de que "algo" anda mal. En ello radica su máxima
utilidad y justifica la aplicación amplia en el campo laboral.
Más adelante veremos algunos criterios sobre máximos niveles sonoros compatibles
con la salud auditiva. Son el resultado de trabajos efectuados sobre muestras estadísticamente significativas. De modo que son aplicables al "hombre promedio", pero no a
todos los hombres. Dicho de otra manera, son niveles que protegen a la gran mayoría
pero no a todos. De modo que siempre habrá individuos hipersensibles, para los que
los ambientes saludables para la mayoría, serán nocivos, del mismo modo como hay
sujetos que toleran niveles considerados peligrosos para la mayoría.
Es por esta, razón, que se impone la audiometría sistemática. Gracias a su aplicación
podemos:
• Detectar pérdidas de sensibilidad auditiva existentes o incipientes.
• Localizar problemas en el aparato auditivo y enviar al sujeto al especialista.
La audiometría sistemática consta de los siguientes pasos:
Audiometría
56
AUDIOMETRÍA SISTEMÁTICA
Examen preocupacional. Examen a los tres me- Examen a los
Audiometría de
Sirve para saber el esta- ses. Sirve para ver si el
6 meses.
seguimiento. Se
do del oído del sujeto al ambiente dentro del cual Confirma las efectúa anualmenentrar en la Planta. Tiene se desempeña el sujeto conclusiones
te y completa la
valor legal en caso de
no afecta su audición;
anteriores;
ficha clínica del
pleito;
sujeto.
Aparentemente estaríamos frente a algo complejo, que requiere el uso de instrumental
y personal costosísimo cuya utilidad es dudosa o sofisticado.
Todo lo contrario. El costo de un instrumento del tipo que nos interesa no es muy elevado y el manejo lo efectúan un audiometrista, que no necesita estar permanentemente en el establecimiento, a menos que el número de operarios lo exija. De modo que el
costo completo del examen supera con creces la utilidad que brinda. Dejando de lado
el aspecto humanitario del problema (que es el que tendría que privar) piénsese en los
problemas laborales que se obvian, con la simple aplicación de un programa completo
de audiometría.
La logoaudiometría, realizada dentro de un nivel conocido de ruido, puede determinar
la capacidad de la persona para comprender el habla en su lugar de trabajo.
Los daños auditivos producidos por el ruido, provocan con frecuencia de acuerdo a su
magnitud, la generación, de impulsos nerviosos.
Función de la
logoaudiometría
Esto se percibe como un silbido (Acúfenos), la sensación de escuchar se experimenta
sin mediar estímulos externos, síntoma que puede causar angustia psicológica como
el daño auditivo.
EFECTOS DEL RUIDO SOBRE EL OÍDO HUMANO
En nuestra exposición nos limitamos solamente a los efectos producidos por los ruidos
denominados "peligrosos" y que se caracterizan por afectar la salud del órgano auditivo. Los denominados "molestos" pueden tener efectos perniciosos sobre el sistema
nervioso y/o efectos sobre la vida neuro-vegetativa del organismo. Pero al dejar indemne al oído, no entra en la categoría, de los peligrosos.
Tampoco nos referimos a los impulsivos. Estos últimos pueden llegar a afectar al oído.
No obstante, hasta el presente no contamos con suficientes conocimientos como para
poder delimitar las características que los convierten en nocivos. Contrariamente a lo
que sucede con los de carácter continuo, los impulsivos tienen muchas más variantes
razón por la cual no se ha podido hasta el presente determinar los efectos de cada una
de ellas, a pesar de que se está trabajando activamente en todo el mundo.
Los ruidos continuos se caracterizan por su nivel y su contenido de frecuencias. Otra
variante que interviene es el tiempo de exposición del operario, dentro del ambiente
ruidoso.
De acuerdo con el tipo de efectos producidos por los ruidos, podemos hacer otra división entre:
TIPO DE EFECTOS PRODUCIDOS POR LOS RUIDOS
Los que provocan daños inmediatos, y
Los que ocasionan luego de largos
años de exposición.
Ruidos que
afectan la salud
del órgano
auditivo.
57
Tal vez los primeros sean los más conocidos por la gente en general y a los que se les
teme más. Son ruidos que superan los 130 dB. A veces son de carácter impulsivo
(disparos, explosiones). Por lo que raramente se dan en el ámbito industrial, salvo en
caso de accidentes. Son excepciones la industria minera, la caminera, fábricas de armas y lógicamente las fuerzas armadas y las del orden.
Los efectos de este tipo de ruidos se caracterizan por el desgarramiento del tímpano,
la dislocación de la cadena de los huesecillos en el oído medio, o incluso daños en el
oído interno. Generalmente vienen acompañados por intenso dolor, pérdida de sangre
por el oído afectado y a veces pérdida del equilibrio. Contrariamente a lo que se piensa, no siempre se trata de sorderas definitivas, ya que la cirugía del oído medio puede
llegar a hacer verdaderos milagros. A su vez el tímpano cicatriza con mayor o menor
facilidad.
Efectos graves
como causa de
ruidos
El mecanismo de la pérdida de audición causada por los ruidos del segundo tipo es
completamente distinto y viene asociado más bien con el fenómeno de la fatiga del
nervio de la audición.
En efecto. Durante la jornada laboral, se produce lo que podríamos denominar el cansancio del oído, que se traduce en una pérdida de sensibilidad auditiva y que se pone
de manifiesto mediante la audiometría. Esta pérdida es más pronunciada en las frecuencias agudas y está centrada particularmente alrededor de los 4 Khz.
Se trata de una pérdida temporal la que podemos atribuir al cansancio del nervio auditivo. Al abandonar el trabajo el operario y durante las horas restantes antes de la jornada siguiente, el oído se repone totalmente, de modo que el proceso se reinicia, sin
dejar efectos permanentes.
Si en cambio, la naturaleza de los ruidos es tal, que sus efectos no desaparecen durante el lapso existente entre dos jornadas laborales, comienza un proceso de paulatino deterioro de la audición, que se caracteriza por una pérdida de sensibilidad auditiva, esta vez permanente y lo que es peor irreversible. 0 sea que dicha sensibilidad no
puede ser recuperada aún si el operario es retirado de la zona de trabajo y ubicado en
un sitio silencioso.
La razón de lo permanente del daño, estriba en el hecho de que dicha pérdida está
radicada en el nervio. Se trata de un desgaste de sus terminales. Como todo tejido
nervioso, éste no se repone por lo que la lesión toma carácter de permanente.
No se trata de un proceso que abarque a todas las frecuencias por igual ni tampoco es
de carácter inmediato, como ya se indicó. Todo lo contrario. Es un proceso que dura
años y que comienza con una pérdida en los agudos, para luego abarcar el resto de la
gama audible.
En las figuras 86 están ilustradas tres etapas de dicho proceso. En 86-a, estamos en
los comienzos. El sujeto no nota absolutamente ningún impedimento para oír la palabra hablada, por lo que el proceso pasa inadvertido.
En 86-b si bien la pérdida es mucho más notable, todavía puede no notarla, sobre todo
por un mecanismo "machismo" y de falso pudor, oculta asimismo de que "algo anda
mal". Recién un estado como el ilustrado en 86-c, lo hace acudir al médico para ver
qué sucede, ya que "a veces" no oye bien.
Pérdida temporal y cansancio
del nervio auditivo.
58
Figura 86-b.
Hipoacusia
poco avanzada.
Figura 86- c.
Hipoacusia muy
avanzada.
Todo este proceso puede demandar años y venir complicado con otro proceso, esta
vez natural, que consta en la pérdida de sensibilidad auditiva con la edad y que, por lo
tanto, afecta a todos.
Actualmente se conocen muy bien las características que definen al ruido como peligroso. En nuestro país una norma IRAM, cuantifica los niveles máximos a los que
puede estar sometido el operario sin riesgo alguno. Se trata de valores que varían con
la exposición y que toman como base los 90 dB (A), para exposición de 8 (ocho) horas
de labor, en una semana normal de trabajo. Para exposiciones menores se admiten
valores mayores, ya que si bien el oído se cansa más tiene luego más tiempo para
reponerse.
Estos valores son válidos solamente para ruidos de banda amplia, o sea los que no
contienen tonos audibles. Si existieran éstos, se imponen una medición en bandas de
octavas y una evaluación más compleja.
De todos modos volvemos a insistir con lo que se dijo al respecto de la audiometría
sistemática. Es necesario realizarla para verificar si los ruidos existentes no perjudican
a la audición particular de cada operario, a pesar de que los niveles fueran por debajo
de los máximos admisibles.
En efecto, los valores de una norma IRAM, responden a estudios realizados sobre un
gran número de personas y representan promedios estadísticos, que por ser tales no
son de aplicación automática sobre toda la población. Habrá quienes soporten ruidos
de niveles mayores sin problemas, como habrá también oídos hipersensibles que serán afectados aun a niveles más bajos. Es por ello que se hace imprescindible la realización de este examen a todos y cada uno de los operarios sometidos al ruido.
La necesidad
de la realización de este
examen.
59
UNIDAD V
LA MEDIDA DEL RUIDO
NECESIDAD DE MEDIR EL SONIDO
En mayor o menor grado, estamos continuamente rodeados de sensaciones sonoras.
Como ya hemos dicho en el capítulo 1, cada persona se desenvuelve en varios ambientes acústicos a lo largo de la jornada y por lo tanto está expuesta a diversos niveles de ruido, que oscilan, normalmente, entre los 10 y los 110 dBA.
Por otro lado, los niveles sonoros del entorno en que nos desenvolvemos son cada
vez mayores, fenómeno éste que crea conflictos de toda índole. Por este motivo la
sociedad ha reaccionado contra tal situación, promulgando reglamentaciones antirruido y normas de higiene y seguridad, al objeto de lograr un clima sonoro más tolerable.
Por todo lo expuesto, la evaluación de los niveles sonoros existentes en una zona determinada, es una operación necesaria e imprescindible para lograr un conocimiento
de la situación acústica que permita determinar la gravedad del problema y realizar un
diagnóstico de la situación de partida, como etapa previa a todo programa de reducción del ruido, tanto ambiental como procedente de fuentes específicas. La medición
de un sonido o ruido es un proceso complejo que a veces hay que realizar en situaciones adversas. Es por ello que la preparación de la operación y las estimaciones iniciales constituyen una fase muy importante de la evaluación del ruido, ya que pueden
ahorrarnos, posteriormente, tiempo y exposiciones prolongadas e innecesarias.
