principios de acustica
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Curso bsicoprincipios de acstica
Bejar, noviembre 2013
Stefano PedersoliRaquel Sorribas Panero
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sonido y percepcinque es el sonido y como funciona el odo
parmetros del sonidocomo describir el sonido
parmetros de medidacomo medir el sonido
clculos bsicoscomo calcular niveles sonoros globales
administracin y ruidocompetencias de las administraciones
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naturaleza del sonidosonido y presin sonora
formacin de la onda sonora
anatoma del odo humanoconformacin del odo
efectos de la exposicin al ruido
introduccin al decibeliomedida logartmicaescala de valores
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y
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naturaleza del sonido
que es el sonido?es una sensacin auditiva debidaa ondas sonoras producidas porla vibracin de un cuerpo
fuente sonoramedio de transmisinodoCREACINPROPAGACINRECEPCIN
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5formacin de la onda sonora
un objeto viene golpeado y vibra
las oscilaciones desplazan el aire a su alrededor
el movimiento se transmite a otras molculas
la onda llega hasta el receptor
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formacin de la onda sonora
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formacin de la onda sonora
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sonido y presin sonora
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anatoma del odo humano
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odo externo
funciones:1. recibir y encauzar las ondas
sonoras hacia el odo medio2. proteger el odo medio minimizando
la distancia con el cerebro
A
B
A. pabelln auricularB. conducto auditivo
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odo medio
funciones:1. transformar las ondas sonoras en
movimientos mecnicos2. transmitir el movimiento al odo
interno amplificando las ondas sonoras
A. tmpanoB. huesecillos
C. trompa de eustaquio
A
B
C
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odo internoA. cclea/caracol
A
funciones:1. transformar los movimientos
mecnicos en impulsos elctricos2. dirigir las seales elctricas hacia
el cerebro
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funcionamiento del odo
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funcionamiento del odo
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efectos fisiolgicos auditivos
presbiacusiaperdida auditiva natural con la edad
trauma acsticoimpactos y explosiones
msica, ruido, trabajo
efectos de otras sustanciasperdida auditiva debida al empleo demedicamentos ototxicos
daos irreversibles
daos irreversibles a largo plazo
daos reversibles en el breve tiempo
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presbiacusia
perdida media auditiva en las mujeres16
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presbiacusia
perdida media auditiva en los hombres
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presbiacusia
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perdida auditiva natural con la edad que provoca un paulatino desplazamiento del umbral de audicin
1)empieza entorno a los 30 aos
2)ms acentuada en los hombres
3)perdida auditiva paulatina e irreversible
4)ms acentuada en altas frecuencias
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desplazamiento temporal del umbral
trauma acstico dao reversible
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trauma acstico dao irreversible
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desplazamiento permanente del umbral
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evolucin audiomtrica tpica
trauma acstico dao irreversible
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evolucin audiomtrica tpica
hipoacusia (a) (b) (c)perdida de audicin en frecuencias no utilizadas en la vida de relacin, o de ser de poca intensidad, y que no producen una sensacin subjetiva de anormalidad
sordera (d)perdida subjetiva de audicin que dificulta la vida de relacin
cofosis (e)perdida total de audicin
trauma acstico dao irreversible
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trauma acstico
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perdida auditiva debido a un trauma que provoca un repentino desplazamiento del umbral de audicin de forma permanente
1)puede causar pitidos, torpeza auditiva ytambin sordera
2)comienza en frecuencias altas
3)depende de la susceptibilidad del individuo
4)depende del nivel sonoro del sonido, de suespectro y del tiempo de exposicin
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efectos no fisiolgicos
efectos laborales1)interferencia con la comunicacin hablada2)dificultad de concentracin3)enmascaramiento de seales de alarma
efectos psicolgicos1)efectos negativos sobre el descanso y el sueo2)mal estado de animo, ansiedad y stress3)cambios de humor y distraccin
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introduccin al decibelio
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el decibelio (dB) es la decima parte del Belio, as llamado en honor a Alexander Graham Bell.
cualquier cantidad podra medirse en decibelios, por ejemplo el nivel de estatura humana:
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introduccin al decibelio
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el decibelio se emplea haciendo referencia a la presin del aire (Pa) medida respecto a una presin de referencia (P0)
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introduccin al decibelio
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porque se usa una medida logartmica?
