ruido perimetral
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REPÙBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD DEL ZULIA
FACULTAD DE INGENIERÌA DIVISIÓN DE POSTGRADO
PROGRAMA DE POSTGRADO EN CIENCIAS DEL AMBIENTE
ANÀLISIS DE RUIDO AMBIENTAL EN LA PLANTA COMPRESORA DE GAS BARUA V
Trabajo de grado presentado como requisito
para optar al grado académico de:
MAGÍSTER SCIENTIARUM EN CIENCIAS DEL AMBIENTE MENCIÓN: INGENIERIA AMBIENTAL
Autor: Ing. Aileana Liseth Navarro García
Tutor: MSc. David Bukowitz
Co-Tutor: MSc. Zenaida Soto
Maracaibo, junio de 2008
REPÙBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD DEL ZULIA FACULTAD DE INGENIERÌA DIVISIÓN DE POSTGRADO
PROGRAMA DE POSTGRADO EN CIENCIAS DEL AMBIENTE
ANÀLISIS DE RUIDO AMBIENTAL EN LA PLANTA COMPRESORA DE GAS BARUA V
Trabajo de grado presentado ante la
Ilustre Universidad del Zulia para optar al grado académico de
MAGÍSTER SCIENTIARUM EN CIENCIAS DEL AMBIENTE
MENCIÓN: INGENIERIA AMBIENTAL
Autor: AILEANA LISETH NAVARRO GARCÍA
Tutor: David Bukowitz
Co-Tutor: Zenaida Soto
Maracaibo, junio de 2008
Navarro García, Aileana Liseth. Análisis de ruido ambiental en la planta compresora de gas Barua 5. (2008). Trabajo de Grado. Universidad del Zulia. Facultad de Ingeniería. División de Postgrado. Maracaibo. Venezuela. 84p. Tutor: MSc. David Bukowitz y Co-Tutor: MSc. Zenaida Soto.
RESUMEN
El ruido se define como un sonido no deseado y es un contaminante que ocasiona efectos sobre el ambiente y a la salud; Aunque el impacto de una fuente de ruido concreta se limita a un área específica, el ruido es tan penetrante que es casi imposible evitarlo. Las fuentes habituales de ruido incluyen el tráfico, los vecinos y la industria, siendo esta última la causa de la mayoría de las quejas acústicas. El objetivo de esta investigación es analizar los niveles de ruido ambiental en la Planta Compresora de Gas Barua 5, mediante la aplicación de un modelo matemático validado, para el cual se deben realizar mediciones de Niveles de Presión Sonora (NPS), construir el mapa de ruido de la instalación, predicción de la propagación acústica hacia las áreas circunvecinas y realizar la medición de bandas de frecuencias dominantes de ruido y la medición de NPS en un punto por 24 horas en caso que aplique para el control de ruido. El análisis realizado de los niveles de ruido generados por la Planta Compresora de Gas Barua 5, utilizando modelo matemático validado para predecir la propagación acústica de la instalación, servirá de base para determinar la propagación acústica en otras instalaciones similares. Palabras Claves: Análisis de Ruido Ambiental, Planta Compresora de Gas, Propagación acústica, Nivel de presión sonora (NPS), Mapa de ruido, Bandas de Octavas, Control pasivo. E-mail del autor: [email protected]
Navarro García, Aileana Liseth. Analysis of environmental noise in the Plant Compressor of Gas Barua 5. (2008). Trabajo de Grado. Universidad del Zulia. Facultad de Ingenieria. División de Postgrado. Maracaibo. Venezuela. 84p. Tutor: MSc. David Bukowitz y Co-Tutor: MSc. Zenaida Soto.
ABSTRACT The noise is defined as a not wanted sound and it is a pollutant that causes effects on the atmosphere and to the health; although the impact of a concrete source of noise is limited to a specific area, the noise is so penetrating that it is almost impossible to avoid it. The habitual sources of noise include the traffic, the neighbors and the industry, being this last one the cause of most of the acoustic complaints. The objective of this investigation is to analyze the levels of environmental noise in the Plant Compressor of Gas Barua 5, by means of the application of a validated mathematical model, for which mensurations of Levels of Sound Pressure should be carried out (NPS), to build the map of noise of the installation, prediction of the acoustic propagation toward the surrounding areas and to carry out the mensuration of bands of dominant frequencies of noise and the mensuration of NPS in a point for 24 hours in case that applies for the control of noise. The carried out analysis of the levels of noise generated by the Plant Compressor of Gas Barua 5, using mathematical model validated to predict the acoustic propagation of the installation, it will serve as base to determine the acoustic propagation in other similar facilities. Key words: Analysis of Environmental Noise, Compressor of Gas, acoustic Propagation, Plants Level of sound pressure (NPS), Map of noise, Bands of Eighth, passive Control. Author’s e-mail: [email protected]
AGRADECIMIENTO
A Dios Todopoderoso.
A mi esposo Damián Gabriel, por prestarme su apoyo incondicional.
A mis hijos: Damián Alejandro y Valentina, por ser fuente de inspiración.
A mis padres, por guiarme, darme los valores y principios necesarios para cumplir
con las metas propuestas en la vida y prestarme su apoyo incondicional.
A mis hermanos por su apoyo incondicional y estar presente en los momentos más
importante de mi vida.
A mi Tutor, Profesor David Bukowitz y mi Co-tutora, Profesora Zenaida Soto, por ser
pilar fundamental en la realización y elaboración de este proyecto.
Al Departamento de Higiene Ocupacional de PDVSA Occidente, por facilitarme los
equipos de medición necesarios para la ejecución de este proyecto.
Un especial agradecimiento a dos personas que desinteresadamente aportaron sus
conocimientos para el desarrollo de esta investigación, Mireya Ferrer y Carlos López.