Reglamentaciones antirruido y normas de
higiene y seguridad.
EL SONÓMETRO
Un sonómetro es un instrumento diseñado y construido para responder al sonido de
forma parecida a como reacciona el oído humano, y para obtener medidas objetivas
reproducibles del nivel de presión acústica LP o nivel de presión sonora NPS; SPL en
inglés. (Figura 4.1.)
Funciones del
sonómetro.
Figura 4.1.
sonómetro.
En cuanto a su precisión, los sonómetros se clasifican, según normas internacionales,
en los siguientes tipos:
60
Básicamente, un sonómetro consta de los siguientes elementos. (Figura 4.2.):
Figura 4.2.
Esquema elemental de un
sonómetro.
Un micrófono que recibe las variaciones de presión sonora y las convierte en señales
eléctricas equivalentes. Es la parte de aparato más expuesta al deterioro, por lo que
habitualmente va protegido con una bola de espuma de poliuretano (material ligero de
poro abierto, que no dificulta la recepción del sonido).
Componentes eléctricos y electrónicos para amplificar y procesar las señales, detectar
sobrecargas, retener resultados, etc.
Uno o varios filtros (redes) de ponderación de frecuencia.
Un detector para la determinación del valor eficaz y del valor de pico para ruidos de
impacto. Ambos conceptos; valor de pico y valor eficaz se aclaran más adelante.
Un visualizador de los resultados, analógico o digital.
Una carcasa de protección equipada con varios mandos y, a veces, con salidas de
señal para conectar el sonómetro a otros aparatos (analizadores de ruido, registradores, etc.).
FILTROS DE PONDERACIÓN
Como ya explicamos en el capítulo 2, para poder establecer los riesgos de lesión auditiva con la mayor precisión posible, es necesario, que el sonómetro registre el ruido de
forma similar a como lo hace el oído humano, es decir, que pondere el nivel de presión
sonora en función de la frecuencia. Ésta es precisamente la misión de las redes o filtros de ponderación de los sonómetros. Tales redes producen una ponderación (reducción o aumento) de la medida, en función de la frecuencia, que responde a las curvas A, B, C y D de la figura 4.3.
Como puede verse en la citada figura, la red de ponderación A produce una atenuación relativamente importante de los sonidos de baja frecuencia, no modifica la medida
del sonido de alrededor de 1.000 Hz y aumenta algo la medida de los sonidos de entre
2.000 y 4.000 Hz. Ésta es precisamente la forma en que funciona el oído humano, que
percibe más débilmente los sonidos de baja frecuencia que los de alta, del mismo nivel
de presión sonora. Es decir, que utilizando el filtro que responde a la curva A, se logra
registrar el sonido de forma casi idéntica a como el oído humano lo percibe.
Además de las redes de ponderación citadas, los sonómetros suelen tener también
una red Lineal (Lin). Esta red no pondera la señal, sino que permite que pase sin modificaciones.
De lo expuesto se deduce que la red de ponderación A es la que debe emplearse para
realizar mediciones en el campo de la higiene industrial. Las redes B y D no tienen
aplicaciones de mayor interés, y la ponderación C se parece a la ponderación lineal
(de 0 dB).
61
El nivel de presión acústica medido con el sonómetro, se designará siempre por su
magnitud en dB seguida de la letra mayúscula correspondiente al filtro empleado, por
ejemplo dBA.
Si un sonómetro cuenta con los filtros de ponderación A y C (lineal), midiendo un ruido
con ambos filtros podemos estimar su frecuencia principal.
Lo invito a analizar este ejemplo
El ruido de fondo de una habitación, medido con un sonómetro, es de 40 dBA y 60
dBC. Si con la diferencia (20) entramos en las curvas de la figura 4.3, vemos que corresponde a una frecuencia de unos 100 Hz. Esta frecuencia nos pone sobre la pista
de que el ruido de fondo que estamos midiendo procede principalmente de ciertos
componentes de las luminarias fluorescentes (reactancias, cebadores...) que quizá
conviene sustituir. No obstante, para verificar esta hipótesis, es conveniente realizar
otra medición con las luces apagadas.
Valores pico y eficaz
Valor de pico es la medida que corresponde al máximo valor del nivel de presión acústica de ciertos acontecimientos muy ruidosos, generalmente de corta duración (explosiones, golpes, impactos...). Se determina para prevenir accidentes acústicos como la
rotura del tímpano.
Valor eficaz (R.M.S.= Root Mean Square = Valor medio cuadrático) es una medida de
la energía acústica del ruido. El valor eficaz proporciona una idea del nivel de presión
acústica, promediado a lo largo del tiempo que dure la medición del ruido.
Figura 4.3.
Filtros de ponderación disponibles en los
sonómetros.
Las medidas
con ponderación A se corresponden
muy bien con la
respuesta del
oído humano a
los ruidos complejos a todos
los niveles de
amplitud. A
1.000 Hz coinciden todos los
filtros de ponderación en el
valor 0 dB.
Valor eficaz es
una medida de
la energía
acústica.
La mayoría de los sonidos que se necesita medir tienen fluctuaciones de nivel en el
tiempo. Si estas fluctuaciones son rápidas, resultaría imposible obtener una lectura
concreta en la pantalla del sonómetro. Por esta razón se normalizaron las características de respuesta de los detectores de los sonómetros y se determinaron unas constantes de tiempo que rigen la reacción del aparato a los cambios de nivel de ruido.
Estas características o constantes de tiempo se denominan: Fast (rápido), Slow (lento); Impulse (impulso); y Peak (pico) y se pueden seleccionar en un conmutador que
tienen los sonómetros de cierta entidad. (Figura 4.4).
En la posición Fast" (rápido), cuya constante de tiempo es de 125 milisegundos, el
sonómetro presenta en su pantalla el nivel de presión acústica medido durante este
tiempo, y lo actualiza cada 125 ms, por lo que resulta difícil seguir la lectura.
Constantes de
tiempo: Fast
(rápido), Slow
(lento); Impulse
(impulso); y
Peak (pico).
62
En la posición "Slow" (lento), cuya constante de tiempo es de 1 segundo, el sonómetro
presenta una lectura del nivel de presión acústica medido durante ese tiempo, y la
actualiza cada segundo siguiente. Esta posición de medida es la más empleada, ya
que ayuda a promediar las fluctuaciones de la pantalla y facilita la lectura del valor
eficaz.
Si el sonido que se va a medir consiste en impulsos aislados o contiene una alta proporción de ruido de impacto, las respuestas temporales Fast" y "Slow" de los sonómetros, no son lo suficientemente cortas para dar una medida representativa de este tipo
de ruidos. Para tales medidas es necesario que el sonómetro cuente con una característica de respuesta denominada "impulse" (impulso), que tiene una constante de
tiempo de 35 ms., es decir, lo suficientemente corta para permitir la detección y la presentación de los ruidos de corta duración. En este caso, el sonómetro presenta y retiene en su pantalla el valor eficaz de presión acústica máximo medido.
Por último, la característica "Peak" (pico , tiene una constante de tiempo menor de 100
microsegundos, que permite medir y retener en la pantalla del sonómetro el valor máximo (pico) de los ruidos de elevado nivel de presión acústica y muy corta duración
(prácticamente instantáneos).
SONÓMETROS INTEGRADORES
Para detectar con precisión los componentes aleatorios de un sonido en el tiempo, se
utilizan los llamados sonómetros integradores, capaces de medir y calcular, automáticamente, los siguientes parámetros:
Nivel continuo equivalente J
Es el nivel de presión acústica eficaz ponderado A (en dBA) 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 período
de tiempo.
LAeq = 10 log 1/T Σxi.100,1.LpAJ
(Nivel sonoro continuo equivalente)
Xi = fracción de tiempo (T) sometido a LpAJ.
S xi = 1.
Los sonómetros integradores pueden ser de dos clases. (Figura 4.5). En unos el nivel
continuo equivalente es calculado constantemente y la pantalla presenta el LAeq verdadero desde el inicio de la medición. A medida que pasa el tiempo el valor se estabiliza, con lo que puede tomarse como representativo de un período mayor, sin necesidad de prolongar la medición. En otros, la energía se acumula durante períodos de
tiempo fijos, por ejemplo un minuto, y facilitan el valor correcto una vez transcurrido
dicho tiempo.
Los componentes aleatorios
de un sonido).
63
NIVEL DE EXPOSICIÓN SONORA SEL
Figura 4. 5. ASonómetro que
presenta el
LAeqJ verdadero
en cada momento. B- Sonómetro
que presenta el
LAeq 60 seg,
cuando deja de
parpadear la luz.
Las lecturas
obtenidas durante
el tiempo de
medición no
deben tornarse
en consideración,
ya que no representan más que
una acumulación
que sólo tiene
sentido cuando
ha transcurrido el
tiempo de integración prefijado
de un minuto.
Es el nivel de energía acústica ponderado A (en dBA), de un suceso, concentrado en 1
segundo. Es un valor que cuantifica la exposición sonora acumulada en el tiempo.
SEL = LAeq,T + 10 log T
Siendo T el tiempo en segundos.
La medida del SEL se utiliza para determinar la energía del ruido de un suceso o evento completo; coche que pasa; fabricación de una pieza; aplausos en un concurso.
Permite comparar fácilmente, desde el punto de vista acústico, dos fenómenos eventos. Por ejemplo:
• Mecanizado de una pieza con herramientas afiladas 100 dBA.
• Mecanizado de una pieza con herramientas desgastadas... 110 dBA.
En la tabla de la figura 4.6 se exponen diversos valores de la constante "10 log T", que
facilitan el cálculo del SEL a partir del LAeq,T.
SEL se utiliza
para determinar
la energía del
ruido.
64
Tiempo T
10 log T
Tiempo T
10 log T
1 seg.
0
1 día
50
2 seg.
3
1 semana
58
4 seg.
6
1 mes
64
10 seg.
10
1 año
75
1 min.
18
3 años
79
1 hora
36
5 años
82
8 horas
45
20 años
88
40 horas
52
40 años
91
2000 horas
69
65 años
93
100000 horas
86
100 años
95
Figura 4.6.
