contaminacion por ruido1

Tema :

Contaminación de origen Físico

Contaminación acústica

Ruido: Reduce la calidad de vida y supone una amenaza para la salud (efectos psicológicos y fisiológicos).

Ruido se define como un sonido no deseado. Es subjetivo y no permanece en el ambiente.

Principales diferencias con otros contaminantes:

• No deja residuos

• Su efecto no es acumulativo en el medio pero si en el ser humano

• Contaminante con un radio de acción limitado

• Necesita muy poca energía para ser transmitido

• Complejo de medir y cuantificar

Efectos sobre la salud aparecen a largo plazo Es dificil establecer la relación causa-efecto

Se valora como una de las molestias ambientales mas incómodas: Considerado como el segundo problema ambiental local mas grave.

Ligado al desarrollo



Fuentes

Principales fuentes

• Tráfico: Camiones > Motocicletas > Coches

• Equipos industriales

• Construcción

• Tráfico aéreo

• Actividades deportivas y multitudinarias

Temporalmente• Continuos (ininterrumpido - varía menos de 5 dB durante el periodo de observación)• Intermitente (mas de un segundo pero se interrumpe durante mas de un segundo)• Impulsivo (menos de un segundo)

Espacialmente

• Foco puntual

• Foco espacial

• Foco lineal


Naturaleza del ruido y medición

Ruido: Ondas sonoras producidas por la vibración de un objeto sólido o como resultado de la circulación de un fluido alrededor o a través de objeto sólidos.

Ruido de caracteriza por su frecuencia (número de ciclos por segundo) y por su amplitud (presión máxima o mínima en relación a la presión atmosférica)

Sonido suaveSonido fuerte

P

Ruido se clasifica:

Presión

Amplitud

Longitud de onda ()

c

Frecuencia

Presión

Amplitud

Longitud de onda ()

c

Frecuencia



Generalmente estas ondas sonoras varían en frecuencia y magnitud (presión) con el tiempo. Como valor ponderado durante un tiempo de monitorización “t” se utiliza “Raiz cuadrada media de la presion sonora” (prms)

21

t

0

22

12_

rms dt)t(pt

1pp

Tono graveTono agudo

P



Potencia (W): velocidad a la que se transmite la energía por ondas sonoras; vatios

Intensidad (I): Potencia media por unidad de área normal a la dirección de propagación; vatios/m2

c

)p(I

S

WI

2rms

prms: raíz cuadrada media de la presión (Pa)

S: sección perpendicular a la dirección de la onda (m2)

: densidad media del medio de propagación (kg/m3; para aire 1,185 kg/m3 a 20 C)

c: velocidad del sonido (340 m/s)

S aumenta con la distancia Intensidad disminuye con la distancia

El intervalo de presiones que el oído humano detecta es muy amplio (2·10 -5 - 200 Pa).

El mecanismo auditivo responde de manera relativa mas que absoluta.

Escala elegida para la medición del ruido logarítmica:

2

rms

2rms

p

op

plog10L

Lp es el nivel de presión del sonido y prmso la raíz cuadrada media de la presión de referencia 2 10-5 Pa (umbral de audición)

SS SS



Cuando dos fuentes de sonidos se combinan la potencia e intensidad del sonido resultante es la suma de cada una de las potencias y las intensidades individuales, respectivamente. Esto no ocurre así con los niveles de presión

Dos sonidos de 80 dB y 70 dB se combinan en uno solo. Calcular el nivel de presión del sonido resultante. Datos: Densidad del aire: 1.185 kg/m3; Velocidad del sonido 340 m/s

rmso

rms102

rms

2rms

10p p

plog20

p

plog10L

o

Ejemplo



Niveles de ruido diurnos de 50 dB conllevan molestias poco o nada serias en la comunidad

140 Umbral de dolor

85 camión

45 Biblioteca

0 umbral auditivo

65 oficina

125 Despegue avión



El nivel de presión (Lp) es una medida objetiva de la intensidad del sonido pero no representa con precisión lo que las personas perciben (sonoridad)

Sonoridad: percepción personal de la magnitud de un sonido. Es una medida subjetiva.

Empíricamente se vio que la sensibilidad del oído depende de la frecuencia, influyendo en esa dependencia el nivel de presión

Frecuencia

Per

cep

ción

20 200 2000

Niveles de presión bajos

Niveles de presión altos

E j. Un sonido de 1000 Hz a 0 dB

es audible, en cambio uno de 100 Hz solo es audible a 37 dB

A frecuencias bajas necesitamos mas intensidad (presión) para oir

En 1933, Fletcher y Munson elaboraron un gráfico de líneas isofónicas (igual nivel de sonoridad)

A lo largo de la curva los sonidos son percibidos de igual manera



Se pensó que utilizando una red de filtrado (ponderación) seria posible relacionar los niveles de presión con la sonoridad: Nacen así las escalas de ponderación



Se introdujeron tres escalas ( y posteriormente una cuarta):

A: Compensación para bajos niveles de presión ( 40 dB)

B: Compensación para niveles medios de presión ( 70 dB)

C: Compensación para niveles altos de presión ( 100 dB)

D: Compensación para medir ruidos de aviones

Valores medidos con la escala A se expresan como dBA



Aparatos de MediciónSonómetro

Relaciona el nivel de presión sonora con el tiempo de exposición y proporciona valores de “dosis de exposición”Micrófono

Unidad de Procesamiento

Ponderaciones A,B,C,D

Lectura

Diseñado para responder al sonido como el oído humano


Índices de ruido

A)- Nivel continuo equivalente: La mayor parte de los ruidos fluctúan en el tiempo: Lp = f(t) se trabaja con parámetros promedio:

eequivalentcontinuoNivelL

medidadetiempot

eotantaninsruidodeNivel)t(L

t

10t

log10dt10t

1log10L

eq

p

i

10L

it

0

10)t(L

eq

pi

p

Nivel continuo equivalente es el nivel de ruido que de haber sido constante representaría la misma cantidad de energía.