TABLA DE CONTENIDO
Página
RESUMEN..…………………………………………………………………………………. 3
ABSTRACT…..…………………………………………………………………………….…4
AGRADECIMIENTO…………………………………………………………………………5
TABLA DE CONTENIDO...……………………………………………….…………………6
LISTA DE FIGURAS……………………………………………………..………………….9
LISTA DE TABLAS………………………….……………………………...………………11
INTRODUCCIÓN………………………..………………………………………………....13
CAPÍTULO
I. MARCO TEÓRICO………..............…………….……………………….……...……15
1.1 Ondas Sonoras……..………………………………..…………………………...……15
1.2 Ruido………………………………………………...…………………………………..15
1.2.1 Definición de ruido………………………………………...…………………15
1.2.2 Clasificación de los ruidos..…………………………………………………16
1.2.3 Instrumento para la medición de ruidos...…..………………………..…...17
1.2.4 Nivel de ruido continuo equivalente (Leq) ………………………………..19
1.3 Concepto de decibel……………………………..…………………………………….19
1.4 Tonos en el ruido………………………………………………………………………20
1.5 Ruido de baja frecuencia……………………………………………………………..21
1.6 Identificación de fuentes de ruido……………………………………………………21
1.7 Tipos de fuentes de ruido……………………………………………………………..22
1.7.1 Fuente Puntual…………………………………………………………….…22
1.7.2 Fuente Lineal…………………………………………………………………23
1.8 Escala de ponderación………………………………………………………...24
1.9 Análisis de frecuencias. Bandas de Octavas..…….………………………..24
1.10 Parámetros Característicos del Ruido……………………………………………..25
1.10.1 Presión Sonora y Nivel de Presión Sonora……………………………..25
1.10.2 Potencia Sonora y Nivel de Potencia sonora……………………………27
1.10.3 Diferencia entre Presión y Potencia sonora……………………………..27
1.11 Principios Básicos de Control de Ruido.…………………………………………...28
1.12 Control de Ruido………………..…………………………………………………….30
1.12.1. Control del Foco………..…………….……………………………………31
1.12.2 Control del Medio de Transmisión…………………………………….….32
1.12.3 Control del Receptor…………………………...……………………….….42
1.13 Control de Ruido en Locales Industriales……………………………………….…43
1.14 Efectos del Ruido sobre la Personas………………………………..……….…….47
1.15 Descripción de la Planta Compresora de Gas Barua V………………………….48
II. MARCO METODOLÓGICO……………………………..……………………………54
2.1 Selección de los Puntos de Medición……………………………….………….……54
2.2 Método de medición de Ruido. Según la Norma COVENIN 1565……………….56
2.2.1 Equipos e Instrumentos e medición………………………………………..56
2.2.2 Procedimiento para realizar las mediciones………………………………56
2.3 Construcción del Mapa de Ruido de la Instalación………………………..……….59
2.4 Predecir la propagación acústica hacia áreas circunvecinas………………..……59
2.4.1 Fuentes Puntuales………………..………………………………………….59
2.4.2 Fuentes lineales………………..…………………………………………….60
2.4.3 Fuentes Planas………………..……………………………………………..62
2.4.4 Validación de la formula de propagación acústica………………..……...62
2.4.5 Cálculo de la propagación acústica de la instalación………………..…..63
2.5 Medir bandas de frecuencia dominantes de ruido (Si aplica)………………..……63
2.6 Medir NPS en un punto por 24 horas (Si aplica)………………..………………….64
2.7 Definir Acciones para el Control Pasivo de Ruido………….………………….…..65
III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN…………………………………………………..….70
3.1 Selección de los puntos de medición……………… ………………………….........70
3.2 Medición del Nivel de Presión Sonora (NPS) o Nivel de Ruido Equivalente (Leq)
y del Nivel de ruido que no podrá ser excedido durante más del 10% del lapso de
medición (L10)……………………………………………………………………...………72
3.3 Mapa de Ruido de la Instalación para la validación del modelo matemático……74
3.4 Predicción de la propagación acústica hacia áreas circunvecinas……………….75
3.4.1 Validación de la formula…………………………………………………….76
3.4.2 Cálculos de la propagación acústica de la instalación…………………..77
CONCLUSIONES…………………………………………………………………………..81
RECOMENDACIONES…………………………………………………………………….83
BIBLIOGRAFÍA……………………………………………………………………………..84
LISTA DE FIGURAS
Figura Página
1. Diagrama simplificado del funcionamiento de un sonómetro ………..…….…..…17
2. Tonos en el ruido …..…………………………………………………………..………20
3. Ruido de baja frecuencia ……..…………………………………………………..…..21
4. Fuente puntual de ruido……..…………………………………………………………23
5. Fuente lineal de ruido…………………………………………………………………..23
6. Dificultad para reducir el ruido de baja frecuencia utilizando barreras…………...34
7. Atenuación atmosférica por la distancia desde la fuente y por el contenido
frecuencial del ruido………………………………………………………………………..39
8. Efecto del viento………………………………………………………………………..39
9. Efecto del viento de acuerdo a la distancia, considerando el viento a favor, lateral
y en contra………………………………………………………………………………..…40
10. Influencia de la superficie del suelo a una distancia de 100m. entre la fuente y el
receptor. Altura de la fuente y receptor 2m……………………………………………..41
11. Influencia del factor de reflexión en la medición de ruido…………………………43
12. Diagrama del Sistema de Recolección de Gas en Barua – Motatán………....….49
13. Puntos de medición para validar el estudio de la propagación acústica…….…...54
14. Selección de los puntos de medición de ruido para elaborar las Curvas ISO de
Nivel de ruido ……………………………………………………………………………....55
15. Propagación de una fuente puntual de ruido …………………………………..…...60
16. Propagación de una fuente lineal de ruido …………………………………….…....61
17. Propagación de una fuente plana de ruido ………………………………………....62
18. Trazado de líneas para el cálculo de la propagación acústica de la instalación,
partiendo de las mediciones de ruido en la fuente …………………………………….63
19. Puntos de medición para realizar la validación de la formula de la propagación
acústica……………………………………………………………....………………...……70
20. Puntos de medición para realizar las curvas de nivel de ruido y la validación del
modelo matemático de propagación del ruido ………..………………………………...72
21. Curvas de Nivel de Ruido con los valores medidos en sitio ……………….……...75
22. Propagación de una fuente lineal de ruido ………..………………………………...76
23. Selección de puntos para el cálculo de la propagación acústica del ruido de la
Planta Compresora de Gas Barua V …………………...………………………………..78
24. Mapa de ruido de la instalación, calculado con el modelo matemático validado
para la propagación acústica………………..………...………………………………….79
LISTA DE TABLAS Tabla Página