EL DOSÍMETRO PERSONAL DE RUIDO
La medida de exposición al ruido de los individuos que se mueven en ambientes acústicos muy diversos durante su jornada laboral, puede obtenerse utilizando un dosímetro de ruido. Estos aparatos son sonómetros acumuladores provistos de una red de
ponderación A, que proporcionan en valor promedio de los distintos ruidos medidos
durante el tiempo que el aparato ha estado funcionando.
Los dosímetros personales de ruido son portátiles y habitualmente se colocan en un
bolsillo del operario cuya dosis de ruido se desea medir. El micrófono captador, conectado al aparato mediante un cable, debe colocarse lo más cerca que sea posible del
oído del operario.
La lectura que proporcionan los dosímetros es precisamente la dosis de ruido o "cantidad" de ruido que soporta un trabajador, expresada como un porcentaje de la dosis
máxima permitida que tiene un valor del 100%. Las dosis máximas permitidas (o valores límite umbral) se han establecido para dar una idea a los higienistas, acerca de
cuál es el nivel de ruido, en función del tiempo de exposición, por debajo del cual la
mayor parte de los trabajadores expuestos no sufrirán daño en su capacidad auditiva.
Función de los
dosímetros.
Estos valores están obtenidos estadísticamente y son sólo orientativos, es decir, no
garantizan que con su cumplimiento se vayan a evitar lesiones auditivas en el 100%
de los trabajadores expuestos, ya que el daño auditivo depende -además del nivel de
ruido y del tiempo de exposición- de la sensibilidad del individuo. No son, por lo tanto,
de obligado cumplimiento, pero su uso es muy aconsejable. El gráfico de la figura 4.8
muestra las dosis máximas permitidas de ruido, según distintos criterios.
Figura 4.8.
Dosis máximas
permitidas de
ruido, según
distintos criterios. 1.O.S.H.A. 2.A.C.G.I.H. 3.ISO 1999 4.Suecia. Austria.
65
La buena práctica higiénica aconseja mantener los niveles de ruido tan bajos como
sea posible, y no tomar como objetivo de la lucha contra el ruido tan sólo el mantenerlo
por debajo de las dosis máximas permitidas.
RECOMENDACIONES PARA REALIZAR MEDICIONES
SONORAS
Durante las mediciones de ruido, si éste es muy elevado, la comunicación entre las
personas que intervienen se hace difícil, y si es pequeño los comentarios que se efectúan elevan el nivel sonoro y desvirtúan las mediciones. Por lo tanto, conviene celebrar
una reunión previa, en una sala apropiada, con las personas afectadas, para determinar todos los detalles y evitar interferencias posteriores que pueden crear situaciones
tensas. Para ello conviene determinar el método operativo siguiendo los siguientes
pasos:
• Recopilar con antelación la mayor documentación posible sobre el objetivo de la medición, personas implicadas, planos del lugar, características de las máquinas, normativa a emplear, etc.
• Acordar con las personas participantes el objeto de la medida, solicitar su colaboración en las mediciones, determinar los lugares y condiciones de la medición, estimar
el tipo de ruido y su nivel, elegir el equipo de medida apropiado, utilizar las técnicas
de medida que den mayor conformidad a las partes, concretar el tipo de informe de
medida a emitir, clarificar las dudas, etc.
• Comprobar que los instrumentos tienen las pilas cargadas, y llevar consigo las de
repuesto.
• Calibrar el equipo al comienzo y al final de la medición. (Figura 4.9).
• Comenzar las medidas en el margen dinámico superior del sonómetro.
• Decidir qué red de ponderación se va emplear. Normalmente la "A".
• Seleccionar la respuesta del detector correcta. Normalmente para impactos, "Peak";
para ruido estable, "Slow"; para ruido variable, "Slow", "LAeq" o "SEL" según convenga o se disponga.
Análisis en Bandas
• Durante la medida utilizar pantalla antiviento protectora de golpes, medir en el lugar
adecuado, dirigir el micrófono en el sentido apropiado (figura 4.10) seguir las instrucciones de los manuales de utilización ce los aparatos, alejar curiosos, comprobar todos los datos necesarios, etc.
• Realizar un informe de medida bien documentado.
Recordar que algunos informes hay que conservarlos durante 30 años.
Figura 4. 9.
Para obtener
mediciones
precisas, los
sonómetros
deben calibrarse. La forma de
realizar tal
operación consiste en colocar
un calibrador
acústico portátil
sobre el micrófono.
66
Figura 4. 10.
Características
de un sonómetro.
A. A una frecuencia de
1.000 Hz prácticamente no
influye el ángulo de la dirección en que
llega el sonido.
La práctica
confirma que
los ruidos son
más envolventes y menos
direccionales
cuanto menor
es su frecuencia.
B. A una frecuencia de
8.000 Hz, las
mediciones
pueden dar una
diferencia superior a 5 dBA, en
función de la
posición (dirección) en que se
sitúe el sonómetro en relación con la
fuente sonora.
67
UNIDAD VI
VIBRACIONES
GENERALIDADES
Ya se ha dicho que todo sonido tiene su origen en una vibración mecánica y por consiguiente éstas deben ser consideradas como las productoras del ruido y de sus efectos nocivos sobre el sistema auditivo del hombre.
Sin embargo, es necesario también considerar a las vibraciones en sí mismas como
responsables de una serie de molestias para el sujeto sometido a las mismas.
Se dan a continuación algunas definiciones sobre las vibraciones, como así también
una evaluación de sus efectos sobre el trabajador.
DEFINICIONES Y UNIDADES
Vibración: una partícula experimenta una vibración mecánica cuando a intervalos
iguales, pasa por las mismas posiciones animada por la misma velocidad. Se define
por su desplazamiento, velocidad, aceleración y frecuencia.
Desplazamiento (amplitud): es la distancia entre la posición de la partícula que vibra
y su posición de reposo. Generalmente nos referimos a la amplitud máxima.
Unidad: m
Velocidad: es la velocidad que anima a la partícula. Equivale a la derivada del desplazamiento con respecto al tiempo.
Unidad: m/seg.
Aceleración: es la variación de la velocidad por unidad de tiempo y equivale a la segunda derivada del desplazamiento con respecto al tiempo.
Unidad: m/seg2
Frecuencia propia del sistema: Es la frecuencia en la cual oscilaría el sistema si se
lo sacara de su estado de equilibrio. Es función de la masa y de la elasticidad de todos
los sistemas que lo componen.
Unidad: Hz.
Resonancia: cuando un sistema es excitado por una fuerza armónica externa, cuya
frecuencia es igual a la frecuencia natural del sistema, la amplitud de la vibración crece
y se dice que el sistema está en la resonancia.
Amortiguamiento: cualquier influencia que extrae energía a un sistema en vibración
se conoce como amortiguamiento.
Las definiciones dadas tienen sólo valor informativo y aclaratorio en tanto no están
fijadas por la norma IRAM CEAF 4036.
68
SUS EFECTOS SOBRE EL HOMBRE
Las vibraciones producen en el hombre efectos perjudiciales muy variados. Por ejemplo, las oscilaciones lentas de los barcos ocasionan descomposturas. Las vibraciones
de los vehículos fatigan y causan estados enfermizos. En los edificios destinados a
habitación u oficinas, las vibraciones son molestas, sobre todo por sus efectos sobre el
sistema nervioso.
Para el obrero que trabaja en permanencia en un ambiente sujeto a vibraciones los
efectos nocivos se presentan bajo la forma de fatiga, disminución de la productividad y
a la larga una enfermedad profesional.
El rango vibratorio de especial interés para el hombre es de 1 a 400 Hz aunque debe
mencionarse que la piel puede percibir vibraciones por arriba de 1500 Hz.
La vibración produce movimientos y desplazamientos relativos en el organismo. Si la
frecuencia de vibración está por debajo de 3 Hz, el cuerpo se mueve como una unidad
y los efectos adversos experimentados son del tipo asociado con enfermedades de
movimiento. A medida que aumenta la frecuencia de la vibración, varias partes del
cuerpo tienden a responder en forma diferencial a las fuerzas fluctuantes. Frecuencias
específicas dentro del rango de 4 a 12 Hz, por ejemplo, harán que las caderas, hombros y partes abdominales comiencen a resonar produciendo una amplificación de la
respuesta a la vibración. La dirección de la vibración y la posición de la persona (sentada o parada), tendrán alguna influencia sobre la cantidad lo mismo que sobre las
frecuencias específicas de la resonancia de estas partes del organismo. Entre 20 y 30
Hz el cráneo comenzará a resonar, lo que produce deterioro de la agudeza visual. Una
perturbación similar ocurrirá entre los 60 y 90 Hz, cuando los globos oculares muestran una tendencia a resonar con las fuerzas vibratorias.
Estudios en animales han demostrado que amplitudes altas de vibración de todo el
cuerpo (aceleraciones de 10 a 12 g (g es igual a 9,8 m/seg2) por corto tiempo, pueden
producir daños mecánicos al corazón, pulmones, cerebro, intestinos y otras partes de
la región abdominal. Estos tipos de lesiones inducidas por vibración parecen ser posibles en el hombre. Es demasiado temprano, sin embargo, para estimar, a partir de los
datos en animales, las condiciones de frecuencia, amplitud y tiempo de exposición que
producirá estos efectos en seres humanos.
Es también de importancia notar que una persona puede sufrir daños crónicos por
exposición a vibraciones de larga duración, que no producirán efectos agudos aparentes. Estos últimos se encuentran después de la exposición a golpes repetidos o sacudones al azar, como los que se experimentan en los vehículos en movimiento. Las
sacudidas en aeroplanos o en pequeños botes de alta velocidad, o el movimiento de
los tractores o de otros vehículos pesados sobre superficies ásperas, producen estos
movimientos bamboleantes. Son raras las lesiones agudas ocasionadas por estas
condiciones, pero son comunes las quejas por malestares. Los operadores de camiones o tractores, por ejemplo, sufren a menudo de lesiones al sacroilíaco. A veces se
sospecha de lesiones menores a los riñones y, raramente, pueden aparecer trazas de
sangre en la orina.
Las respuestas subjetivas a la vibración total del organismo incluyen la percepción del
movimiento, sensación del malestar, aprensión y dolores. Estas respuestas dependen
de numerosos factores, que incluyen la frecuencia y aceleración de la vibración y la
duración de la exposición. (Ver tabla 6).