Ejemplo

Calcular el nivel continuo equivalente del sonido producido por un ventilador de 75 dB que opera durante 5 min cada hora. El ruido de fondo es de 55 dB


Índices de ruido

Existe diferencia entre la molestia producida por un nivel sonoro durante el día y durante la noche: Nivel equivalente día-noche (Ldn)

1010L

10L

dn

nd

109101524

1log10L

Se penalizan los ruidos de noche

B)- Parámetros estadísticos: Percentiles de nivel de ruido que tenemos durante ciertos periodos de tiempo:

• L10: nivel sonoro por encima del que nos encontramos el 10 % del tiempo. Representa “valores máximos”

• L90: nivel sonoro por encima del que nos encontramos el 90 % del tiempo. Representa “niveles de ruido de fondo”

C)- Nivel de contaminación sonora: Tiene en cuenta el nivel medio mas las fluctuaciones que ocurren

Lop = Leq + (L10 + L90)

D)- Índice de ruido de tráfico:

TNI = 4(L10 - L50) + L90 - 30


Índices de ruido


Efectos negativos del ruido

Dos tipos de efectos: Fisiológicos o psicológicos

A)-Fisiológicos

• A-1. Fisiológicos auditivos: Pérdidas de audición reversibles (exposición durante corto tiempo) o irreversible (exposición prolongada).

Pérdida auditiva en función del tiempo de exposición:

a- < 1 año

b- 1-5 años

c- 6-10 años

d- 11-20 años

e- 31-30 años

f- > 30 años

•A-2. Fisiológicos no auditivos (alteraciones del sistema nervioso, aumento de la presión arterial, ulceras, problemas en el riego cerebral.

B-Psicológicos

• Efectos sobre el sueño: Dificultad para conciliar el sueño; disminuye la profundidad del sueño Rendimiento

• Alteraciones en la conducta: Agresividad

• Efectos en la memoria: Menos rendimiento

• Estrés

• Efectos sobre el embarazo: Bebes mas sensibles al ruido y de menor tamaño


Efectos negativos del ruido


Ruido en la industria

Se genera ruido en:

• Funcionamiento de máquinas: Impactos, fricción en los engranajes, rodamientos

• Flujo de fluidos

• Equipos eléctrico

Ruidos inherentes al funcionamiento del equipo (difíciles de minimizar), otros se producen debido al mal funcionamiento (fáciles de minimizar).

Minimización de la producción de ruido en el diseño de planta: Difícil de establecer a priori


Ruido en la industria

Equipos generadores de ruido:

• Ventiladores: Refrigeración de equipos o espacios. Dos tipos de ruido:

Ruido de banda ancha debido al flujo del fluido

Ruido debido al movimiento de aspas cuya f (velocidad de giro, número de aspas)

• Motores eléctricos: Fuerzas electromagnéticas entre el estator y el rotor y ruido debido a los ventiladores asociados

• Compresores: Variaciones de presión del fluido genera ruido.

• Válvulas de control: Variaciones de presión

• Emisiones o escapes de vapor: Ruido debido a la caída de presión


Control del ruido

Actuación sobre los elementos implicados

FuenteTransmisión

receptor

A)- Fuente:

A1- Reducir o eliminar la intensidad del ruido:

• Sistemas amortiguadores de ruido

• Disminuir fricción en tuberías: Materiales de menor rugosidad, velocidad del fluido

• Modificaciones en el proceso: limitadas por producción

• Disminuir el tiempo de funcionamiento al mínimo

A2- Disminuir la frecuencia para minimizar efectos

• En ventiladores podemos disminuir el numero de aspas y la frecuencia de giro

A3- Directividad de la fuente.

• Dirigir la fuente hacia en otra dirección


Control del ruido

B)- Transmisión de las ondas

B1- Separar el origen del sonido del receptor

• La intensidad del sonido depende inversamente de la distancia

• Se produce una atenuación del sonido en la atmósfera (f (distancia y frecuencia) como consecuencia de la disipación de energía en el aire. También se produce una atenuación por parte del terreno: superficies dura reflejan el sonido y las blandas lo atenúan

B2- Aislamiento sonoro de la fuente

B3- Barreras de ruido


Control del ruido

EmisorReceptorSonido

Reflejado

Sonido Transmitido

Sonido Difractado

C)-Protección del receptor:

C1- Sistemas de protección individual

C2- Disminución del tiempo de exposición

Contaminación por radiación electromagnética

Radiaciones ionizantes: Radiación de frecuencias altas y potentes (fotones con energía suficiente para ionizar la materia con la que inciden). Se clasifican en:

• Rayos ultravioleta, Rayos X y rayos gamma. Causan quemaduras, nauseas, muerte.

Radiaciones no ionizantes: Radiación de frecuencias mas bajas y mas benignas

Niveles de exposición y emisión vienen recogidos en la “ley general de telecomunicaciones 11/98”

Bibliografía

Ingeniería ambiental: Fundamentos, entornos, tecnologías y sistemas de gestión. Gerard Kiely. 1999.McGraw-Hill.

www.defra.gov.uk

http://www.eie.fceia.unr.edu.ar/

http://www.defra.gov.uk/environment/statistics/noise/kf/nskf01.htm

contaminacion por ruido1

Documents