1. Anchos de Bandas Normalizados……………………….……………………….…..25
2. Relación entre presión sonora e intensidad sonora………………………………..26
3. Soluciones típicas de ruido………………………………………………..………….45
4. Niveles de ruido en ambientes típicos……………………….……………………....45
5. Estimación de la potencia sonora de equipos…………………..………………….46
6. Características de los procesos de Barua V……………………….……………….49
7. Características de los depuradores de la Planta Compresora de Gas Barua V..50
8. Características de las válvulas de control de la Planta Compresora de Gas Barua
V………………………………………………………………………………………….50
9. Características de las válvulas de seguridad de la Planta Compresora de Gas
Barua V………………………………………………………………………………….51
10. Características de los compresores de la Planta Compresora de Gas Barua
V………………………………………………………………………………………….52
11. Características de los motores de los compresores de la Planta Compresora de
Gas Barua V………………………………………………………………………….…55
12. Niveles de ruido tolerables según Decreto 2.217 “Normas sobre el control de la
contaminación generada por ruidos” …..……………………………..……………..64
13. Resultados de mediciones en los puntos definidos en la figura 3.1………….…..71
14. Resultados de niveles de ruido en el lado A de la figura 3.2..……………….……73
15. Resultados de niveles de ruido en el lado B de la figura 3.2………………….…..73
16. Resultados de niveles de ruido en el lado C de la figura 3.2……………..…….…74
17. Resultados de niveles de ruido en el lado D de la figura 3.2……………….……..74
18. Resultados de niveles de ruido medidos y calculados, considerando cada lado de
la instalación………………………………………………………………………….....77
19. Resultados de la propagación acústica del lado A de la
instalación…………………………………..…….……………………………………..78
20. Resultados de la propagación acústica del lado B de la
instalación……………………………..…….…………………………………………..78
21. Resultados de la propagación acústica del lado C de la
instalación…………………………………..…….……………………………………..79
22. Resultados de la propagación acústica del lado D de la
instalación……………………………..…….………………………………………..…79
INTRODUCCION
El ruido se define como un sonido no deseado y es un contaminante que
ocasiona efectos sobre el ambiente y a la salud; Aunque el impacto de una fuente de
ruido concreta se limita a un área específica, el ruido es tan penetrante que es casi
imposible evitarlo. Las fuentes habituales de ruido incluyen el tráfico, los vecinos y la
industria. En la industria petrolera existen instalaciones que generan altos niveles de
ruido debido a los equipos que se encuentran presentes en esta, siendo posible que
se origine incomodidad en las comunidades vecinas.
El control de ruido se consigue con uno o más de tres procedimientos
diferentes (Fernández y Chacín, 1996). La fuente primaria del ruido puede eliminarse
o modificarse por cambios en el proyecto; las trayectorias de transmisión por las que
se propaga el sonido desde la fuente hasta la persona pueden ser reducidas en
efectividad; o bien, se puede reducir el nivel de sonido producido en la posición de la
persona oidora por el procedimiento de opacamiento.
Baptista (2007), Con el propósito de analizar la contaminación sónica urbana
en los habitantes del Sector Los Rosales del Municipio Jesús Enrique Lossada del
Estado Zulia. El estudio fue descriptivo, no-experimental, de campo y se empleó un
cuestionario con escala Likert, modificada de treinta y cuatro (34) ítemes, validado
por tres (3) expertos y cuya confiabilidad según Alfa Cronbach fue de 0.96. Los
resultados indican: (a) la contaminación sónica se caracteriza por tener como
fuentes vehículos e industrias, por los días de semana laborables, los meses
vacacionales, las zonas comerciales, el parque industrial y los espacios
públicos/recreativos, a lo que acuden jóvenes y adultos; (b) el tratamiento presenta
debilidades en lo preventivo y mitigante, debido a la falta de diagnóstico y
seguimiento a los problemas de salud; (c) los problemas psicosociales incluyen
barreras en la comunicación oral en lugares abiertos y cerrados, alteraciones en el
humor, pérdida de concentración, afectaciones en las interrelaciones personales
impidiendo la comunicación entre las personas, y problemas de salud como dolores
de oídos y cefaleas.
Canelones (2007) con el propósito de describir la situación de la
Contaminación Sónica en la Zona Residencial del Casco Central de Maracaibo,
enmarcó su estudio dentro de las investigaciones descriptivas, bajo la modalidad de
campo no experimental. La población la conformaron 396 sujetos, la muestra la
constituyeron 80 habitantes del edificio Cumaná, de las Torres del Saladillo. En el
desarrollo de este estudio, se utilizó un instrumento constituido por 27 ítems con 4
alternativas, Se calcula el coeficiente de confiabilidad mediante la formula del Alpha
Cronbach para universos finitos el cual se somete a juicio de expertos dando como
resultante 0,98 el grado de confiabilidad. El análisis de los datos se realiza a través
de estadística descriptiva utilizando medidas de tendencia central. Se concluye, en
forma fehaciente las posibles fuentes de ruido urbano conlleva un trabajo minucioso
de campo de carácter metodológico y de tipo descriptivo, consistente en ir tomando
apuntes de aquellas causas que se están produciendo desde el punto de vista de las
personas. Este estudio representa un valioso aporte, ya que abre las puertas a un
campo novedoso que ha sido por poco estudiado en Venezuela.
El objetivo de la presente investigación es analizar los niveles de ruido
ambiental en la Planta Compresora de Gas Barua V, perteneciente a PDVSA
Exploración & Producción, ubicada en Barua Motatán, Municipio Baralt - Edo. Zulia,
mediante los siguientes objetivos específicos:
- Medir NPS en puntos seleccionados en la instalación, con la finalidad de
validar el modelo de propagación acústica.
- Construir el mapa de ruido de la instalación.
- Predecir la propagación acústica hacia áreas circunvecinas.
- Medir bandas de frecuencias dominantes de ruido (Si aplica).
- Medir NPS en un punto por 24 horas (Si aplica).
- Definir acciones para el control pasivo de ruidos.