1)porque la sensibilidad que presenta el odohumano a las variaciones de la intensidadsonora sigue una escala logartmica y no lineal
2)porque se tiene que abarcar un rango devalores con grandes diferencias desde 20Pahasta 200Pa
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medida logartmica
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sensibilidad del odo sigue una escala logartmica
ley psicofsica de Weber-Fechnerestablece una relacin cuantitativa entre la magnitud de un estimulo fsico y como este es percibido por el hombre
estimulo fsico
sensacin producidarelacin
vistaodo
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medida logartmica
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medida logartmica
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abarcar un gran rango de valores
en otros campos se emplean escalas logartmicas:
fenmeno valor medido escala de medicin smbolo
terremotos energa liberada escala Richter ML
acidez actividad de iones de hidrogenopotencial de hidrogeno pH
sonido presin sonora decibelio dB
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medida logartmica
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medida logartmica
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intensidadcuanto fuerte es el sonido
frecuenciacual es la tonalidad del sonido
tiempocomo vara el sonido en el tiempo
tipologa de sonidoscomo se puede clasificar un sonido
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intensidad
pregunta:
cuanto fuerte es el sonido?
descriptor:nivel de presin sonora (NPS)se expresa en Decibelios (dB)
describe la fuerza del sonido cuando llega al odo
-3 dB sonido bajo
sonido original
+ 3 dB sonido alto
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250 Hz tono grave
1000 Hz tono medio
3500 Hz agudo
frecuencia
pregunta:
cuanto cual es la tonalidad del sonido?
descriptor:espectro frecuencialse expresa en Hercios (Hz)
describe cuanto es grave o agudo un sonido
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frecuencia
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frecuencia
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frecuencia
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frecuencia
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continuo uniforme
continuo fluctuante discontinuo
tiempo
pregunta:
como varia el sonido en el tiempo?
descriptor:variacin de nivel de presin sonora en el tiempose expresa en segundos (s)
describe la variacin del sonido en el tiempo
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tipologa de sonidos
con respecto a su variacin en el tiempo se pueden clasificar los ruidos como:
ruido continuoes aquel ruido que se manifiesta ininterrumpidamente durante ms de cinco minutos
ruido discontinuoes aquel ruido que se manifiesta de manera espordica y tiene una corta duracin
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tipologa de sonidos
ruido continuo-uniformees aquel ruido continuo cuyo nivel de presin acstica se mantiene constante o bien los lmites en que vara difieren en menos de 3 dBA
ruido continuo-variablees aquel ruido continuo cuyo nivel de presin acstica vara entre unos lmites que difieren entre 3 y 6 dBA
ruido continuo-fluctuantees aquel ruido continuo cuyo nivel de presin acstica vara entre unos lmites que difieren en ms de 6 dBA
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nivel de presin sonoracuales son los indicadores que seemplean para describir un sonido
ponderaciones frecuencialesque son las curvas de ponderacin
y como se emplean
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nivel de presin sonora (NPS)
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existen diferentes indicadores que son importantes en la definicin del nivel de presin sonora:
nivel instantneo Lp SPL
nivel pico mximo Lpeak max nivel pico mnimo Lpeak min nivel continuo equivalente Leq nivel de exposicin sonora LE SEL
nivel mximo Lmax nivel mnimo Lmin
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ponderacin temporal
existen 2 ponderaciones temporales que difieren por la promediacin de los valores medidos en el tiempo
promediacin linealpromedia por igual toda la seal acstica registrada a lo largo del tiempo de medicin
Lp Lpeak max Lpeak min Leq LE SEL
promediacin exponencialse da mayor importancia a las ultimas seales registradas con respecto a las mas antiguas
Lmax Lmin
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nivel instantneo (Lp) o (SPL)
es el nivel de presin sonora muestreado durante el segundo anterior a la actualizacin de la pantalla del sonmetro
parmetro mas habitual que presentan los sonmetros en sus pantallas en tiempo real
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nivel instantneo (Lp) o (SPL)
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nivel pico mximo (Lpeak max)
es el nivel de presin sonora instantneo mximo registrado desde el comienzo de la medida
nivel pico mnimo (Lpeak min)es el nivel de presin sonora instantneo mnimo registrado desde el comienzo de la medida
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nivel pico (Lpeak max) y (Lpeak min)
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nivel continuo equivalente (Leq)
es el nivel del cuadrado de la presin sonora promediado a lo largo del intervalo de tiempo de la medicin
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promedio de los valores a lo largo del tiempo de medicin
