Dosímetros

     Cuando se quiere evaluar el riesgo de ruido, hay que tener en cuenta su nivel en función de la frecuencia, y el tiempo de exposición.      Se define como dosis de ruido a la cantidad de energía sonora que un oído normal puede recibir durante la jornada laboral para que el riesgo de pérdida auditiva al cabo de un día laboral esté por debajo de su valor establecido. Se da en tanto por ciento de la dosis máxima permitida. 

Dosímetro                                               Cortesía Brüel & Kjaer

     El dosímetro mide la dosis de ruido acumulada, independientemente de donde haya estado el trabajador y del tiempo que allí haya permanecido.        Existen dos criterios internacionales de dosis la Norma ISO y la OSHA.      Si nos fijamos en la ISO, podemos decir que sigue el criterio de doble nivel de intensidad de ruido, doble riesgo, es decir para un aumento de la presión sonora de 3 dBA hay que reducir el tiempo de exposición a la mitad.      La dosis de ruido tiene una relación con el nivel continuo equivalente en dB durante 8 horas existiendo tablas para su correspondencia. 

     Los dosímetros contienen etapas idénticas al sonómetro, sólo los últimos incorporan un circuito inhibidor y un circuito contador.      El circuito inhibidor compara los niveles con un nivel mínimo, si es inferior no pasará al circuito contador.      Esto es debido a que las normas sobre dosis de ruido indican que ruidos con niveles inferiores a un número determinado de dB no perjudican al oído y por tanto no deben tenerse en cuenta.      El circuito contador acumula la dosis en función de su nivel y tiempo siguiendo el criterio de las normas.

Evaluación según norma ISO

     Esta norma (ISO-1999:90) establece la relación entre el nivel de presión sonora y el tiempo de exposición, y el porcentaje esperado de personas que sufrirán disminuición de su capacidad auditiva.      Exponemos algunas de las definiciones que configuran esta recomendación:       Indice parcial de exposición al ruido:      Este índice viene determinado por un nivel sonoro y su duración durante una semana de trabajo (40 horas). Se calcula por la siguiente expresión:  

Ei = Indice ParcialTi = Tiempo de exposición semanal en horas.Li = Nivel sonoro en dB(A)

     Estos valores se reflejan en la tabla siguiente: 

Tabla. Indices parciales de exposición al ruido para niveles de presión acústica entre 80 y 120 dB(A) y duraciones de 10 minutos a 40 horas por semana

      Nivel sonoro continuo equivalente:      Es el nivel sonoro en dB(A) que si estuviese presente durante toda la semana, daría el mismo índice compuesto de exposición al ruido que el correspondiente a los distintos niveles sonoros medios en una semana en una situación real (ver tabla siguiente).

 

Indice compuesto de exposición

Nivel equivalente de ruido continuo 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

5000 107

6300 108

8000 109

10000 110

12500 111

16000 112

20000 113

25000 114

31500 115

Tabla. Relación entre el índice compuesto de exposición al ruido y el nivel equivalente de ruido contínuo

      Déficit auditivo con respecto a la conversación:      Se considera que existe déficit auditivo si el umbral de audición aumenta en 25 dB o más, para las frecuencias de 500, 1.000 y 2.000 Hz.      Riesgo:

      Se define, como la diferencia entre el porcentaje de personas con audición afectada entre dos grupos de personas similares, uno de los cuales está expuesto al ruido y otro no (ver tabla siguiente): 

 (a) Relación entre el nivel equivalente del ruido continuo durante el trabajo para exposiciones entre 0 y 45 años y el riesgo de dsiminuinción de la capacidad auditiva para la palabra hablada. (b) Porcentaje total de personas que sufren disminución de la capacidad auditiva para la palabra hablada en un grupo expuesto. [El porcentaje de personas que sufren disminución en un grupo no expuesto es igual al porcentaje en un grupo expuesto a niveles de ruido continuo inferiores a 80 dB(A)].

Criterios OSHA

     En mayo de 1971 la recomendación ACGIH es recogida en el Federal Register Departament of Labor (Ministerio de Trabajo), de EE UU, convirtiéndose en la Norma Legal Americana (Occupational Noise Standard).      La expresión que determina el tiempo máximo de exposición (T) en horas/día, a un nivel de ruido (L), medido en dB(A), es: 

      Expresión de la cual se deducen los siguientes límites para diferentes niveles de presión sonora: 

Nivel de ruido en dBA

Tiempo máximo de exposición en horas/día

85 1690 895 4100 2105 1110 1/2115 1/4

      Cuando el ruido presente es de carácter variable, el límite máximo se recuperará si la expresión siguiente sobrepasa la unidad: 

      En marzo de 1983, igualmente, en el Federal Register se publica una modificación de la anterior en la que se introduce el concepto de Nivel de Acción o nivel a partir del cual es necesario la adopción de medidas de control o administrativas. Este nivel se establece en 85 dB de nivel sonoro promedio ponderado para 8 horas de trabajo al día y medidas en escala A, o lo equivalente,una dosis del 50%.