CAPITULO I
MARCO TEÓRICO
1.1 Ondas Sonoras
El sonido se origina por la radiación de energía procedente de una fuente
sonora y se transmite en forma de ondas. En relación con las ondas sonoras hay
que considerar dos factores importantes. Primero que la energía se transporta a
través del aire mediante ondas, y segundo que las ondas son sensibles al oído, lo
que significa que las variaciones de presión del aire excitan a los nervios situados en
el oído interno.
Todas las características de las ondas como la frecuencia, la longitud de
onda, etc., son en cierto grado análogas a las del sonido. Por ello, el uso de
analogías entre ondas y sonido puede ayudar a visualizar e interpretar los
fenómenos acústicos. Así, las leyes de reflexión, difracción y transmisión son
fácilmente demostrable s en óptica mediante espejos, lentes, prismas, resultando por
tanto que las leyes acústicas pueden comprenderse más fácilmente.
1.2 Ruido
1.2.1 Definición
Según el diccionario “el ruido es un sonido inarticulado y confuso más o
menos fuerte” es por tanto, un sonido no deseado. Acústicamente, el ruido se define
como “la emisión de energía originada por un fenómeno vibratorio que es detectado
por el oído de una persona y que puede provocar una sensación de molestia o
incluso dolor”. Analizando detalladamente la definición anterior se pueden destacar
los siguientes aspectos:
Hay una transmisión de energía.
Intervienen tres elementos foco, medio de transmisión y receptor.
Es contaminante, ya que perturba el ambiente que lo rodea.
Carácter subjetivo de la sensación.
Puede causar daño o lesión en el oído humano.
Un foco de ruido origina una transmisión aérea y otra estructural.
1.2.2 Clasificación de los ruidos
Es necesario clasificar y definir los distintos tipos de ruidos para realizar unas
mediciones correctas que permitan su análisis posterior. En relación al ruido se
distinguen los siguientes tipos:
Ruido continuo: Es aquel cuyo intervalo de tiempo entre 2 niveles máximos
tiene una duración menor o igual a 0.5 segundos.
Ruido continuo constante: Es aquel cuyo nivel es detectado en forma
continua durante todo el periodo de medición y las diferencias entre los valores
máximos y mínimos no excedan a seis (6) dB.
Ruido continuo fluctuante: Es aquel cuyo nivel es detectado en forma
continua durante todo el periodo de medición, pero presentan diferencias mayores a
seis (6) dB entre los valores máximos y mínimo alcanzados.
Ruido intermitente: Es aquel que durante un segundo o más presenta
características estables fluctuantes, seguidas por interrupciones mayores o iguales a
0.5 segundos. Como caso típico señalamos el ruido de los trenes y el de un
compresor frigorífico.
Ruido impulsivo o de impacto: Son aquellos de corta duración (menor de 1
segundo) con niveles de alta intensidad que aumentan y decaen rápidamente en
menos de un (1) segundo presentando diferencias por encima de 35 dB entre los
valores mínimos y máximos alcanzados. Casos típicos son el ruido de martillo,
prensas y explosiones.
1.2.3 Instrumentos para la Medición de Ruidos
Sonómetros
Son instrumentos para la lectura directa del nivel de presión sonora. Los
sonómetros constan de los siguientes elementos electrónicos:
Transductor o micrófono.
Acondicionador de la señal eléctrica.
Redes de ponderación en frecuencia.
Amplificador.
Rectificador del valor eficaz de la señal.
Circuito de ponderación temporal.
Indicador logarítmico (respuesta en dB).
En la figura 1 se representa un diagrama simplificado del funcionamiento de
un sonómetro.
Figura 1 Diagrama simplificado del funcionamiento de un sonómetro
El transductor es el dispositivo que transforma las magnitudes acústicas,
variaciones de presión, en señales eléctricas proporcionales. En los sonómetros el
transductor es un micrófono. Las redes de ponderación en frecuencia permiten la
lectura en escala A, B, C y lineal, mientras que el circuito de ponderación temporal
permite la lectura en respuesta rápida o lenta.
Internacionalmente los sonómetros están normalizados y se distingue entre
normas europeas IEC y normas americanas ANSI. Para garantizar que las
mediciones sean correctas es necesario que la respuesta de los micrófonos sea
lineal respecto a la frecuencia. Esta característica de sensibilidad es el factor más
importante de los micrófonos.
Al realizar las mediciones hay que distinguir entre medidas en campo libre y
en campo difuso. La respuesta en campo libre se refiere a la medición que se
efectúa al introducir el micrófono en el campo próximo donde las ondas resultan
direccionales. La respuesta en campo difuso las ondas se propagan en todas las
direcciones del espacio.
El indicador del sonómetro funciona de la siguiente forma: la señal
instantánea se divide por una señal de referencia, al resultado se le calcula el
logaritmo y al valor resultante se multiplica por 20. Este valor corresponde a la
presión sonora normalizada y referida a 20 Pa y por tanto el indicador mide en
decibelios.
Los sonómetros disponen de un sistema de integración para amplios periodos
de tiempo, de forma que la lectura resulta significativa cuando los niveles de presión
sonora fluctúan a lo largo del tiempo. Estos sonómetros se conocen como integra-
dores y facilitan el valor del nivel continuo equivalente (Leq).
Los filtros se utilizan para conocer el contenido energético a distintas frecuen-
cias. Los filtros están normalizados y se caracterizan por las frecuencias inferior,
central y superior. Los filtros son una especie de ventana que dejan pasar de la
señal sólo la correspondiente a un intervalo de frecuencias, el resto de la señal se
atenúa o elimina. Los analizadores en frecuencia utilizan como filtros más usuales
los de tercio de octava y los de octava.
Analizadores Estadísticos
Con el analizador estadístico se puede distinguir cuándo el nivel de ruido
supera un determinado valor de ruido de fondo. Se utiliza para ello el "estadístico"
LANT que indica cuándo el nivel se ha excedido en un porcentaje del N por 100 del
tiempo T de exposición. La estructura del analizador consta de los siguientes ele-
mentos:
- Rango dinámico superior a 100 dB.
- Memoria interna de gran capacidad.
- Clasificador de niveles en intervalos de 2 dB.
- Procesador de señal digital.
- Almacenamiento de datos en ordenador portátil.
En estos equipos, como en la mayoría de los instrumentos de medida, el
tratamiento de la señal se realiza de forma digital, el filtrado en bandas de octavas, el
almacenamiento de datos y los cálculos de parámetros estadísticos.