Las reacciones fisiológicas a la vibración no han sido estudiadas todavía exactamente.
Se han encontrado cambios en la respiración, actividad del corazón y circulación periférica como respuesta a la vibración, pero parecen ser de naturaleza pasajera. Ciertos
Daños crónicos
por exposición
a vibraciones
de larga duración.
69
reflejos de postura, como la sacudida de la rodilla parecen ser inhibidos por el movimiento vibratorio.
EVALUACIÓN DE LOS EFECTOS
Un gran número de hombres de ciencia, entre los cuales podemos nombrar a: D.
Dieckmann, J. C. Guignard, W. M. Jacklin, F. J. Meister, H. Reither, y W. Zeller han
estudiado los efectos de las vibraciones sobre el hombre, para establecer las condiciones y escalas de percepción, como así también los límites admisibles.
Estudios recientes demostraron que para apreciar el efecto de las vibraciones sobre el
hombre, es necesario considerar, en orden sucesivo y en función de la frecuencia, el
desplazamiento, la velocidad o la aceleración de la vibración.
La tabla 5 indica el modo en que se percibe la vibración y el efecto sobre el trabajo del
hombre, en función de un coeficiente K de la fatiga, debido a las vibraciones.
Los valores de K están representados en las figuras 94 y 95 en función de la amplitud
del desplazamiento, de la velocidad y de la aceleración así como de la frecuencia.
Los diagramas de la figura 94, corresponden a vibraciones verticales, mientras que los
de la figura 95, corresponden a vibraciones horizontales. Observando la figura 94 se
ve que para frecuencias de hasta 5 Hz. los coeficientes K son proporcionales a las
aceleraciones. Luego, para frecuencias por debajo de 5 Hz, son las aceleraciones las
que proporcionan una indicación del efecto de las vibraciones. Para frecuencias entre
5 y 40 Hz. se debe hacer empleo del diagrama correspondiente a las velocidades,
mientras que, para frecuencias arriba de 40 Hz. el efecto de las vibraciones está determinado por la amplitud de los desplazamientos.
Para las vibraciones horizontales, figura 95, los correspondientes límites de frecuencias son: 2 y 25 Hz.
K
Modo de percibir las vibraciones
Efectos de las vibraciones sobre
el trabajo
0,1
Ondas suaves, apenas perceptibles.
No impiden el trabajo.
0,1-0,3
Perceptibles, no molestas, soportables gran tiempo.
No impiden el trabajo.
0,3-1
Fácilmente perceptibles, desagradables a largo tiempo, soportables.
No impiden el trabajo.
1-3
Fuertes, desagradables a largo
tiempo, pero aún soportables.
Dificultan el trabajo en cierta
medida.
3-10
Desagradables, insoportables a
largo tiempo, tolerables 1 hora a lo
máximo.
Dificultan el trabajo pueden aún
ser toleradas.
10-30
Muy desagradables, soportables
durante 10 minutos a lo máximo.
Permiten apenas trabajar.
30-100
Extremadamente desagradables,
soportables duran te 1 minuto a lo
máximo.
No permiten más trabajar
arriba de 100
Insoportables.
Impiden trabajar.
Tabla 5. Grado
de fatiga debido
a las vibraciones.
70
Naturaleza del daño en la
mano
Herramientas pesadas de
baja velocidad
Herramientas livianas de
alta velocidad
Blanqueo de los dedos.
Característica.
Ausente.
Dolores.
Generalmente no es una
queja de importancia.
Es la queja principal.
Cambio en el tono vascular.
No informado.
Tono aumentado.
Hinchazón.
Ocasional.
Frecuente.
Cambios degenerativos en
el hueso.
Frecuente.
Ausente.
Distribución de los síntomas
Generalmente en la misma
de perturbación neurovasmano de los síntomas.
cular.
Tabla 6. Efectos de la vibración localizados
en las manos.
Generalmente en ambas.
Nota: la duración del trabajo, antes del comienzo del daño fue de varios meses en el
caso de las herramientas pesadas de baja velocidad, y de días y hasta meses en el
caso de las herramientas livianas de alta velocidad.
Figura 95.
Valor del coeficiente K. (Vibraciones horizontales)
MEDIDAS DE CONTROL
Una vez medidas las vibraciones y comprobado que éstas tienen una intensidad que
dificultan al trabajo y provocan en el hombre diversos grados de fatiga, será necesario
buscar los medios para disminuir su amplitud. Estas medidas de control pueden dividirse en los siguientes tipos de soluciones:
a. Solución en la fuente
• Sustitución de la máquina o de parte de ella por otra que produzca menos vibración.
• Modificación del proceso de trabajo.
71
• Reducción de la energía vibratorio de los elementos que vibran mejorando el balance
dinámico, disminuyendo las velocidades de rotación o aumentando la duración del
ciclo de trabajo.
• Reducción de la respuesta de los elementos que vibran aumentando las masas en
juego, modificando los anclajes o las uniones y, sobre todo, variando las frecuencias
de resonancia.
b. Soluciones en las vías de propagación
Mediante la correcta aislación de la máquina con respecto a las estructuras vecinas
(piso, paredes, columnas, etc.). Esto se logra interponiendo elementos elásticos tales
como resortes, soportes de goma, planchas de fibras vegetales o minerales, etc.
Estos montajes elásticos impiden la propagación de las vibraciones pero pueden resultar inadmisibles para el correcto funcionamiento de la máquina. Habrá que apelar entonces, a fundaciones masivas, sobre las cuales se fijarán los elementos vibrantes.
Estas fundaciones deberán construirse adoptando las precauciones necesarias para
que se hallen totalmente desvinculados de las estructuras vecinas. Si la forma y la
masa de la fundación están bien diseñadas, se logrará una correcta absorción de las
vibraciones, como así también un cambio en la frecuencia de resonancia del conjunto,
que puede ser muy beneficioso.
Cuando la vibración producida por la máquina o conjunto de máquinas se ha introducido en la estructura del edificio (columnas, vigas, losas, etc.) resulta muy difícil de eliminarlas. Pueden obtenerse mejoras introduciendo interrupciones en las estructuras,
tales como el empleo de losas flotantes, columnas seccionadas, vigas apoyadas elásticamente, conexiones de tuberías mediante cuplas elásticas, etcétera.
c. Soluciones en los puestos de trabajo
Consiste en crear zonas o ubicaciones libres de vibraciones, para que el operario pueda, desde allí, realizar la tarea. Como orientación daremos algunos ejemplos: construir
casillas o sitios libres de vibraciones mediante la utilización de suspensiones elásticas
como resortes, losas flotantes, etc. Instalación de asientos o tarimas suspendidas elásticamente, etc.
Todos estos elementos deberán ser diseñados cuidadosamente para que sus frecuencias propias estén alejadas y por debajo de las frecuencias de las vibraciones que se
desean aislar, ya que en caso contrario, los resultados serían desastrosos.
ANTECEDENTES LOCALES
72
Se puede afirmar, sin temor a equivocarse, que el problema del ruido en relación con
la higiene industrial ha comenzado a ser tratado con seriedad en nuestros países recién en los últimos años. En la Argentina, luego del Congreso de Medicina del Trabajo
(Córdoba, 1963), el Instituto Argentino de Seguridad incorporó en 1965 este tema en
las programaciones de todos sus cursos y en 1969, incluyó, en sus Cuartas Jornadas
de Seguridad e Higiene, por primera vez una Comisión que trató el “Ruido”. En 1970,
con motivo de las Quintas Jornadas, se volvió sobre el mismo, agregando además
estudios sobre vibraciones y ruidos impulsivos.
De igual manera, la Asociación Uruguaya de Seguridad ha comprendido la importancia
del ruido en el ámbito industrial, dedicando preferente atención a este factor.
Numerosas instituciones y laboratorios están trabajando en los problemas de medición
y control del ruido. Entre otros, podemos mencionar en Córdoba al Centro de Investigaciones Acústicas y Luminotécnicas que desde hace años desarrolla en la Argentina
un fecundo trabajo. Paralelamente, las Facultades de Ingeniería y Arquitectura y Urbanismo de la Universidad de Buenos Aires, han creado grupos de trabajo en acústica y
cuentan con laboratorios e investigadores.
Dos laboratorios oficiales, el INTI, en Miguelete (Prov. de Buenos Aires), y el LEMIT,
en La Plata, poseen laboratorios de acústica que cuentan también con el instrumental
necesario para realizar mediciones de ruido y vibraciones.
Es interesante destacar que el Instituto IRAM, encargado de la normalización en la
Argentina, se ha abocado al estudio de normas técnicas destinadas a la acústica en
general y al ruido en Particular.
Es importante remitirse a la ley nacional 19.587 de Higiene y Seguridad en el Trabajo,
y su reglamentación aprobada por decreto n 4160, referida al problema de Ruidos y
Vibraciones. Dicho cuerpo legal contiene, entre otras, las recomendaciones que sobre
Ruido Industrial se aprobaron, durante las Cuartas y Quintas Jornadas de Seguridad e
Higiene Industrial y que constituyen, sin duda, un primer paso hacia la protección integral del hombre que trabaja.
Si bien hemos mencionado a instituciones racionadas con los problemas de ruido que
nos hemos impuesto en esta obra, conviene recordar que otras instituciones como la
Comisión de Trabajos Insalubres y el Departamento de Higiene ambiental del Ministerio de Salud Pública del Uruguay, el Ministerio de Salud Pública de la Provincia de
Buenos Aires, y otras que sería mucho enumerar, están trabajando eficazmente en el
tema.
Cuanto más se multiplique, se conozca e intercambie información, más y mejores resultados obtendremos para el beneficio de todos.
Las tres variables se relacionan entre sí, por medio de la frecuencia, de modo que no
se puede hablar de variables independientes. En la práctica, las vibraciones mecánicas, al igual que los ruidos, se caracterizan por ser de amplio espectro, y contener, por
lo tanto, varias frecuencias. Es por ello, que el cálculo de alguna de estas características a partir de una de ellas, utilizando la frecuencia, no es siempre posible.
Existen tres tipos básicos de transductores, o sea de elementos capaces de transformar vibraciones en señales eléctricas. Son:
TIPOS BÁSICOS DE TRANSDUCTORES
Los sismógrafos cuya salida Los vibrómetros, que obees proporcional a la ampli- decen a la velocidad de las
tud de las vibraciones.
mismas.