Nivel de ruido continuo equivalente      La gran mayoría de los ruidos existentes en el lugar de trabajo tienen niveles de presión acústica variables en el tiempo.      Supongamos que tuviésemos que evaluar un ruido cuyo gráfico de variación del nivel con el tiempo está indicado en la siguiente figura: 

          ¿Qué valor deberíamos escoger para caracterizar el ruido?, ¿el valor medio?, ¿el valor mínimo?, ¿deberíamos hacer una distribución estadística especificando los porcentajes?      Lo ideal sería poder asignar al ruido variable un solo número que reflejará el nivel de un ruido constante que tuviese la misma energía que el ruido variable en el periodo de tiempo estudiado.      Esto es precisamente lo que hace el nivel de ruido continuo equivalente, definido por la expresión:

Siendo:LeqT = Nivel de ruido continuo equivalente en dB.T = t2 t1 = Tiempo de exposición.

P(t) = Presión acústica instantánea en Pa.     Si conocemos los niveles de presión sonora de "n" medidas discretas, tomadas con igual periodo de muestreo, el Nivel de presión sonora continuo equivalente total viene dado por la expresión:

      Si el periodo de muestreo no es igual para todas las muestras, la expresión del nivel de presión acústica continuo equivalente es: 

      Es importante destacar lo siguiente: - El nivel de presión acústica continuo equivalente contiene dos conceptos: un nivel en dB y un tiempo de exposición.- La gran importancia del nivel de presión acústica continuo equivalente reside en que es el principal parámetro utilizado en la Legislación Española y Comunitaria para la protección de los trabajadores contra el ruido (R.D. 1316/1989 y 86/188/CEE).- El nivel de presión acústica continuo equivalente de un ruido constante, es igual al valor constante. 

          Nivel de pico           Se define como el nivel en dB dado por la expresión:

donde:Lmax = Nivel de pico en dB.Pmax = valor máximo de la presión acústica instantánea en Pa.     El nivel de pico debe medirse sin ponderación en frecuencia y la constante de tiempo del sonómetro usado no ha de ser superior a los 100 microsegundos.      Nivel de presión acústica continuo equivalente ponderado "A"      Es el nivel de presión acústica continuo equivalente cuando la presión acústica se mide a través de un filtro con ponderación "A". 

     Viene dado por la expresión:

Siendo:LAeqT = Nivel de presión acústica continuo equivalente ponderado A en dB.T = t2 t1 = Tiempo de exposición.pA(t) = Presión sonora instantánea ponderada "A" en Pap0 = Presión de referencia = 20 10-6

      Nivel Diario equivalente :       Es el nivel de ruido continuo equivalente ponderado "A", cuando el tiempo de exposición se normaliza a una jornada de trabajo de 8 horas.Si conocemos el nivel de presión acústica continuo equivalente ponderado A de un ruido durante un tiempo T, el nivel diario equivalente será: 

Siendo:LAeq,d = nivel diario equivalente (Tiempo de exposición = 8h) en dB.T = tiempo de exposición al ruido en h/día.     El nivel diario equivalente es, sin duda, el parámetro más importante en la Legislación Española sobre la protección de los trabajadores contra el ruido (R.D. 1316/1989) así como en la Comunitaria(86/188/CEE), ya que ambas legislaciones limitan la exposición de ruido a un nivel diario equivalente de 90 dBA con dos niveles de acción 80 y 85 dBA (RD 1316/1989) y 85 dBA (86/188/CEE). 

Sonómetros

     Aunque habitualmente, cuando se habla de sonómetros, se incluye el micrófono, ya que es un elemento imprescindible, aquí se ha optado por separarlos puesto que el micrófono es un elemento aplicable a cualquier tipo de instrumento de medida sonora, mientras que el sonómetro es un aparato específico.      La aplicación más frecuente de un sonómetro es la de determinar de una forma objetiva, los niveles de presión sonora que soporta el ser humano; por tanto, sus características deben parecerse lo más posible a las del oído del hombre. Para conseguir esto, los sonómetros disponen de determinadas redes de ponderación o ecualización que hacen que la

respuesta en frecuencia del sonómetro, sea equivalente o igual a la del oído humano.      Por normalización y hábitos, la más extendida es la denominada A, que se muestra con otras de utilización mucho más reducida, en la figura. Como puede apreciarse, produce una atenuación en bajas frecuencias equivalente a la sensación sonora en el hombre. 