Sólo la fase de ponderación en frecuencia se efectúa de forma analógica. La
ventaja de disponer de medidores digitales es que la información se puede
transvasar a un ordenador portátil donde los datos se registran en un soporte
magnético para su posterior análisis.
1.2.4 Nivel de ruido continuo equivalente (Leq)
Es un nivel de presión de sonido continuo constante que produciría la misma
cantidad de energía sonora que el ruido continuo fluctuante medio durante el mismo
periodo. El Leq permite evaluar el nivel de peligro de ruidos fluctuantes.
1.3 Concepto de Decibel
Es una medida adimensional que se expresa como 20 veces el logaritmo del
cociente de la presión sonora entre la presión de referencia. Para mediciones de
ruido en aire, la presión de referencia es de 20 micropascales ´0.0002 microbares.
La medida del ruido presenta una serie de dificultades debido al amplio rango
de detección por parte del oído humano. En relación con la frecuencia, la
sensibilidad del oído varía entre 20 y 20.000 Hz, es decir, comprende una relación
de 1 a 1.000. El rango de variación de la intensidad es mucho mayor, así el valor
mínimo que detecta el oído de variación de presión sonora es de 20.10-6 N/m2 y el
valor máximo de 200 N/m2, es decir la relación varía de 1:107.
Para que el radio resulte más pequeño se utiliza la escala logarítmica y la
unidad de medida se llama Bel. De esta forma el rango se transforma de 0 a 7, por lo
que se emplea el decibelio, siendo 10 dB equivalente a 1 beiio. El decibelio se define
por:
dB = 10 Log Energía / E. referencia
De acuerdo con la anterior definición se deduce que los índices de presión y
energía se transforman en los siguientes niveles:
Nivel de potencia sonora: NWS = 10 Log W /W0
Nivel de presión sonora: NPS = 10 Log P2/P2
Siendo los valores de referencia para la potencia y presión:
W0 = 10-12 w y P0 = 10-6N/m2
Así, mediante las escalas logarítmicas los márgenes anteriores se
transforman entre 0 a 140 dB.
1.4 Tonos en el Ruido
Los tonos molestos pueden verse generados de dos maneras:
Frecuentemente las máquinas con partes rotativas tales como motores, cajas de
cambios, ventiladores y bombas, crean tonos. Los desequilibrios o impactos
repetidos causan vibraciones que, transmitidas a través de las superficies al aire,
pueden ser oídos como tonos. También pueden generar tonos los flujos pulsantes
de líquidos o gases que se producen por causa de procesos de combustión o
restricciones de flujo.
Los tonos pueden ser identificados subjetivamente, escuchándolos, u
objetivamente mediante análisis de frecuencias. La audibilidad se calcula entonces
comparando el nivel del tono con el nivel de los componentes espectrales
circundantes. También deberá documentarse la duración del tono.
Figura 2 Tonos en el ruido
1.5 Ruido de Baja Frecuencia
El ruido de baja frecuencia tiene una energía acústica significante en el
margen de frecuencias de 8 a 100 Hz. Este tipo de ruido es típico en grandes
motores diesel de trenes, barcos y plantas de energía y, puesto que este ruido es
difícil de amortiguar y se extiende fácilmente en todas direcciones, puede ser oído a
muchos kilómetros.
El ruido de baja frecuencia es más molesto que lo que se cabría esperar con
una medida del nivel de presión sonora ponderado A. La diferencia entre el nivel
sonoro ponderado A y el ponderado C puede indicar la existencia o no de un
problema de ruido de baja frecuencia. Para calcular la audibilidad de componentes
de baja frecuencia en el ruido, se mide el espectro y se compara con el umbral
auditivo. Los infrasonidos tienen un espectro con componentes significantes por
debajo de 20 Hz. Lo percibimos no como un sonido sino más bien como una presión.
La evaluación de los infrasonidos es aún experimental y en la actualidad no está
reflejado en las normas internacionales.
Figura 3 Ruido de baja frecuencia
1.6 Identificación de Fuentes de Ruido
La evaluación del ruido se hace generalmente considerando el impacto de
una fuente de ruido específica, por ejemplo el ruido procedente de una fábrica
determinada.
Ésta no es siempre una tarea fácil. En prácticamente todos los entornos, un
gran número de fuentes distintas contribuyen al ruido ambiental en un determinado
punto. El ruido ambiental es el ruido de todas las fuentes combinadas – ruido de
fábricas, ruido de tráfico, canto de pájaros, la corriente del agua, etc.
El ruido específico es el ruido procedente de la fuente sometida a
investigación. Dicho ruido es un componente del ruido ambiental y puede ser
identificado y asociado con el foco generador de molestias.
El ruido residual es el ruido ambiental sin ruido específico. El ruido residual es
el que permanece en un punto bajo ciertas condiciones, cuando el ruido de la fuente
específica se suprime.
Esta terminología deriva de la norma ISO 1996 y se utiliza de forma habitual.
El término ruido de fondo (no utilizado en la ISO 1996) es también un término común
pero no debería confundirse con el ruido residual. El ruido de fondo se utiliza
algunas veces para expresar el nivel medido cuando la fuente específica no es
audible y, a veces, es el valor de un determinado parámetro de ruido, tal como el
LA90 (nivel excedido durante el 90% del tiempo de medición).
1.7 Tipos de Fuente de Ruido
1.7.1 Fuente Puntual
Si las dimensiones de una fuente de ruido son pequeñas comparadas con la
distancia al oyente, entonces se llama fuente puntual, por ejemplo, ventiladores y
chimeneas. La energía sonora se propaga de forma esférica, por lo que el nivel de
presión del sonido es el mismo en todos los puntos que se encuentran a la misma
distancia de la fuente y disminuye en 6 dB al doblar la distancia. Esto se mantiene
así hasta que el efecto del suelo y la atenuación del aire influyen de forma notoria en
el nivel.
Figura 4 Fuente puntual de ruido
1.7.2 Fuente Lineal
Si una fuente de ruido es estrecha en una dirección y larga en la otra
comparada con la distancia al oyente, ésta es llamada fuente lineal. Puede ser una
fuente individual tal como una cañería llevando un fluido turbulento o puede estar
compuesta de muchas fuentes puntuales operando simultáneamente, tal como una
sucesión de vehículos en una carretera concurrida.