Los acelerómetros.
Ley nacional
19.587 de Higiene y Seguridad en el Trabajo.
73
Estos últimos, como su nombre lo indica, responden a la aceleración de las vibraciones.
De los tres, los más populares, son los acelerómetros por su robusta construcción,
mínimo tamaño y gran sensibilidad, características todas que los convierten en elementos ideales para trabajos que no requieren especiales precauciones.
La señal captada por el transductor, se amplifica y pasa por un control, que por medios
electrónicos, permite efectuar el pasaje aceleración-vibración-desplazamiento.
Un instrumento, permite finalmente efectuar la lectura de la magnitud del fenómeno.
La circunstancia, de que además del captor, o transductor, y del integrador (el dispositivo electrónico al que acabamos de referirnos), el resto del equipo es muy similar al
medidor de nivel sonora, ha hecho que muchos fabricantes de medidores de nivel sonoro, incorporen como unidades adicionales, los acelerómetros y los integradores. De
modo que con simple acoplamiento, dichos instrumentos permite la medición total de
ruidos y de vibraciones. Además, mediante la incorporación de los filtros a los que nos
referimos antes, podemos realizar también el análisis en bandas de octavas de la vibración en cuestión. De este modo podemos contar, con un equipo completo para la
medición de ruidos y vibraciones.
74
ANEXO V – DECRETO 351/79
Correspondiente a los art. 85 a 94 de la Reglamentación aprobada por Decreto
351/79.
CAPITULO XIII
Ruidos y Vibraciones
1.- Definiciones: Nivel Sonoro Continuo Equivalente (N.S.C.E.): Es el nivel sonoro
medio en el d B (A) de un ruido supuesto constante y continuo durante toda la jornada,
cuya energía sonora sea igual a la del ruido variable medido estadísticamente a lo
largo de la misma.
2.- Dosis máxima admisible: Ningún trabajador podrá estar expuesto a una dosis
superior a 85 dB (A) de Nivel Sonoro Continuo Equivalente, para una jornada de 8 h y
48 h semanales.
Por encima de 115 d B (A) no se permitirá ninguna exposición sin protección individual
ininterrumpida mientras dure la agresión sonora. Asimismo en niveles mayores de 135
dB (A) no se permitirá el trabajo ni aún con el uso obligatorio de protectores individuales.
3.- Instrumental: A los efectos de esta reglamentación, los instrumentos a utilizarse
deberán cumplir con las siguientes normas:
3.1.- Medidor de nivel sonoro según recomendación: IEC R 123; IEC 179; IRAM 4074.
3.2.- Medidor de impulso con constantes de integración de 35 a 50 milisegundos según recomendación: IEC R 179.
3.3.- Filtros de bandas de octava, media octava y tercio de octava según recomendaciones: IEC 4225; IRAM 4081.
3.4.- Clasificador estadístico: en 12 rangos de 5 d B cada uno con muestra de 0,1 seg.
3.5.- Acelerómetro según recomendaciones IEC 184; IEC 224.
4.- Medición del nivel sonoro:
4.1.- Cuando los niveles sonoros sean determinados por medio del medidor de nivel
sonoro, se utilizará la red de compensación "A" en respuesta lenta.
4.2.- La determinación se efectuará con el micrófono ubicado a la altura del oído del
trabajador preferiblemente con éste ausente.
5.- Cálculo del nivel sonoro de ruidos no impulsivos:
5.1.- Si los ruidos son continuos y sus variaciones no sobrepasan los +- 5 dB, se promediarán los valores obtenidos en una jornada típica de trabajo.
5.2.- Si los ruidos son discontinuos o sus variaciones sobrepasan los + 5 dB, se hará
una medición estadística, clasificando los niveles en rangos de 5 dB y computando el
tiempo de exposición a cada nivel.
75
5.3.- Para el caso en que el nivel general ambiente sea estable dentro de los + 5 dB y
existan operaciones con nivel mayor que el del ambiente pero también estable dentro
de dichos límites, de duración no menor de 3 minutos y con ritmo de repetición no inferior a un minuto, se podrá efectuar el cómputo con el solo uso de un cronómetro de
precisión.
5.4.- Cuando los ruidos medidos contengan tonos puros audibles, se agregarán 10 dB
a la lectura del instrumento antes de determinar la dosis.
Se consideran tonos puros audibles, aquellos que incrementen el nivel de una banda
de tercio de octava en por lo menos 10 dB con respecto a sus contiguas.
5.5.- Con los valores obtenidos se computará el nivel sonoro continuo equivalente
(N.S.C.E.), utilizándose el ábaco N. 1 cuando el ruido no varíe fundamentalmente de
una jornada típica a otra.
5.6.- Cálculo del nivel sonoro continuo equivalente (N.S.C.E.) a base de evaluación
semanal. A los efectos de la aplicación de este procedimiento se definen los siguientes
índices:
a. Índice parcial de exposición al ruido (Ei): Índice determinado por un solo nivel sonoro y su duración, dentro de una semana de 48 horas.
b. Índice compuesto de exposición al ruido (Ec): Suma de los índices parciales de exposición al ruido para todos los niveles sonoros de 80 dB o más, sobre una semana
de 48 horas. Procedimiento.
1. Se introduce en la columna 1 de la tabla 1 la duración total durante una semana
de cada nivel sonoro y se lee en la intersección con el correspondiente nivel sonoro el índice parcial de exposición (Ei).
2. La suma aritmética de los índices parciales (Ei) de exposición así obtenidos es el
índice compuesto de exposición (Ec).
3. Se entra con el valor del índice compuesto de exposición en la tabla 2 y se lee
en ella el nivel sonoro continuo equivalente.
5.7.- Los valores permisibles de nivel sonoro referidos a la exposición máxima en horas por día, son los que se expresan en la tabla 3.
5.8.- Cuando los ruidos se repitan en forma regular en el tiempo, será suficiente con
emplear el ábaco N. 1 para el cálculo de N.S.C.E.
Bastaría con determinar los tiempos de exposición a cada uno de los varios niveles
observados. Uniendo el nivel con su tiempo de duración mediante una recta, se leen
los índices parciales f en la vertical central del ábaco. Luego se suman los índices f
parciales y en la misma vertical se lee el N.S.C.E. (Neq) al costado opuesto al índice
total resultante.
6.- Cálculo del nivel sonoro de ruidos de impacto:
6.1.- Se considerarán ruidos de impacto a aquellos que tienen un crecimiento casi instantáneo, una frecuencia de repetición menor de 10 por segundo y un decrecimiento
exponencial.
6.2.- La exposición a ruidos de impacto no deberá exceder los 115 dB medidos con el
medidor de impulsos en la posición impulsiva con retención de lectura. En caso de
disponer solamente de un medidor de niveles sonoros común, se usará la red de compensación "A" en respuesta rápida, debiéndose sumar 10 dB a la lectura del instrumento.
76
6.3.- Cuando la frecuencia de repetición de los ruidos de impacto sea superior a los 10
por segundo, deberán considerarse como ruidos continuos, aplicándose para el cálculo lo establecido en el apartado 5.
7.- Cálculo del nivel sonoro de ruidos impulsivos:
7.1.- Se considerarán ruidos impulsivos aquellos que tienen un crecimiento casi instantáneo y una duración menor de 50 milisegundos.
7.2.- Los valores límites para los ruidos impulsivos son los que se indican en el gráfico
1.
Para utilizar este gráfico deben conocerse: el total de impactos en una jornada media
de trabajo, la duración aproximada de cada impacto en milisegundos y el nivel pico de
presión sonora del impacto más intenso registrado oscilográficamente o con un instrumento capaz de medir valores pico.
8.- Infrasonidos y ultrasonidos:
8.1.- Cuando se sospeche la existencia de infrasonidos por ejemplo, hornos de fundición y grandes plantas generadoras, los criterios de aceptabilidad provisorios establecidos en la tabla 4 servirán de base.
En cuanto a ultrasonidos puede seguirse un criterio similar, utilizando la tabla 5.
9.- Trabajos de mantenimiento:
9.1.- Los obreros que realicen trabajos de conservación o mantenimiento (electricistas,
pintores, gasistas, albañiles, carpinteros y en general ingeniería de fábrica) por estar
expuestos en forma muy variable deberán ser controlados en las formas indicadas a
continuación.
9.2.- En fábricas con turnos normales de trabajo (8 h. matutino u 8 h. vespertino), los
trabajos de mantenimiento se realizarán fuera de los horarios de actividad.
9.3.- En los casos de actividad industrial continua, se determinarán con la Oficina de
Personal para los lugares con exposiciones iguales o mayores de 90 dB de NSCE las
exposiciones del NSCE mayor o igual a 90 dB (A) a lo largo del último año que según
los planes de trabajo para dicho lapso hubieren realizado tales obreros.
Las tareas impostergables de mantenimiento deberán realizarse obligatoriamente con
protección auditiva ininterrumpida.
10.- Vibraciones:
10.1.- Las vibraciones no deberán exceder los valores prescriptos en el gráfico 2 en
función del tiempo diario de exposición indicado en los parámetros.
10.2.- Si no es posible medir con precisión la frecuencia de las vibraciones, se deberá
atener a los valores más bajos, no excediendo 0,1 "g" para 8 horas de exposición, ni 1
"g" para un minuto diario. ("g": aceleración de la gravedad).
11.- Cálculo del N.S.C.E. cuando se usen protectores auditivos:
11.1.- El procedimiento para calcular el nivel sonoro continuo equivalente, cuando se
usen protectores auditivos es el siguiente:
77
1. Se realiza una medición del ruido de acuerdo con lo indicado en el apartado 5, pero
con filtros de banda de octavas insertados en el equipo de medición. Se corrigen los
niveles sonoros de banda de octavas con los valores indicados en la Tabla 6.
Nota: los valores corregidos pueden encontrarse directamente, si los niveles de
presión de banda se miden con la red "A" insertada en la línea de medición.
2. Se resta la atenuación del protector auditivo en cada banda de octava, del nivel de
banda corregido en 2. Los resultados se llaman N63; N125; etc., hasta N8000 respectivamente.
3. Se calcula el nivel efectivo total (N) mediante la expresión: FALTA FÓRMULA
4. Nef es el nivel efectivo en dB a usarse para el cálculo del nivel sonoro continuo
equivalente cuando se utilizan protectores auditivos.