suma de todos los valores P/P0durante el tiempo de medicin
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nivel continuo equivalente (Leq)
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nivel continuo equivalente (Leq)
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el nivel continuo equivalente Leq tiene la misma cantidad de energa sonora que el ruido variable en el mismo periodo de tiempo
las dos areas grises son energticamente equivalentes
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nivel de exposicin sonora (LE)
es el nivel del cuadrado de la presin sonora promediado a lo largo del intervalo de tiempo de la medicin pero reconducido a la duracin de T0=1 segundo
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promedio de los valores a lo largo del tiempo estndar de 1 segundo
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nivel de exposicin sonora (LE)
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nivel de exposicin sonora(LE)(SEL)
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el nivel de exposicin sonora LE o SEL tiene la misma cantidad de energa sonora en un segundo que el ruido variable
las dos areas grises son energticamente equivalentes
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ndices ponderacin lineal
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nivel mximo (Lmax)
es el nivel de presin sonora mximo de una serie de valores promediados en un pequeo arco de tiempo
nivel mnimo (Lmin)es el nivel de presin sonora mnimo de una serie de valores promediados en un pequeo arco de tiempo
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nivel mximo y mnimo (Lmax) (Lmin)
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tiempo medicin
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ponderaciones frecuenciales
el odo humano no es igual de sensible a sonidos con diferentes tonalidades
tratando de aproximarse lo ms posible al comportamiento del odo humano unos estudios han trazado las curvas de nivel de igual sonoridad
bajasfrecuencias
frecuenciasmedias
altasfrecuencias
pocasensibilidad
mximasensibilidad
pocasensibilidad
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ponderaciones frecuenciales
curvas isofnicas de Fletcher y Munson
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ponderaciones frecuenciales
las curvas de ponderacin se han creado para aproximar los instrumentos de medicin a la respuesta del odo humano
dBnivel de
presin sonora
dBcon ponderacinfrecuencial
describenel fenmeno fsico
describen los niveles de sonoridad existentes
se acerca la medicin a la sensacin humana
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ponderaciones frecuenciales
curva de igual sonoridad de 40 phonios
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ponderaciones frecuenciales
la curva de ponderacin A se crea a partir de la curva
isofnica de 40 phonios
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ponderaciones frecuenciales
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ponderaciones frecuenciales
A
B
C
D
Z
sonidos de bajo nivel de presin acsticaempleada para ruido ambiental, industrial, de fondo
sonidos de nivel de presin acstica intermedioempleada para mediciones de niveles de escucha musical
sonidos de alto nivel de presin acsticaempleada para mediciones de bajas frecuencias
sonidos de muy alto nivel de presin acsticaempleada para ruidos aeronuticos
ningn tipo de ponderacinlos valores medidos no sufren ninguna correccin
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ponderacin frecuencial A
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ponderacin frecuencial A
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ponderacin frecuencial C
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ponderacin frecuencial C
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ponderaciones frecuenciales A y C
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ponderaciones frecuenciales A y C
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resumen ndices y ponderaciones
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operaciones con logaritmoscomo ejecutar clculos sencillos
con logaritmos
tablas de ayudaherramientas de ayuda para
el calculo de niveles globales
ejemplos prcticoscalculo de niveles globales paso a paso
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sumas y restas energticas
siendo los niveles sonoros valores logartmicos, sumas y restas entre decibelios no son sencillas
Ltotal L1 + L2 58 + 51 = 109
fuente sonora 1 L1 = 58 dBfuente sonora 2 L2 = 51 dB
Ltotal L1 - L2 58 - 51 = 7
=
=
=59 dB
=57 dB
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sumas energticas
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sumas energticas
Ltotal L1 + L2 58 + 51 = 109
fuente sonora 1 L1 = 58 dBfuente sonora 2 L2 = 51 dB
=
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sumas energticas
Ltotal = L1 + L1 = L1 + 3 dB
Ltotal
L1
L1
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restas energticas
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restas energticas
Ltotal L1 + L2 58 - 51 = 7
fuente sonora 1 L1 = 58 dBfuente sonora 2 L2 = 51 dB
=
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restas energticas
Ltotal = (L1 + 3) - L1 = L1
L1
(L1 + 3)
Ltotal Ltotal
L1
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suma de nivelesL1 = 55,4 dBL2 = 62,9 dB
Lt = ?
