A aquellos sonidos desagradables. El ruido de una máquina, de un avión, etc. Se trata de sonidos complejos, con una composición armónica no definida






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fecha de publicación22.03.2017
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Ruido

Ruido

Llamamos “RUIDO” a aquellos sonidos desagradables. El ruido de una máquina, de un avión, etc. Se trata de sonidos complejos, con una composición armónica no definida.
Sonido

Llamamos “SONIDO” a todas aquellas señales acústicas que nos producen una sensación agradable. El sonido de una campana, el sonido de un piano, el sonido de una voz conocida. Los sonidos tienen, por lo general, una composición armónica definida.
Infrasonido

Todas aquellas señales de frecuencias menores que 20 Hz.
Ultrasonidos

Señales de frecuencias mayores a 20.000 Hz
Frecuencia

Al número de ciclos completos de vibración por unidad de tiempo se lo denomina “FRECUENCIA y su unidad de medición es el Hertz (Hz).

Para que un sonido sea oído por el hombre su frecuencia tiene que estar dentro del rango de 20 Hz a 20.000 Hz, ya que éstos son los límites de audibilidad del ser humano.

Sonidos de frecuencias bajas y grandes longitudes de onda se los llama “GRAVES”. Los sonidos de alta frecuencia y de pequeñas longitudes de onda se los llama “AGUDOS”. Zona intermedia sonidos de frecuencias “MEDIAS”.
Velocidad de propagación

Se denomina “VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN DEL SONIDO” a la velocidad con que las ondas sonoras se alejan de la fuente. Esta velocidad se expresa en metros/segundos, y su valor varía según el medio de propagación.


MATERIA

TEMPERATIRA

VELOCIDAD

Aire



3.32 m/seg

Aire

20º

344 m/seg

Agua

20º

1482 m/seg

Madera

-

4000 m/seg

Acero

-

5200 m/seg


Longitud de onda

Se denomina “longitud de onda” a la distancia que existe entre dos puntos de máxima presión, correspondientes a la onda sonora que se está propagando.

La forma de onda es la característica que nos permitirá distinguir una nota de la misma frecuencia e intensidad producida por instrumentos diferentes. La forma de onda viene determinada por los armónicos.

Normalmente, al hacer vibrar un cuerpo, no obtenemos un sonido puro, sino un sonido compuesto de sonidos de diferentes frecuencias. A estos se les llama armónicos. La frecuencia de los armónicos, siempre es un múltiplo de la frecuencia más baja llamada frecuencia fundamental o primer armónico. A medida que las frecuencias son más altas, los segmentos en vibración son más cortos y los tonos musicales están más próximos los unos de los otros.



Presión sonora

La presencia del sonido produce en el aire pequeñas variaciones de presión que se superponen a la presión atmosférica. A esas variaciones de presión se las conoce como “presión sonora”. La presión sonora actúa sobre nuestros oídos, y produce la sensación de oír.
Nivel de presión sonora

La onda sonora se propaga en el aire en forma de variaciones de presión.

La INTENSIDAD de un sonido depende del valor que tenga esa presión sonora.

Un sonido muy débil, apenas audible por el hombre, tiene una presión sonora del orden de 20 millonésimos de Pascal (0,00002 Pa).

A esta pequeñísima presión sonora se la denomina “UMBRAL DE AUDICIÓN”.

Se denomina “UMBRAL DE DOLOR” a una presión sonora muy elevada, del orden de 20 Pascal.

La relación, entre la máxima y la mínima presión sonora que el oído puede percibir, es de 1.000.000 de veces. (20 Pascal/20 millonésimos de Pascal.)
Decibel

Es una unidad de medida adimensional y relativa (no absoluta), que se obtiene calculando el logaritmo de una relación entre dos magnitudes similares, en este caso, dos presiones sonoras. Es utilizada para facilitar el cálculo y poder realizar gráficas en escalas reducidas.

El dB relaciona la potencia de entrada y la potencia de salida en un circuito, a través de la fórmula:

N [dB] = 20 log Pmed

PRef

Se puede usar para medir ganancia o atenuación (una ganancia negativa significa atenuación). Una ganancia de 3dB significa que la potencia de salida será el doble de la de entrada.


20 Pa

120dB

2Pa

100dB

0.2Pa

80dB

0.02Pa

60dB

0.002Pa

40dB

0.0002Pa

20dB

0.00002Pa

0dB


Suma de decibeles

El decibelio es una función logarítmica y por tanto cuando hablamos de dB de presión sonora no es posible sumarlos sin más. Por ejemplo 30 dB + 30 dB no es igual a 60 dB si no a 33 dB.

Cuando 2 valores difieren entre 0 y 1 se deben suma 3dB.