TABLA 1
Índice parcial de exposición (Ei) para niveles sonoros entre 80 dBA y 115 dBA y
duración hasta 48 h por semana
Duración por semana
horas
0,5
1
minutos
Nivel sonoro en d BA
80
85
90
95
100
105
110
115
10
o menos
5
10
35
110
12
5
15
40
130
14
5
15
50
155
16
5
20
55
175
18
5
20
60
195
20
5
20
70
220
25
5
10
25
85
275
30
5
10
35
105
330
40
5
15
45
140
440
50
5
15
55
175
550
60
5
5
20
65
220
660
70
5
10
25
75
245
770
80
5
10
25
85
275
880
90
5
10
30
100
300
990
100
5
10
35
110
345
1100
120
5
15
40
130
415
1320
2,5
5
15
50
165
520
1650
3
5
20
60
195
625
1980
1,5
2
3,5
5
5
25
75
230
730
2310
4
5
10
25
85
265
835
2640
5
5
10
35
105
330
1040
3290
6
5
15
40
125
395
1250
3950
7
5
15
45
145
460
1460
4610
8
5
15
50
165
525
1670
5270
9
5
20
60
185
595
1880
6930
10
5
5
20
65
210
660
2080
6590
12
5
10
25
80
250
790
2500
7910
78
14
5
10
30
90
290
920
2900
16
5
10
35
105
335
1050
3330 10500
18
5
10
35
120
375
1190
3750 11900
20
5
15
40
130
415
1320
4170 13200
25
5
15
50
165
520
1650
5210 16500
30
5
20
60
195
625
1980
6250 19800
35
5
25
75
230
730
2310
7290 23100
40
10
25
85
265
835
2640
8330 26400
44
10
30
90
290
915
2900
9170 29000
48
10
30
100
315
1000 3160 10000 31600
TABLA 2
Índice compuesto de exposición
Índice Parcial (Ei)
Nivel sonoro continuo
equivalente (N eq)
Dba
10
80
15
82
20
83
25
84
30
85
40
86
50
87
60
88
80
89
100
90
125
91
160
92
200
93
250
94
315
95
400
96
500
97
630
98
800
99
1000
100
1250
101
1600
102
2000
103
2500
104
3150
105
4000
106
9220
79
5000
107
6300
108
8000
109
10000
110
12500
111
16000
112
20000
113
25000
114
31500
115
TABLA 3
Exposición Diaria
Nivel Máximo
Permisible
Horas
Minutos
dB (A)
8
--
90
7
--
90,5
6
--
91
5
--
92
4
--
93
3
--
94
2
--
96
1
--
99
--
30
102
--
15
105
--
1
115
TABLA 6
Frecuencia centro de
octava Hz
63
125
250
500
1000
2000
4000
8000
Corrección dB
-26
16
9
3
0
+1
+1
-1
Nota: TABLA N. 4 - Criterio de exposición a infrasonidos: No Grabable.
Nota: TABLA N. 5 - Criterio de exposición a ultrasonidos: No Grabable.
Nota: GRAFICO N. 1 - Límites para exposición diaria a ruidos impulsivos: No Grabable.
Nota: GRAFICO N. 2 - Límites de aceleración longitudinal en función de la frecuencia y
del tiempo de exposición: No Grabable.
Nota: ABACO N. 1 - Abaco para calcular nivel sonoro continuo equivalente: No Grabable.
80
ANEXO V - RESOLUCIÓN 295/05
ACÚSTICA
Infrasonido y sonido de baja frecuencia
Estos límites representan las exposiciones al sonido a los que se cree que casi todos
los trabajadores pueden estar expuestos repetidamente sin efectos adversos para la
audición.
Excepto para el sonido de impulsos de banda de un tercio de octava, con duración
inferior a 2 segundos, los niveles para frecuencias entre 1 y 80 Hz de nivel de presión
sonoro (NPS), no deben exceder el valor techo de 145 dB. Además, el NPS global no
ponderado no debe exceder el valor techo de 150 dB.
No hay tiempo límite para estas exposiciones. Sin embargo, la aplicación de los valores límite para el Ruido y el Ultrasonido, recomendados para prevenir la pérdida de
audición por el ruido, puede proporcionar un nivel reducido aceptable en el tiempo.
Una alternativa que puede utilizarse, pero con un criterio ligeramente más restrictivo,
es cuando el pico NPS medido con la escala de frecuencias, del sonómetro en lineal o
no ponderada, no exceda de 145 dB para situaciones de sonido sin impulsos.
La resonancia en el pecho de los sonidos de baja frecuencia en el intervalo aproximado de 50 Hz a 60 Hz puede causar vibración del cuerpo entero. Este efecto puede
causar molestias e incomodidad, hasta hacerse necesario reducir el NPS de este sonido a un nivel al que desaparezca el problema.
Las mediciones de la exposición al ruido se deberán ajustar a las prescripciones establecidas por las normas nacionales e internacionales.
+
+ * Ruido
Estos valores límite se refieren a los niveles de presión acústica y duraciones de exposición que representan las condiciones en las que se cree que casi todos los trabajadores pueden estar expuestos repetidamente sin efectos adversos sobre su capacidad
para oír y comprender una conversación normal.
Cuando los trabajadores estén expuestos al ruido a niveles iguales o superiores a los
valores límite, es necesario un programa completo de conservación de la audición que
incluya pruebas audiométricas.
Ruido continuo o intermitente
El nivel de presión acústica se debe determinar por medio de un sonómetro o dosímetro que se ajusten, como mínimo, a los requisitos de la especificación de las normas
nacionales o internacionales. El sonómetro deberá disponer de filtro de ponderación
frecuencial A y respuesta lenta. La duración de la exposición no deberá exceder de los
valores que se dan en la Tabla 1.
Estos valores son de aplicación a la duración total de la exposición por día de trabajo,
con independencia de si se trata de una exposición continua o de varias exposiciones
de corta duración.
81
Cuando la exposición diaria al ruido se compone de dos o más períodos de exposición
a distintos niveles de ruidos, se debe tomar en consideración el efecto global, en lugar
del efecto individual de cada período. Si la suma de las fracciones siguientes:
C2
Cn
C2
——— + ——— + ———
T2
T1
T3
Es mayor que la unidad, entonces se debe considerar que la exposición global sobrepasa el valor límite umbral. C1 indica la duración total de la exposición a un nivel específico de ruido y T1 indica la duración total de la exposición permitida a ese nivel. En
los cálculos citados, se usarán todas las exposiciones al ruido en el lugar de trabajo
que alcancen o sean superiores a los 80 dBA. Esta fórmula se debe aplicar cuando se
utilicen los sonómetros para sonidos con niveles estables de por lo menos 3 segundos.
Para sonidos que no cumplan esta condición, se debe utilizar un dosímetro o sonómetro de integración. El límite se excede cuando la dosis es mayor de 100%, medida en
un dosímetro fijado para un índice de conversión de 3 dB y un nivel de 85 dBA como
criterio para las 8 horas.
Utilizando el sonómetro de integración el valor límite se excede cuando el nivel medio
de sonido supere los valores de la Tabla 1.
Ruido de impulso o de impacto
La medida del ruido de impulso o de impacto estará en el rango de 80 y 140 dBA y el
rango del pulso debe ser por lo menos de 63 dB. No se permitirán exposiciones sin
protección auditiva por encima de un nivel pico C ponderado de presión acústica de
140 dB.
Si no se dispone de la instrumentación para medir un pico C ponderado, se puede
utilizar la medida de un pico no ponderado por debajo de 140 dB para suponer que el
pico C ponderado está por debajo de ese valor.
TABLA
Valores límite PARA EL RUIDOº
Duración por día
Nivel de Presión acústica
dBA*
Horas
24
16
8
4
2
1
80
82
85
88
91
94
Minutos
30
15
7,50 Δ
3,75 Δ
1,88 Δ
0,94 Δ
97
100
03
106
1 9
112
Segundos Δ
28,12
14,06
7,03
3,52
115
11
121
124
82
TABLA
Valores límite PARA EL RUIDOº
Duración por día
1,76
0,88
0,44
0,22
0,11
Nivel de Presión
acústica dBA*
127
130
133
136
139
No ha de haber exposiciones a ruido continuo, intermitente o de impacto por encima
de un nivel pico C ponderado de 140 dB.
* El nivel de presión acústica en decibeles (o decibelios) se mide con un sonómetro,
usando el filtro de ponderación frecuencial A y respuesta lenta.
Δ Limitado por la fuente de ruido, no por con rol administrativo. También se recomienda utilizar un dosíetro o medidor de integración de nivel sonoro para sonidos por encima de 120 decibeles.
Ultrasonido
Todos los trabajadores pueden estar expuestos repetidamente sin deteriorarse su capacidad para oír y escuchar una conversación normal.
Los valores límites establecidos para las frecuencias de 10 kilohercios (kHz) a 20 kHz,
para prevenir los efectos subjetivos, se indican en la Tabla 1 con uno o dos asteriscos
como notas de advertencia al pie de la tabla. Los valores sonoros de la media ponderada en el tiempo de 8 horas son una ampliación del valor límite para el ruido que es
una media ponderada en el tiempo para 8 horas de 85 dBA.
TABLA 1
Valores límite para el ultrasonido
Nivel de la banda de un tercio de octava
Medida en el
Medida en el aire
agua
en dB re: 20μPa;
en dB re: 1μPa;
con la cabeza en
con la cabeza en
el aire
el agua
Frecuencia central de
la banda de un tercio
de octava kHZ)
0
12,5
16
20
25
31,5
40
50
63
80
100
Valores techo
105*
105*
105*
105*
110**
115**
115**
115**
115**
115**
115**
Medida ponderada en el tiempo de
8h
88*
89*
92*
94*
-
Valores techo
167
167
167
167
172
177
177
177
177
177
177
* Pueden darse
molestias y malestar
subjetivos en algunos individuos a
niveles entre 75 y
105 dB para las
frecuencias desde
10 kHz, especialmente si son de
naturaleza tonal.
Para prevenir los
efectos subjetivos
puede ser necesaria
la protección auditiva o reducir a 80 dB
los sonidos tonales
de frecuencias por
debajo de 10 kHZ.