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L1 = 55,4 dBL2 = 62,9 dBDL = 7,5 dBL+ = 1,3 dBLt = 64,2 dB
suma de niveles
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diferencia de nivelesLfuente+fondo = 75,8 dBLfondo = 72,3 dB
Lfuente = ?
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Lfuente+fondo = 75,8 dBLfondo = 72,3 dBDL = 3,5 dBL-= 2,6 dB
Lfuente = 73,2 dB
diferencia de niveles
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promedio de nivelesL1 = 83,8 dBL2 = 76,3 dB
Lpromedio = ?
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L1 = 83,8 dBL2 = 76,3 dBDL = 7,5 dBL+ = 6,8 dBLt = 83,1 dB
promedio de niveles
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ejemplo 1
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ejemplo 1
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ejemplo 1
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ejemplo 1
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ejemplo 1
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ejemplo 1
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ejemplo 1
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ejemplo 1
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ejemplo 1
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ejemplo 1
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ejemplo 2
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ejemplo 2
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ejemplo 2
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102
ejemplo 2
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103
ejemplo 2
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104
ejemplo 2
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105
ejemplo 2
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ejemplo 2
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ejemplo 2
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ejemplo 2
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conclusiones sobre los ejemplos
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legislacin sobre ruidomarco normativo sobre ruido ambiental
administraciones y ruidocompetencias y actividades de las
Administraciones Publicas respecto al ruido
control de actividadesespecificaciones para realizar
mediciones acsticas de actividades
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legislacin sobre ruido
Europea
Directiva 2002/49/CE del Parlamento Europeo
Estatal
Ley 37/2003, del Ruido
Real Decreto 1513/2005desarrollo de la Ley 37/2003 en lo referente a la evaluacin y gestin del ruido ambiental
Real Decreto 1367/2007desarrollo de la Ley 37/2003 en lo referente a zonificacin acstica, objetivos de calidad y emisiones acsticas
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legislacin sobre ruido
Autonmica
Ley 5/2009, del ruido de Castilla y Len
AyuntamientoOrdenanza municipal para la proteccin del ambiente contra las perturbaciones por la contaminacin acsticaregula la actuacin municipal para la proteccin del ambiente contra las perturbaciones por la contaminacin acstica dentro del municipio de Bjar
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administraciones publicas y ruido
articulo 25 de la Ley 5/2009
las Administraciones Pblicas competentes velarn para que:
a) se adopten todas las medidas adecuadas de prevencin de la contaminacin acstica
b) no se supere ningn valor lmite aplicable
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articulo 25 de la Ley 5/2009
las Administraciones Pblicas competentes aplicarn las previsiones contenidas en la legislacin sobre:
a) actuaciones relativas a la autorizacin ambiental y a la autorizacin de inicio de la actividad.
b) actuaciones relativas a la evaluacin de impacto ambiental
c) actuaciones relativas a la licencia ambiental y a la licencia de apertura
d) actuaciones relativas a la concesin de licencia de primera ocupacin de un edificio
e) resto de las autorizaciones, licencias y permisos que habiliten para el ejercicio de actividades o la instalacin y funcionamiento de equipos y mquinas susceptibles de producir contaminacin acstica
administraciones publicas y ruido
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control acstico en edificacin
articulos 28 y 29 de la Ley 5/2009
art 28 - condiciones acsticaspreviamente a la concesin de nuevas licencias de construccin de edificaciones destinadas a viviendas, usos hospitalarios, asistenciales, educativos o culturales, el promotor deber presentar un estudio acstico que determine los niveles sonoros ambientales existentes en la parcela donde se ubicar el edificio.