Escala para suma de dB:

Diferencia entre escala

Valor a suma

0 y 1

3 dB

2 y 3

2 dB

4 y 8

1 dB

9 0 +

0 dB


Ejemplo: 40dB + 40dB = +3 = 43dB
40dB + 40dB + 45dB =

43dB + 45dB = 47dB
40dB + 561dB = 51dB (enmascaramiento)
Nivel sonoro

Se denomina NIVEL SONORO, expresado en dB, de una medición de sonido que abarca todo el espectro audible
Nivel Sonoro Continuo Equivalente (NSCE)

Es el nivel sonoro medido en decibeles A; de un ruido supuesto constante y continuo durante toda la jornada laboral cuya energía sonora será igual a la del ruido variable medido estadísticamente a lo largo de la misma.
Análisis de frecuencia

Cuando realizamos mediciones de sonido y queremos hacerlo en zonas restringidas de éste y no sobre la totalidad del espectro audible, se realiza lo que se denomina un “ANÁLISIS DE FRECUENCIA”.

Para ello se utilizan filtros que poseen un “ancho de banda” determinado, es decir, que sólo dejan pasar las señales comprendidas en una pequeña zona del espectro audible. Los más conocidos son los filtros de “octavas” y de “tercios de octava”.
Tiempo de reverberación

Tiempo requerido en un ambiente cerrado o semicerrado para que, una vez interrumpida la fuente sonora, el sonido reduzca su nivel de presión sonora hasta un nivel 60 dB inferior al inicial.
Filtros de octavas y tercios de octavas

Banda de octava:

Intervalo de frecuencia que empieza en una frecuencia y termina en el doble de esa frecuencia. La frecuencia central es una frecuencia 1,41 veces mayor que la que corresponde al extremo inferior. Las frecuencias centrales se encuentran normalizadas.

Banda de tercio de octava:

Intervalo de frecuencia que empieza en una frecuencia y termina en 1,25 veces esa frecuencia. La frecuencia central es una frecuencia 1,12 veces mayor que la que corresponde al extremo inferior. Las frecuencias centrales se encuentran normalizadas.
Una octava es una banda de frecuencia en la que la frecuencia más alta duplica a la mas baja. Un filtro de octava con una frecuencia central de 1000Hz admite frecuencias entre los 707 y 1414 Hz., pero rechaza todas las demás. El nombre de octava deriva del hecho de que una de estas divisiones abarca 8 notas de la escala diatónica.

Un tercio de octava cubre una gama en que la frecuencia más alta es igual a 1,26 veces la frecuencia mas baja.
En los filtros de octavas, el ancho de banda se extiende desde la “frecuencia inferior” f1 hasta la “frecuencia superior” f2 existiendo la siguiente relación matemática:

En los filtros de tercios de octava, la relación es:


Calculo para el uso de protectores auditivos puentes


Frecuencia Hz

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

Atenuación dBA

12,5

16,7

21,2

28,2

34,1

36,7

38,9

36,1

Desvío estándar

3,1

3,6

4,1

4,6

3,8

3,9

4,1

3

Atenuación eficaz

9,4

13,1

17,1

23,6

31,3

32,8

34,8

33,1

Nivel medido

98,7

99,3

102,1

103,4

105,7

105,6

104,7

102

Nivel de ruido

89,2

86,2

85

79,2

74,4

72,8

69,9

68,9


Atenuación – desvío estándar = Atenuación eficaz

Nivel de ruido = nivel medido – Atenuación eficaz

Nivel efectivo = 10 log (ant. N63/10 + ant. N125/10 +……….. + ant. N8000/10)

Nivel efectivo = 10 log (ant. N89,2/10 + ant. N85,2/10 +……… + ant. N68,9/10)

NSCE = 92,38 dBA (Nivel Sonoro Continuo Equivalente)

Ley de masa

La aislación de un cerramiento depende de su peso o de su densidad superficial (Kg x m²) por lo tanto cada vez que el peso se duplica la aislación se incrementa en 4dB. Para una frecuencia promedio la variación de la aislación se comporta de la siguiente manera:

Para un material cuya densidad es de 25 Kg/mt² la aislación es de 32dB, para 50 Kg/mt² 36dB, para 100 Kg/mt² 40dB, para 200 Kg/mt² 44dB y para 400 Kg/mt² 48dB.
Ley de frecuencia

La aislación de un cerramiento aumenta con el número de frecuencias de los sonidos, para una frecuencia doble a otra la aislación aumenta 4dB. Para un cerramiento de 100 Kg/mt² la aislación varía respecto a la frecuencia.
Fuentes sonoras esféricas
Suspendida


Semiesférica

en la superficie
Cuarto esférica



Octoesferica


Aislación

Los ruidos provenientes del ámbito exterior al observador serán controlados mediante elementos aislantes.