** En estos valores
se asume que
existe acoplamiento
humano con el agua
u otro sustrato.
Cuando no hay
posibilidad de que el
ultrasonido pueda
acoplarse con el
cuerpo en contacto
con el agua o algún
otro medio, estos
valores umbrales
pueden aumentarse
en 30 dB. (Los
valores de esta
tabla no se aplican
cuando la fuente de
ultrasonido está en
contacto directo con
el cuerpo. Se debe
utilizar el nivel de
vibración en el
hueso mastoideo).
83
Se deben evitar los valores de la aceleración de 15 dB por encima de la referencia de
1 g.v.c.m., reduciendo la exposición o aislando el cuerpo de la fuente de acoplamiento
(g = aceleración debida a la fuerza de la gravedad, 9,80665 m/s; v.c.m.= valor cuadrático medio).
Vibración (Segmental) Mano-Brazo
La evaluación de las vibraciones se realiza tomando como base las normas nacionales
e internacionales, donde se especifican los valores de aceleración eficaz admisibles,
en función de la frecuencia, de la vibración y tiempo de exposición.
Las vibraciones que se transmiten al sistema mano brazo pueden enfocarse a través
de la reducción de vibraciones en la fuente o la que se transmite al operario.
Los valores límite de la Tabla 1 hacen referencia a los niveles de los componentes de
la aceleración y a la duración de la exposición que representan las condiciones en las
que se cree que casi todos los trabajadores pueden estar expuestos en repetidas ocasiones sin sobrepasar más allá de la etapa 1 del sistema Stockholm de clasificación
para el Dedo Blanco inducido por vibración, llamado también fenómeno de origen laboral de Raynaud (Tabla 2).
El uso de:
1. Herramientas antivibración;
2. guantes antivibración;
3. prácticas de trabajo adecuadas que mantengan calientes las manos y el resto del
cuerpo del trabajador y también minimicen el acoplamiento vibratorio entre el trabajador y la herramienta vibratoria, son necesarios para minimizar la exposición a la
vibración y;
4. un programa de vigilancia médica conscientemente aplicado son, todos ellos, necesarios para eliminar del lugar de trabajo el SVMB (vibración segmental mano brazo).
Vibración mano - brazo continua, intermitente, de impacto o de impulso
La medida de la vibración se puede realizar de acuerdo con los procedimientos y la
instrumentación que se especifican en normas nacionales e internacionales.
La aceleración de un mango vibratorio o útil de trabajo se debe determinar en tres direcciones mutuamente ortogonales en un punto próximo al lugar en que la vibración
penetra en la mano. Preferiblemente, las direcciones serán las que formen el sistema
biodinámico de coordenadas, aunque puede ser un sistema basicéntrico estrechamente relacionado que tenga su origen en la interfase entre la mano y la superficie que
vibra (véase la Figura 1) para dar cabida a las distintas configuraciones del mango o
útil de trabajo. Se montará un transductor pequeño y de poco peso para registrar con
exactitud una o más componentes ortogonales de la vibración fuente en la gama de
frecuencias de 5 a 1.500 Hz. Cada componente deberá ser ponderada en frecuencia
por medio de una red de filtros que reúna las características de ganancia especificadas para los instrumentos de medida de la respuesta humana a la vibración, a fin de
explicar el cambio del riesgo de la vibración con la frecuencia (véase la Figura 2).
La valoración de la exposición a la vibración se debe hacer para cada dirección aplicable (Xh, Yh, Zh) puesto que la vibración es una cantidad vectorial (magnitud y dirección). La magnitud de la vibración durante el funcionamiento normal de la herramienta
mecánica, la máquina o útil de trabajo vendrá expresada, en cada dirección, por el
valor cuadrático medio (v.c.m.) de la componente de las aceleraciones de frecuencia
ponderada, en unidades de metros por segundo elevado al cuadrado (m/s2) o unida-
84
des de gravitación (g), la mayor de las cuales, ak, constituye la base para la valoración
de la exposición.
Para cada dirección que se mida, se empleará la integración lineal para vibraciones
que sean de una duración extremadamente corta o varíen sustancialmente en el tiempo. Si la exposición total diaria a la vibración en una dirección determinada se compone de varias exposiciones a diferentes valores cuadráticos medios (v.c.m.) de las aceleraciones, entonces la componente de la aceleración de frecuencia ponderada en esa
dirección se determinará de acuerdo con la siguiente ecuación:
En donde:
T = duración de la exposición total diaria.
aN = décima frecuencia ponderada, valor cuadrático, medio de la componente de la
aceleración con duración T1.
Figura 1. Sistemas biodinámicos y basicéntrico de coordenadas para la mano, con indicación de los componentes de aceleración (ISO 5349 y ANSI S3-34-1986).
Estos cálculos se pueden hacer por medio de los instrumentos de medida de la vibración con respuesta humana.
TABLA 1
Valores límite para la exposición de la mano a la vibración en cualquiera de las direcciones Xh Yh Zh
b)
Duración de la exposición Valores cuadráticos medios dominantes de la componente
a)
diaria
de las aceleraciones de frecuencia ponderada que no deben excederse
ak (akeq)
4 horas y menos de 8
2 horas y menos de 4
1 horas y menos de 2
menos de 1 hora
m/s
4
6
8
12
2
c)
g
0,40
0,61
0,81
1,22
85
a. El tiempo de vibración total penetra en la mano cada día de manera continua o intermitente.
b. Usualmente uno de los ejes de vibración domina sobre los dos restantes. Si uno o
más ejes de vibración sobrepasan la Exposición Total Diaria, se ha sobrepasado el
valor límite.
c. g = 9,81 m/s2.
Figura 2. Características de ganancia de la red de filtros utilizada para ponderar en frecuencia las componentes de aceleraciones (línea de trazo continuo).
Notas a la Tabla 1
1. La ponderación de redes dada en la Figura 2 se considera la mejor forma para ponderar en frecuencia las componentes de la aceleración. Sin embargo, los estudios
existentes sugieren que la ponderación de frecuencias a frecuencias elevadas (por
encima de 16 Hz) pueden no tener en cuenta un factor de seguridad suficiente y se
debe tener precaución cuando se usen herramientas con componentes de alta frecuencia.
2. Las exposiciones agudas a valores cuadráticos medios (v.c.m.) de las aceleraciones de frecuencia ponderada que sobrepasan los valores límite durante períodos de
tiempo poco frecuentes (p. ej. 1 día a la semana o varios días durante un período
de dos semanas) no son necesariamente más nocivas.
3. Es de esperar que las exposiciones agudas a valores cuadráticos medios (v.c.m.)
de la componente de las aceleraciones de frecuencia ponderada iguales al triple de
la magnitud de los valores límite tengan por resultado los mismos efectos sobre la
salud después de 5 ó 6 años de exposición.
4. Para moderar los efectos adversos de la exposición a la vibración, a los trabajadores se les debe aconsejar que eviten la exposición a la vibración continua, interrumpiéndola durante 10 minutos, aproximadamente, por hora de vibración continua.
5. Se deben emplear prácticas adecuadas de trabajo que incluyan el enseñar a los t
trabajadores a emplear una fuerza mínima prensil de la mano que sea compatible
con el accionamiento seguro de una herramienta mecánica o la realización de un
proceso, a mantener secos y calientes el cuerpo y las manos, a evitar fumar y a
usar herramientas antivibración y guantes siempre que sea posible. Como regla general los guantes son más eficaces para disminuir la vibración a frecuencias elevadas.
6. El transductor de la medida de la vibración junto con su dispositivo de unión a la
fuente de vibración, debe pesar menos de 15 gramos y poseer una sensibilidad de
eje transversal (cross-axis sensitivy) inferior al 10%.
86
7. La medición por medio de muchos acelerómetros piezoeléctricos (con amortiguación mecánica demasiado débil) de vibraciones de impulso repetitivas de gran desplazamiento, tales como las producidas por herramientas neumáticas de percusión,
está sujeta a error. La inserción de un filtro mecánico, de bajo paso, entre el acelerómetro y la fuente de vibración, con una frecuencia de corte de 1.500 Hz o más (y
una sensibilidad de eje transversal inferior al 10%) puede ayudar a eliminar las lecturas incorrectas.
8. Se debe dar a conocer el fabricante y el tipo de todos los aparatos usados para
medir la vibración, así como el valor de la dirección dominante y el valor cuadrático
medio de la componente de la aceleración de frecuencia ponderada.
TABLA 2
Sistema de clasificación para SVMB de Stockholm para síntomas de frío inducido periférico vascular y sensoneural
Valoración vascular
Etapa
Grado
Descripción
0
1
-
Sin agresión.
Agresiones ocasionales que afectan solamente a los extremos de uno o más dedos.
Agresiones ocasionales que afectan a las falanges distal y
media (raramente también a la proximal) de uno o más dedos.
Agresiones frecuentes que afectan a todas las falanges de
casi todos los dedos.
Como en la etapa 3 con atrofia de la piel en las extremidades
de los dedos.
medio
2
moderado
3
severo
4
muy severo
Nota: Se consideran diferentes estudios para cada mano.
Valoración sensoneural
Etapa
Síntomas
0 SN
1 SN
Exposición a la vibración sin síntomas.
Entumecimiento intermitente con o sin molestias.
Entumecimiento intermitente o persistente con reducción de la per2 SN
cepción sensorial.
Entumecimiento intermitente o persistente reduciendo el tacto y/o la
3 SN
destreza en la manipulación.
Nota: Se consideran diferentes estudios para cada mano.
Vibración del Cuerpo Entero
Los valores límite de las Figuras 1 y 2 (recogidos en las Tablas 1 y 2) se refieren a la
vibración mecánica inducida del cuerpo entero (VCE). Son magnitudes de la componente de la aceleración, como valores cuadráticos medios (v.c.m.) y tiempos de exposición, por debajo de los cuales se cree que casi todos los trabajadores pueden estar
expuestos repetidamente con un riesgo mínimo al dolor de espalda, efectos adversos
en ella, o la inhabilidad para conducir adecuadamente los vehículos utilizados en las
fábricas. El sistema de coordenadas biodinámicas utilizado se representa en la Figura
3. Estos valores deben usarse como guías para el control de la exposición a la vibración del cuerpo entero, aunque debido a la susceptibilidad individual no puedan contemplarse como una separación definida entre los niveles seguros y los peligrosos.