      Cuando se utiliza dicha ponderación en la medida de un nivel de presión sonora, el valor en decibelios deberá ir acompañado del índice (A), que señala que dicha medida ha sido efectuada con la citada ponderación.      Una vez que la señal ha atravesado la red ponderada apropiada, (lineal en el caso de realizar un análisis en frecuencia) deberá ser procesada para alimentar correctamente al sistema indicador o de presentación de datos.      En los modelos más antiguos de sonómetros, el sistema indicador, estaba realizado mediante un galvanómetro de cuadro móvil, el cual movía una aguja, sobre una escala graduada en decibelios, provocando desplazamientos de la aguja proporcionales a la amplitud de la señal de entrada. Para esto, era necesario que previamente, la señal hubiera sido rectificada para obtener su valor eficaz (RMS) y convertidas sus amplitudes lineales en logarítmicas.      En la actualidad, los sistemas indicadores suelen estar realizados mediante diodos "led" o mediante indicadores digitales de cristal líquido.  

     Estas formas de presentación de datos, no evitan la necesidad de utilizar un rectificador de valor eficaz (también se utilizan en determinadas aplicaciones rectificadores de valor de pico) y un convertidor lineal-logarítmico.      Los rectificadores de valor eficaz tienen como misión, además de proporcionar la señal necesaria al indicador, la de promediar una señal variable con el tiempo, como es el sonido, a fin de obtener lecturas proporcionales estables de señales variables. La rectificación se lleva a efecto de acuerdo con la ecuación:

donde:T es el período de promediación.P(t) es la presión instantánea.

               Sonómetro                        

               Cortesía Brüel & Kjaer

      Para evitar diferencias de lecturas sobre señales sonoras idénticas, los períodos de promediación o constantes de tiempo están unificados por varias normas internacionales (CEI 651 para Europa) y son los siguientes: - Lento (slow) promediación sobre 1s. Se usa cuando la señal fluctúa ampliamente.- Rápido (fast) promediación sobre 125 ms. Se usa para señales estacionarias.

- Impulso (Impulse) promediación de subida 35 ms. promediación de caída 1s. Se usa para medir señales transitorias desde el punto de vista de sensación sonora en el oído humano como señales impulsivas.     En algunos casos es necesario recurrir a constantes de tiempo más rápidas que las antes citadas; en estos casos se recurre al uso de rectificadores de valor de Pico (Peak), con tiempos de subida del orden de los 50 microsegundos. Ver tipos de ruidos.       Tanto en el caso de utilizar valores pico como en algunas ocasiones con los valores impulso, rápido o lento, se dispone de circuitos de retención del valor máximo (max hold) que "congelan" el indicador en el valor máximo recibido hasta que se haga una puesta a cero (reset) del sistema.      Los avances producidos en el campo de la electrónica han permitido, desde hace pocos años, incluir en los sonómetros, procedimientos de integración temporal en largos períodos. Así surgen los denominados sonómetros integradores, los cuales pueden calcular valores tales como el Nivel Continuo Equivalente (Leq) o el Nivel de Exposición Sonora (LAE).       El cálculo del Nivel Continuo Equivalente se realiza de acuerdo con la expresado en la norma ISO 1996 parte 1, según la siguiente ecuación: 

Donde: t2-t1 es el período de medida.PA(t) es la presión instantánea con la ponderación A.Po es la presión de referencia (20 microPa).     Habitualmente en los sonómetros el cálculo de Leq se realiza mediante muestreo temporal, con lo que la integración queda convertida en un sumatorio de muestras. Esto permite tanto el cálculo del Leq sobre períodos fijos (por ejemplo 1 minuto), así como durante períodos variables y no determinados hasta el final de la medida.      Además de las características antes citadas, es conveniente que los sonómetros dispongan de zócalos o clavijas que permitan conectar la señal rectificada o no, a otros equipos suplementarios, tales como bancos de filtros para análisis en frecuencia, registradores magnéticos, registradores de nivel, osciloscopios, etc.      Los sonómetros se clasifican según su grado de precisión en clase 0, 1, 2 y 3, siendo la clase 0 los de máxima precisión. Para muchas medidas normalizadas se recomienda utilizar los sonómetros que sean

al menos de clase 1, pues los de clase 2 y 3 presentan mayor tolerancias.      Además de lo anterior, se debe incluir el error debido a la tolerancia del instrumento utilizado, y que es la siguiente: - Instrumento Tipo 0: 0.4 dBA- Instrumento Tipo 1: 0.7 dBA- Instrumento Tipo 2: 1.0 dBA- Instrumento Tipo 3: 1.5 dBA     Como denominador común, podrá utilizarse un dosímetro para la medición del LAeq de cualquier tipo de ruido, siempre que cumpla las prescripciones de la Norma CEI 651 y CEI 804 para los instrumentos del tipo 2.      Los sonómetros podrán usarse únicamente para medir el LpA cuando el ruido sea estable. En este caso, la lectura promedio se considerará igual al nivel de presión acústica continuo equivalente ponderado A (LAeq). Siempre deben cumplir lo recogido en la Norma CEI 651 para instrumentos de tipo 1 ó 2. La medición se efectuará con constante de tiempo Slow, y ponderación frecuencial A.      Si se trata de un sonómetro integrador promediador, se puede usar para la medición del LAeq de cualquier tipo de ruido, siempre que cumpla a lo recogido en la Norma CEI 804 para instrumentos de tipo 1 ó 2.