Los ruidos que se transmiten por vía aérea serán aislados con elementos herméticos y de gran masa (muros) o también con tabiques de elementos múltiples que serán más livianos pero que poseerán varios componentes.

Duplicar la masa incrementa la aislación en 6dB. Si incremento al doble la frecuencia de incidencia voy a lograr una aislación de -6dB
Absorción

Los ruidos internos, podrán ser controlados con materiales absorbentes. Estos serán de distinta naturaleza según las frecuencias de los ruidos que debamos controlar. Por esta razón contaremos con absorbentes porosos, membranas absorbentes y resonadores.
Mapa de ruido:

Mapa geográfico de una zona, ciudad o región sobre el cual se ha representado, de acuerdo con alguna codificación adecuada (por ejemplo según norma DIN 18.005), el nivel sonoro u otro indicador similar correspondiente a diversos puntos seleccionados de acuerdo a algún criterio conveniente. Pueden utilizarse contornos isófonos
IRAM 4062

Establecer un método que permita medir y evaluar niveles de ruidos producidos por fuentes sonoras que trasciendan al vecindario y que puedas producir molestias. Determinar en el lugar presuntamente afectado, el NSCE en consideración y afectarlo de una serie de corrección debido a sus características, con el objeto de obtener niveles de evaluación total para cada uno de los horarios de referencia.
LEY N° 1540

El objeto de esta Ley es prevenir, controlar y corregir, la contaminación acústica que afecta tanto a la salud de las personas como al ambiente, protegiéndolos contra ruidos y vibraciones provenientes de fuentes fijas y móviles, así como regular las actuaciones específicas en materia de ruido y vibraciones en el ámbito de competencia de la Ciudad Autónoma de Buenos Aires
Vibración

Movimiento en general oscilatorio (regular o irregular) que experimenta un objeto, parte de él o un medio.

Se dice que un cuerpo vibra cuando sus partículas se hallan influenciadas de un movimiento oscilatorio, respecto de una posición de equilibrio o referencia. La exposición a vibraciones se produce cuando se trasmite a alguna parte del cuerpo el movimiento antes citado.

Las vibraciones se clasifican según:

a) La parte del cuerpo a la que afectan:

  1. Vibraciones globales: afectan al cuerpo en su totalidad,

  2. Vibraciones parciales: afectan a subsistemas del cuerpo. Las más conocidas son las vibraciones mano-brazo.

b) Sus características físicas:

  1. Vibraciones libres, periódicas o sinusoidales: se dan cuando existen fuerzas externas que modifican la amplitud de las sucesivas ondas

  2. Vibraciones no periódicas: son fenómenos transitorios (golpes, choques, etc) en los que se produce una descarga de energía en un corto período de tiempo.

  3. Vibraciones aleatorias: Se dan cuando el movimiento de las partículas es irregular, debiendo describirse a partir de funciones estadísticas.

c) Su origen:

  1. Vibraciones producidas en procesos de transformación: Las interacciones producidas entre las piezas de la maquinaria y los elementos que van a ser transformados, generan choques repetidos que se traducen en vibraciones materiales y estructuras, su transmisión se efectuará directamente o a través de medios de propagación adecuados. Ejemplos de este tipo son las originadas por prensas, tronzadoras, martillos neumáticos y algunas herramientas manuales.

  2. Vibraciones generadas por el funcionamiento de la maquinaria o los materiales: Dentro de este grupo encontramos las producidas como consecuencia de fuerzas alternativas no equilibradas como motores, alternadores, útiles percutores y las provenientes de irregularidades del terreno sobre le que circulan los medios de transporte.

  3. Vibraciones debidas a fallos de la maquina: ejemplos son fallos de concepción, de utilización de funcionamiento o de mantenimiento generadores de fuerzas dinámicas, susceptibles de generar vibraciones. Las más frecuentes se producen pro tolerancias de fabricación, desgastes de superficies, desequilibrios de elementos giratorios, cojinetes defectuosos, falta de lubricación, etc.
    Dependiendo de ciertos factores, las vibraciones pueden causar sensaciones diversas que pueden ir desde un simple disconfort hasta graves alteraciones de salud. Los efectos más significativos que las vibraciones producen en el cuerpo humano son del tipo vascular, osteomuscular y neurológico.

Los factores que determinan de los efectos producidos por la acción de las vibraciones según el organismo son:

  1. Zona afectada del cuerpo (parcial o total): las mejores estudiadas son las que afectan el cuerpo entero o vibraciones globales y las que afectan al subsistema mano- brazo que se encuentran dentro de las vibraciones parciales. Los efectos más sobresalientes de esta vibraciones son:

Vibraciones parciales mano-brazo: Los efectos adversos se manifiestan normalmente en la zona de contacto con la fuente de vibración, pero también puede existir una transmisión importante al resto del cuerpo. El efecto más frecuente y más estudiado es el Síndrome de Reynaud, de origen profesional, o dedo blanco inducido por vibraciones, que tiene su origen en alteraciones vasculares.