Notas:
1. La aceleración vibratoria es un vector con una magnitud expresada en las unidades de m/s2. La aceleración gravitatoria g es igual a 9,81 m/s2.
87
2. En cada una de las Figuras 1 y 2 se da una familia de curvas en función del tiempo de exposición diario, indicándose que la resonancia de la vibración humana
ocurre en el rango de frecuencias de 4 a 8 Hz para el eje Z y en el de 1 a 2 Hz para los ejes X e Y, definiéndose la dirección de estos ejes en la Figura 3.
3. Los cálculos de las medidas de la VCE y el tiempo de exposición equivalente para
los períodos de no exposición, donde los niveles v.c.m. de la aceleración varían
apreciablemente en el tiempo.
4. Los valores límite son válidos para las crestas de la vibración aplicando un factor
de 6 o inferior. El factor cresta se define como la relación entre el pico de la vibración y el v.c.m. de la aceleración, medida en la misma dirección, en el período de
un minuto para cualquiera de los ejes ortogonales X, Y y Z. El valor límite podría
subestimar los efectos de la VCE y debe aplicarse con precaución cuando el factor
cresta sea superior a 6.
5. Estos valores límite no están pensados para su aplicación en edificios con cimentación fija, en las estructuras de las plataformas marinas o en los barcos.
6. A continuación se da un resumen de la medida de la VCE y los procedimientos
para analizar los datos.
7. Para cada punto de medida, en los tres ejes ortogonales, se hacen simultáneamente medidas continuas de los v.c.m. de la aceleración, registrándose por lo menos durante un minuto, a lo largo de las coordenadas biodinámicas representada
en la Figura 3.
8. Se montan, perpendicularmente a un cubo metálico de peso ligero, que va colocado en el centro de un disco duro de goma, tres acelerómetros, de peso muy ligero,
cada uno de ellos con una sensibilidad en el eje transversal inferior al 10%. El peso total del disco, cubo, acelerómetros y cables, no deben exceder del 10% del
peso total del objeto a medir. Las medidas se hacen con el vehículo en funcionamiento, colocando el disco de goma con el instrumental, encima del asiento del
conductor y debajo de sus nalgas.
9. Para comparar las medidas con los valores de las Figuras 1 ó 2, según proceda,
se requiere para cada eje un análisis individual del espectro de Fourier de la banda de 1/3 de octava (1 a 80 Hz).
10. Si el v.c.m. de la aceleración de cualquier pico del espectro es igual o superior a
los valores de las Figuras 1 ó 2 para períodos de tiempo relevantes, entonces se
excede el valor límite para ese tiempo de exposición. La intersección del eje entre
el pico espectral más alto con la curva del tiempo de exposición más corto, es la
que domina, determinando la exposición permitida.
11. El v.c.m. total ponderado de la aceleración para cada eje puede calcularse mediante la ecuación 1, tomando de la Tabla 3 los factores de ponderación adecuados para cada eje. Para el eje X la ecuación es:
12. En donde:
13. Awx= v.c.m. total ponderado de la aceleración para el eje X.
14. Wfx= Factor de ponderación para el eje X a cada frecuencia de la banda de 1/3 de
octava de 1 a 80 Hz (tabla 3).
15. Afx= v.c.m. de la aceleración para el espectro del eje X a cada frecuencia de la
banda de 1/3 de octava de 1 a 80 Hz.
16. Para los ejes Y y Z se aplican ecuaciones y definiciones análogas.
17. Si los ejes de vibración tienen magnitudes similares de la aceleración determinadas con la ecuación 1, el movimiento combinado de los tres ejes podría ser mayor
que en cualquiera de los componentes y posiblemente podría afectar a la función
que ejecuta el operario del vehículo. Los resultados de cada uno de los componentes determinados por la ecuación 1, pueden utilizarse en la ecuación 2, para
calcular la resultante, que es la ponderación global de todos los v.c.m. de la aceleración Awt:
88
18. El factor 1,4 que multiplica a los v.c.m. totales ponderados de la aceleración en los
ejes X e Y, es la relación de los valores de las curvas longitudinales y transversales de igual respuesta en los rangos de mayor sensibilidad de respuesta humana.
19. La Unión Europea (UE) recomienda actualmente 0,5 m/s2 para la ponderación
global de todos los v.c.m. de la aceleración como nivel de acción para los 8 horas/día, que puede compararse con los resultados obtenidos con la ecuación 2.
20. Pueden ocurrir convulsiones de vibración múltiple, de corta duración y amplitud
elevada, con factores cresta superiores a 6 durante la jornada de trabajo. En estos
casos hay que tener en cuenta que el valor límite umbral puede no prevenir (Nota
4). En estas circunstancias puede ser conveniente aplicar otros métodos de cálculo como los que incluyen el concepto de la 4ª potencia.
21. Para controlar la VCE pueden utilizarse asientos con colchón de aire, cabinas con
suspensión, sistemas que mantengan al vehículo en suspensión, inflado adecuado
de los neumáticos y el control remoto de los procesos de vibración. También son
útiles los asientos con reposabrazos, apoyos lumbares y asientos con regulación
de su base y la espalda.
22. Las buenas prácticas de trabajo siguientes también pueden ser útiles para los trabajadores que manejan vehículos (7,8).
23. Evitar levantar cargas o inclinarse inmediatamente después de haber estado sometido a vibraciones.
24. Hacer movimientos sencillos con rotaciones o giros mínimos a la salida del vehículo.
Figura 1. Límites de aceleración longitudinal (az) en función de la frecuencia y tiempo de
exposición. Adaptado según ISO 26311.
Figura 2. Límites de aceleración transveral (az, ay) en función de la frecuencia de exposición. Adaptado según ISO 26311.
Nota: Fig. 1 y 2. Recomendación ISO 2631-1978 de la Organización Internacional de Normalización.
TABLA 3
Factores de ponderación relativos al rango de frecuencia de sensibilidad máxima a la
aceleración A para las curvas de respuesta de las Figuras 1 y 2 (Adaptado de ISO
2631).
89
Factores de ponderación
Frecuencia Hz
Vibraciones longitudinales Z
(Figura 1)
Vibraciones transversales X, Y
(Figura 2)
1,0
0,50
1,00
1,25
0,56
1,00
1,6
0,63
1,00
2,0
0,71
1,00
2,5
0,80
0,80
3,15
0,90
0,63
4,0
1,00
0,5
5,0
1,00
0,4
6,3
1,00
0,315
8,0
1,00
0,25
10,0
0,80
0,2
12,5
0,63
0,16
16,0
0,50
0,125
20,0
0,40
0,1
25,0
0,315
0,08
31,5
0,25
0,063
40,0
0,20
0,05
50,0
0,16
0,04
63,0
0,125
0,0315
80,0
0,1
0,025
a) 4 a 8 Hz en el caso de ± az vibraciones de resonancia. 1 a 2 Hz en el caso
de ± ay ó a x vibraciones de resonancia.
Figura 3. Sistema de coordenadas biodinámicas para
medir las aceleraciones (adaptado según ISO
2631) ax, ay, az
= aceleración
en la dirección
de los ejes x, y,
z; eje x dirección espaldapecho; eje y
dirección derecha-izquierda;
eje z dirección
pies-cabeza.
90
TABLA 1
Valores numéricos para la aceleración de vibración en dirección longitudinal az (dirección pies cabeza). (Véase Figura 1)
Los valores definen el valor límite en términos de v.c.m. de una frecuencia de vibración
única pura (sinusoidal) o los c.v.m. de la banda de un tercio de octava para la distribución de la vibración (adaptado según ISO 2631).
Aceleración m/s
Frecu
encia
2
Tiempo de exposición
Hz
24h
16h
8h
4h
2,5h
1h
25min
16min
1min
1,00
0,280
0,383
0,63
1,06
1,40
2,36
3,55
4,25
5,60
1,25
0,250
0,338
0,56
0,95
1,26
2,12
3,15
3,75
5,00
1,60
0,224
0,302
0,50
0,85
1,12
1,90
2,82
3,35
4,50
2,00
0,200
0,27
0,45
0,75
1,00
1,70
2,50
3,00
4,00
2,50
0,180
0,239
0,40
0,67
0,90
1,50
2,24
2,65
3,55
3,15
0,160
0,212
0,355
0,60
0,80
1,32
2,00
2,35
3,15
4,00
0,140
0,192
0,315
0,53
0,71
1,18
1,80
2,12
2,80
5,00
0,140
0,192
0,315
0,53
0,71
1,18
1,80
2,12
2,80
6,30
0,140
0,192
0,315
0,53
0,71
1,18
1,80
2,12
2,80
8,00
0,140
0,192
0,315
0,53
0,71
1,18
1,80
2,12
2,80
10,00
0,180
0,239
0,40
0,67
0,90
1,50
2,24
2,65
3,55
12,50
0,224
0,302
0,50
0,85
1,12
1,90
2,80
3,35
4,50
16,00
0,280
0,383
0,63
1,06
1,40
2,36
3,55
4,25
5,60
20,00
0,355
0,477
0,80
1,32
1,80
3,00
4,50
5,30
7,10
25,00
0,450
0,605
1,00
1,70
2,24
3,75
5,60
6,70
9,00
31,50
0,560
0,765
1,25
2,12
2,80
4,75
7,10
8,50
11,2
40,00
0,710
0,955
1,60
2,65
3,55
6,00
9,00
10,6
14,0
50,00
0,900
1,19
2,00
3,35
4,50
7,50
11,20
13,2
18,0
63,00
1,120
1,53
2,50
4,25
5,60
9,50
14,00
17,0
22,4
80,00
1,400
1,91
3,15
5,30
7,10
11,80
18,00
21,2
28,0
91
TABLA 2
Valores numéricos para la aceleración de vibración en dirección transveral ax ó
ay(espalda - pecho o de costado a costado). (Véase Figura 2)
Los valores definen el TLV en términos de v.c.m. de una frecuencia de vibración única
pura (sinusoidal) o los c.v.m. de la banda de un tercio de octava para la distribución de
la vibración (adaptado según ISO 2631).
2
Aceleración m/s
Frecu
encia
Tiempo de exposición
Hz
24h
16h
8h
4h
2,5h
1h
25min
16min
1min
1,00
0,100
0,135
0,224
0,355
0,50
0,85
1,25
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