art 29 - comprobaciones acsticaspara obtener la licencia de primera ocupacin de un edificio, el promotor deber presentar un informe de ensayo que justifique que se cumple in situ con los aislamientos acsticos exigidos
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control acstico de actividades
articulos 30 y 43 de la Ley 5/2009
art 30. actividades y proyectos sujetos a autorizacin ambiental, licencia ambiental o evaluacin de impacto ambientalse presentar un proyecto acstico junto a la correspondiente solicitud de autorizacin o licencia ambiental
art 31. obras de construccinLa medicin de los niveles sonoros en el exterior se realizar a 5 metros de distancia de la ubicacin de la obra o en el exterior del recinto afectado por la obra, y en ningn momento podrn sobrepasarse los 90 dB(A)
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control acstico de actividades
articulos 30 y 43 de la Ley 5/2009
art 32. infraestructuras
art 33. locales en los que se produzcan ruidos de impacto
art 34. equipos y maquinaria
art 35. actividades de carga, descarga y reparto
art 36. limpieza viaria y recogida de residuos
art 37. contenedores
art 38. fuentes sonoras domsticas
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control acstico de actividades
articulos 30 y 43 de la Ley 5/2009
art 39. animales domsticos
art 40. espacios destinados a reuniones, espectculos o audiciones musicalesen el interior de cualquier espacio, abierto o cerrado, destinado a espectculos o audiciones musicales, como discotecas, salas de fiesta y similares, se prohbe la superacin de un nivel de presin acstica de 95 dB(A)
cuando se autorice por la Administracin Pblica la superacin de un valor de 90 dB(A), en el acceso del referido espacio se colocar un cartel con la leyenda:el acceso y permanencia continuados en este recinto puede producir daos permanentes en el odo, por superarse en su interior un nivel de presin sonora de 90 dB(A)
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control acstico de actividades
articulos 30 y 43 de la Ley 5/2009
art 41. actuaciones en la va pblica
art 42. sistemas de alarma y vigilancia
art 43. emisin musical desde vehculos
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1. lmite de emisinninguna instalacin, establecimiento o actividad podr emitir ms de 95 dB(A) a 1,5 m. de distancia
2. lmite de inmisin en exterioresninguna instalacin, establecimiento o actividad podr transmitir al exterior niveles sonoros superiores a los indicados en el siguiente cuadro
rea receptora exteriorLAeq 5 s dB(A)
da 8h-22h noche 22h8htipo 1. rea de silencio 50 40
tipo 2. rea levemente ruidosa 55 45tipo 3. rea tolerablemente ruidosa: uso oficinas o servicios y comercial
uso recreativo y espectculos60 63
50 53
tipo 4. rea ruidosa 65 55
control acstico de actividades
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protocolo de medicin
en general
la evaluacin se llevar a cabo en el lugar en que su valor sea ms alto y en el momento y situacin en que las molestias sean ms acusadas
el equipo de medida se colocar sobre un trpode, salvo en las mediciones que no permitan su utilizacin
se realizarn al menos 3 medidas del LAeq dB(A) de 5 segundos cada una y cada medida separada 3 minutos de la anterior
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en exteriores
al menos 3 posiciones de medida distintas
se mide a 1,5 metros de las fachadas o lmites de las propiedades afectadas o, con carcter excepcional, a 0,5 metros de una ventana abierta
protocolo de medicin
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protocolo de medicin
en viviendas
al menos 3 posiciones de medida distintas
en dormitorios con puertas y ventanas cerradas
guardar una distancia superior a 1 metro respecto a los cerramientos, si no es posible se mide en el centro de la habitacin
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LAeq,Tnivel de presin sonora continuo equivalente ponderado A
LKeq,Tnivel de presin sonora continuo equivalente ponderado A corregido por componentes tonales, de baja frecuencia o impulsivas
LKeq,T = LAeq,T + Kt + Kf + Kise aplica LKeq,T cuando en el proceso de medicin de un ruido se detecte la presencia de:
Kt componentes tonales emergentesKf componentes de baja frecuenciaKi ruido de carcter impulsivo
protocolo de medicin
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Ktparmetro de correccin que evalua la molestia por la presencia de componentes tonales emergentes
protocolo de medicin
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Kfparmetro de correccin que evalua la molestia por la presencia de componentes de baja frecuencia
protocolo de medicin
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Kiparmetro de correccin que evalua la molestia por la presencia de ruido de caracter impulsivo
protocolo de medicin
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gracias porvuestra atencin
Stefano PedersoliRaquel Sorribas Panero