El nivel de sonido se propaga cilíndricamente, por lo que el nivel de presión
sonora es el mismo en todos los puntos a la misma distancia de la línea y disminuye
en 3 dB al doblar la distancia. Esto se mantiene así hasta que el efecto del terreno y
la atenuación del aire influyen de forma notoria al nivel. Para una fuente lineal con
nivel de potencia sonora por metro (LW/m) localizada cerca del suelo, el nivel de
presión sonora (Lp) a cualquier distancia (r, en m.) desde la fuente puede ser
calculado a partir de la ecuación:
Figura 5 Fuente lineal de ruido
1.8 Escala de ponderación
Son filtros electrónicos que poseen los sonómetros que permiten ajustar
selectivamente los niveles de presión sonora dentro de unos límites establecidos
según la percepción diferencial del oído humano. Pueden ser A, B, C, D o L y su
selección depende del análisis de ruido que se realice.
Escala A: Es aquella que no diferencia las frecuencias muy bajas (al igual
que el oído humano) y por lo tanto es mejor utilizarla para medir niveles generales de
sonido. La escala A está pensada como atenuación al oído cuando soporta niveles
de presión sonora bajos (<55dB) a las distintas frecuencias.
Escala B: Es aquella que representa la atenuación para niveles intermedios
(55-85 dB).
Escala C: Es aquella que representa la atenuación para niveles altos (>85
dB)
Escala D: Es aquella que está diseñada para niveles muy altos de presión
sonora.
1.9 Análisis en frecuencia. Bandas de Octava
La frecuencia es una característica clave en el estudio del sonido. Se define
como el número de oscilaciones o ciclos completos de una señal por segundo. Su
unidad es el hercio (Hz).
El oído humano tiene capacidad para detectar las frecuencias dentro de un
rango comprendido entre 20 y 20.000 Hz. La sensibilidad máxima del oído oscila
entre 2 y 4 KHz. El rango de emisión y audición de la palabra varía entre 500 Hz y
4.000 Hz. Debido a la diferente sensibilidad de la energía sonora frente a la
frecuencia resulta que la molestia y el riesgo de pérdida de audición ocurre en dicha
zona de máxima sensibilidad.
Para analizar todo el espectro de audición, entre 20 y 20.000 Hz se utiliza una
escala constante en frecuencia. Cuando la relación en frecuencia es de 2 a 1 el aná-
lisis se conoce como "análisis en banda de octavas". Todo el espectro se recorre con
10 octavas.
La curva de audición indica cómo varía la intensidad sonora a lo largo de todo
el espectro de acuerdo con la percepción del oído. Por ello, los sonómetros incor-
poran la escala de ponderación "A" para medir los sonidos que percibimos.
En la siguiente tabla se recogen los intervalos de ancho de banda
normalizados.
Tabla 1. Anchos de banda normalizados
FR. CENTRAL RANGO
31.25 22-44
62.5 44-88
125 88-177
250 177-354
500 354-707
1000 707-1414
2000 1414-2828
4000 2828-5656
8000 5.656-11.321
Para realizar mediciones normalizadas se generan unos ruidos que se
conocen como ruido blanco y ruido rosa. Se denomina ruido blanco al que tiene la
misma intensidad en todas las frecuencias, su espectro en tercios de octava es una
recta de pendiente 3 dB por octava. Se conoce por rosa, al ruido cuyo espectro en
tercio de octava tiene un valor constante, su espectro es continuo de 3 dB por
octava.
1.10 Parámetros Característicos del Ruido
1.10.1 Presión Sonora y Nivel de Presión Sonora
La presión sonora se define como "la variación de la presión atmosférica en
un punto originada por la emisión sonora de un foco de ruido". La unidad de la pre-
sión, es N/m2 o Pascal.
Debido al gran intervalo que los valores de presión sonora pueden tomar
entre 20. 10-5 Y 200 Nw/m2, se emplea la escala logarítmica. El “Nivel de presión
sonora" se define como diez veces el logaritmo del cociente entre la presión
instantánea y la presión de referencia.
NPS = 10 log P2/P2o = 20 log P/po
Siendo: P = Presión RMS en N/m2 y Po = 20. 10-5 N/m2
Este cociente entre dos magnitudes físicas iguales, presiones, es un número
adimensional. No obstante el Nivel de Presión Sonora, se expresa en decibelios, dB,
y la amplitud de la escala logarítmica es más manejable, resultando un intervalo
entre 0 y 140 dB.
Tabla 2. Relación entre presión sonora e intensidad sonora
NPS PRESIÓN INTENSIDAD
140 200 100
120 20 1
100 2 0.01
80 0.2 10-4
60 0.02 10-6
40 0.002 10-8
20 0.0002 10-10
0 0.00002 10-12
Con los sonómetros se mide el nivel de presión sonora,"NPS" y representa el
valor global del ruido para todo el espectro de frecuencia audible. En el capítulo
dedicado a mediciones se describen distintos sonómetros y otros equipos de medida
de ruido.
1.10.2 Potencia Sonora y Nivel de Potencia Sonora
La potencia sonora se define como "la cantidad de energía producida por un
manantial sonoro y que se transmite en forma de ondas de presión en la unidad de
tiempo". La unidad de medida de la potencia es el watio.
De forma análoga a lo que ocurre con la presión, la potencia que emiten
distintas fuentes sonoras varían entre 100 y 10-12 watios, lo que se corresponde
respectivamente al estruendo de un avión y al zumbido de una mosca.
El "Nivel de potencia sonora" NWS se define igualmente como diez veces el
logaritmo de la relación entre la potencia sonora y la potencia de referencia.
NWS = 10 log W / Wo
Siendo:
W = Potencia sonora emitida por un foco en watios.
Wo = Potencia de referencia = 10-12 watios.
La potencia y el nivel de potencia sonora, tienen por tanto características de la
energía radiada por un foco ruidoso. Conocido el nivel de potencia sonora, se puede
calcular el valor de la potencia sonora, mediante las expresiones matemáticas o
mediante gráficos.