Vibraciones globales: La transmisión de vibraciones al cuerpo y sus efectos sobre el mismo son muy dependientes de la postura y no todos los individuos presentan la misma sensibilidad, en consecuencia, la exposición a vibraciones puede no tener las mismas consecuencias en todas las situaciones. Entre los efectos que se atribuyen a las vibraciones globales se encuentran, frecuentemente, los asociados a traumatismos en la columna vertebral, aunque normalmente las vibraciones no son el único agente causal. También se atribuyen a las vibraciones efectos tales como dolores abdominales y digestivos, problemas de equilibrio, dolores de cabeza, trastornos visuales, falta de sueño y síntomas similares. Sin embargo, no ha sido posible realizar estudios controlados para todas las posibles causas de tales signos que permitan determinar con exactitud en qué medida son consecuencia de una exposición a vibraciones globales.

  1. Características físicas del entorno vibracional: En general el coeficiente de absorción de las vibraciones para el cuerpo humano es inversamente proporcional a la frecuencia. Por ello la frecuencia es uno de los factores determinantes de la acción de las vibraciones junto con la zona del cuerpo afectada. Las frecuencias que van a afectar el organismo se hallan entre muy bajos valores (menos de 1 Hz- Herzio) y los 1000 Hz aproximadamente. Según sus efectos sobre la totalidad del cuerpo se distinguen dos grupos:

De muy bajas frecuencias (menores a 1 Hz): El mecanismo de acción se da en las vibraciones de aceleración provocada en el aparato vestibular del oído, originando alteraciones en el sentido del equilibrio (mareos, náuseas, vómitos). Son ejemplos de ellos las vibraciones sentidas en los medios de transporte.

De baja y medias frecuencias (de Hz a decenas de Hz): El mecanismo de acción se dan sobre la columna vertebral provocando lumbalgias, dolores cervicales, agravación de lesiones raquídeas, sobre el aparato digestivo provocando hemorroides, diarreas, dolores abdominales, sobre la visión provocando disminución de la agudeza visual, sobre la función respiratoria y ocasionalmente sobre la función cardiovascular provocando la inhibición de los reflejos con el consecuente retrazo en el control de movimientos.

  1. Tiempo de exposición y su reparto: se consideran exposiciones breves y de larga duración. Esta últimas a su vez pueden ser continuas o intermitentes. Las exposiciones prolongadas pueden afectar la región lumbar. Las de corta duración dirigen su acción sobre el sistema nervioso central causando fatiga, dolor de cabeza, insomnio, etc. Los criterios básicos de prevención de las vibraciones can a depender fundamentalmente de los tres factores determinantes de los efectos de las mismas.

Control y prevención

Los criterios fundamentales de prevención de los efectos causados por las vibraciones se basan fundamentalmente en la medición de las vibraciones transmitidas al cuerpo expuesto. Para ello se utiliza un acelerómetro piezoeléctrico o vibrómetro.

Las acciones técnicas tiene por objeto disminuir la intensidad de la vibración que se trasmite al cuerpo humano a través de:

Reducción de la vibración en la fuente: Normalmente, es el fabricante de las herramientas de un equipo el responsable de conseguir que la intensidad de la vibración sea tolerable, también es importante un diseño ergonómico de los asientos y empuñaduras. En algunas circunstancias, es posible modificar una máquina para reducir su nivel de vibración cambiando la posición de las masas móviles, modificando los puntos de anclaje o las uniones entre los elementos móviles.

Aislamiento de vibraciones: El uso de aislantes de vibraciones, tales elementos elásticos en los apoyos de las máquinas, masas de inercia, plataformas aisladas del suelo, mangos absorbentes de vibraciones en las empuñaduras de las herramientas, asientos montados sobre soportes elásticos, etc son acciones que, aunque no disminuyen la vibración original, impiden que pueda trasmitirse al cuerpo, con lo que se evita el riesgo de daños a la salud.

Utilizar equipos de protección personal: Si no es posible reducir la vibración trasmitida al cuerpo, o como medida de precaución suplementaria, se debe recurrir al uso de equipos de protección personal (guantes, cinturones, botas) que aíslen la transmisión de vibraciones. Al seleccionar estos equipos, hay que tener en cuenta su eficacia frente al riesgo, capacitar a los trabajadores en el uso correcto de los mismos y mantener un programa de mantenimiento y reemplazo.

Otras medidas de prevención es la realización de un control médico anual para conocer el estado de afectación de las personas expuestas a vibraciones y así poder actuar en los casos de mayor susceptibilidad.
A sí mismo se debe informar a los trabajadores, a través de las capacitaciones, los niveles de vibraciones a que están expuestos y las medidas de protección disponibles.

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