1.10.3 Diferencia entre Presión y Potencia Sonora
De acuerdo con las definiciones anteriores la presión y potencia sonora son
magnitudes escalares y la diferencia entre ellas, se debe a que la potencia es
característica energética intrínseca de la emisión sonora de la máquina, mientras
que la presión sonora, es el valor instantáneo de la presión en un punto. Estos
valores dependen de la posición, proximidad y ambiente donde se ubica la máquina.
Para comprender más claramente la diferencia entre potencia y presión sono-
ra, se propone el siguiente símil: Consideramos que en el centro de un recinto
cerrado, se introduce una placa eléctrica con una potencia de 2.000 vatios. Al cabo
de un tiempo, en régimen estacionario, en cada punto del local se alcanzará un
determinado valor la temperatura. El valor de la temperatura depende de la
proximidad al foco radiante, característica del local, mientras que su potencia
eléctrica, es una característica intrínseca del equipo. Así pues, con el sonómetro se
mide la presión sonora, 10 mismo que con un termómetro sólo se mide la tem-
peratura. Por tanto, la potencia sonora de una fuente es una característica intrínseca
del equipo.
Se puede relacionar la potencia y la presión sonora mediante expresiones
más o menos complicadas. En un apartado posterior se indica el procedimiento
normalizado que relaciona las citadas magnitudes. Igualmente se dispone de
gráficos para calcular la presión sonora una vez conocida la potencia sonora de un
equipo, que es un parámetro que facilitan los fabricantes de máquinas.
1.11 Principios Básicos de Control de Ruidos
Antes de abordar los distintos procedimientos que se utilizan para el control
de ruidos en el ambiente industrial se indican una serie de conceptos y principios
básicos no sólo para entender los fenómenos de ruidos y vibraciones sino para
encontrar soluciones prácticas a los problemas de control.
Al estudiar los problemas de ruidos y vibraciones se distinguen dos situacio-
nes, una se presenta al analizar el problema en la fase de proyecto y otra cuando las
instalaciones están en funcionamiento. En la fase de proyecto los procedimientos de
control son más eficaces siendo las soluciones más sencillas y económicas. Cuando
las instalaciones están en marcha, hay que realizar mediciones y entonces los
procedimientos de control resultan más caros y las soluciones más difíciles.
Para resolver los problemas de control de ruidos y vibraciones se utilizan
métodos matemáticos donde intervienen ecuaciones diferenciales que se resuelven
de forma analítica o de forma gráfica, métodos de Bode y Nyquist. También se
emplean métodos de simulación mediante ordenadores analógicos. Estos modelos
matemáticos teóricos se conocen como "modelos de transferencia global" que en
una fase posterior se ajustarán según la experiencia de los especialistas.
La utilización de modelos matemáticos y métodos gráficos en la resolución de
los problemas de control de ruidos permite una simplificación importante de los
procedimientos de cálculo evitando de esta forma la resolución de ecuaciones dife-
renciales complicadas. A estos métodos se le aplica el principio de superposición,
esto es, la solución de sistemas complejos se resuelve como suma de soluciones
elementales de sistemas sencillos.
De forma general, se consideran los siguientes principios básicos de control
de ruido:
1. Cualquier fuente de ruido siempre origina una transmisión aérea y otra
estructural.
2. El ruido estructural se transmite a grandes distancias.
3. Las molestias que origina el ruido dependen de la frecuencia, siendo más
molesto el ruido de alta frecuencia.
4. Para evitar transmisión sólida se utilizarán antivibratorios adecuados.
5. Los aisladores suelen ser flexibles o que dificulten la transmisión.
6. Si el montaje antivibratorio se realiza de forma incorrecta las vibraciones se
amplifican y se eleva el nivel de ruido.
7. La frecuencia de resonancia en un montaje antivibratorio es inversamente
proporcional al peso y a la deflexión estática.
8. El sonido de alta frecuencia es muy direccional y se refleja muy fácilmente.
9. El sonido de baja frecuencia rodea los obstáculos y atraviesa pequeñas
aberturas. Por esta razón es más difícil controlar un ruido de baja frecuencia.
10. El ruido que se origina cuando vibra una superficie se puede eliminar ado-
sando materiales con elevado amortiguamiento (damping).
11. El ruido de impacto aumenta con la masa y la altura de caída.
12. El aislamiento acústico de una pared simple depende de la rigidez y de la
masa superficial.
13. Para mejorar el aislamiento se utilizan paredes dobles de materiales y
espesores diferentes que se montan de forma independiente.
14. La resonancia se produce a una frecuencia que coincide con la frecuencia
natural del sistema.
15. Los materiales porosos son responsables de la absorción acústica.
16. Durante el fenómeno de absorción se produce una disipación de calor.
17. La absorción aumenta con la frecuencia del ruido y con el espesor de los
materiales.
1.12 Control de Ruido
Una vez realizada la evaluación del problema de ruido y cuando se superen
los criterios legales, tal sería el caso de un ruido superior a 85 dBA durante una
exposición de 8 horas diarias, es necesario analizar las causas, identificar los focos
de ruido y estudiar los procedimientos para la reducción del nivel de ruido.
El control del ruido industrial se puede abordar de tres formas diferentes:
Reduciendo el ruido en el foco, disminuyendo la propagación del sonido y modifi-
cando el proceso de producción. Para el control de ruido industrial hay que tener
presente las siguientes consideraciones:
- Reducir el nivel de ruido de los equipos o sustituido por otros más silenciosos.
- Reducir el tiempo de exposición del trabajador o trabajadores afectados.
- Aumentar la distancia entre foco y receptor.
- Sustituir el proceso de producción por otro menos ruidoso o modificar su
distribución en planta.
- Automatizar el proceso de fabricación.
Cuando las anteriores soluciones se hayan adoptado y continúe existiendo el
problema, se adoptarán medidas de organización y rotación de personal. Por último,
se deberá suministrar al trabajador equipos de protección auditiva para su
protección.
El control del ruido industrial es un asunto extremadamente amplio y no es
posible discutir fácilmente todas las soluciones que existen para cada problema. Los
libros y manuales técnicos estudian problemas y procedimientos standard con objeto
de facilitar unos conocimientos básicos. Posteriormente, mediante el estudio y la
experiencia se resuelven la mayoría de los problemas de ruido. Al analizar de forma
esquemática cualquier problema de control de ruido, hay que tener presente los
siguientes factores:
La radiación directa a través de las aberturas del encerramiento.
Las transmisiones indirectas.
La radiación del ruido debido a las vibraciones.
La transmisión de ruido a la estructura.
La radiación indirecta causada de la fuente al interior del cerramiento.
La radiación de las superficies del cerramiento al exterior.
La transformación de energía sonora en otra forma de energía.
En definitiva, para encontrar la solución más económica y eficaz en cada pro-
blema de ruido hay que estudiar la energía sonora implicada en los diferentes cami-
nos de transmisión del ruido, seleccionar los métodos de control que reducen la
energía sonora en todos los caminos. A continuación, se indican los puntos típicos
que se consideran durante el control de ruido estudiando y agrupando las distintas
soluciones en bloques según se analice el foco, el medio y el receptor.
1.12.1 Control del foco
En la industria el ruido se produce por el funcionamiento de motores y máqui-
nas de combustión, por máquinas en movimiento y por flujos hidrodinámicos más o
menos aerodinámicas. También se presentan otras fuentes de ruido, alarmas, sire-
nas, música de fondo y conversaciones.
El análisis de las distintas fuentes es necesario para determinar qué focos de
ruido son más importantes. Hay que tener presente también las condiciones de ope-
ración y de montaje. Así, los equipos durante el arranque o con baja carga producen
más ruido que en régimen continuo o a plena carga. De la misma forma, dos
máquinas que al principio generan niveles de ruido similares, después de unos
meses de funcionamiento, producen ruidos diferentes dependiendo del mante-
nimiento y uso de cada una.
Normalmente, la solución más eficaz en los problemas de ruido consiste en
reducir el ruido en la fuente. El control de ruido en la fuente es un buen
procedimiento resultando muy económico para evitar futuros problemas de ruido. Es
interesante distribuir las máquinas y equipos aislando una zona del resto de la nave
de forma que se evite el tratamiento acústico en la misma.
Igualmente, se puede sustituir una gran fuente de ruido por varios pequeños
motores capaces de realizar el mismo trabajo. Resulta más costoso reducir el nivel
de ruido una vez que los equipos están ubicados en la planta industrial. En términos
generales hay que considerar los siguientes aspectos:
Reducir las fuerzas de impacto y de fricción. Aislar las vibraciones en
máquinas.
Emplear materiales de amortiguamiento en las superficies de radiación de
ruido.
Modificar las características de radiación en caso de ruido aerodinámico de
expulsión cambiando la dirección del flujo.
Modificar las condiciones de operación realizando los trabajos ruidosos
cuando haya menos personas afectadas.
1.12.2 Control del medio de transmisión
Existe problema de ruido cuando un camino conecta la fuente con el receptor.
La energía acústica se transmite simultáneamente a través del aire y de la estructura
sólida, por ello, el ruido se transmite como aéreo y estructural.
Cuando la transmisión de energía llega al receptor a través del aire se
considera un problemas de ruido, pero si llega a través de la estructura sólida se
considera como vibración, aunque los principios físicos implicados son los mismos.
El ruido llega al receptor por varios caminos, aunque lo importante en el control de
ruido consiste en determinar la importancia relativa de cada camino.
Cuando se estudia una máquina como causante de un problema de ruido se
realizan las mediciones estando los otros equipos parados. Hay que tener presente
al realizar las mediciones que las condiciones sean parecidas a la realidad ya que
los resultados varían si las puertas y ventanas de la nave permanecen normalmente
abiertas por problemas de ventilación del local y en estas circunstancias hay que
realizar las medidas. El control de ruido en el medio de transmisión se realiza con-
siderando los siguientes apartados:
Ubicación y distribución
Las partes más ruidosas de las fábricas se deben localizar lo más lejos
posible de zonas donde la tranquilidad es importante. Como las fuentes no radian
ruido de forma uniforme en todas direcciones, hay que combinar la orientación de la
fuente con la posición del receptor para obtener mejores resultados.
La planificación y localización de distintos recintos y áreas en una nave es la
solución más económica para reducir las zonas donde es necesario controlar el
ruido. Desde el punto de vista de control de ruido lo ideal es instalar las máquinas
que vibran y generan ruido estructural en la parte baja del edificio o en el sótano.
Barreras y pantallas
La efectividad de las pantallas es máxima cuando el tamaño es grande en
comparación con la longitud de ondas del ruido y cuando está próxima la barrera a la
fuente o al receptor. Los parámetros más importantes de diseño son: las dimensio-
nes de la pantalla y la separación al foco productor.
El peso superficial y los materiales utilizados no son parámetros críticos. De
forma esquemática, para el diseño de barreras acústicas, se tendrá en cuenta los
siguientes factores:
1. Dimensiones: Las dimensiones de las barreras serán mayores que las del
foco.
2. Ubicación: Se situarán lo más próximo posible al foco de ruido. En caso de
situar las barreras en el interior de locales industriales, la utilización será
adecuada cuando la constante del local sea superior a 20 m2.
3. Cálculo de atenuación: La atenuación se estimará mediante gráficos
Maekewa y en función del número de Presnel.
4. Selección del material: El aislamiento del material utilizado en las pantallas se
elegirá de forma que sea 5 dB superior al valor de atenuación calculado.
La reducción de ruido causado por una barrera depende de dos factores:
1. La diferencia de la trayectoria de la onda sonora al viajar por encima de la
barrera comparado con la transmisión directa al receptor (en el diagrama:
a+b-c)
2. El contenido frecuencial del ruido
El efecto combinado de estos dos factores se muestra en la figura 6 y representa
que las bajas frecuencias son difíciles de reducir usando barreras.
Figura 6 Dificultad para reducir el ruido de baja frecuencia utilizando barreras
Encerramientos
Los encerramientos de las fuentes de ruido pueden proporcionar una
atenuación considerable en el problema global del ruido. La efectividad del
encerramiento depende de la parte más débil. Por ello es importante considerar los
orificios de ventilación y las puertas para conseguir un eficaz control de ruido.
Cuando predomina la alta frecuencia el tamaño de los orificios es crítico, debido a
que dicha frecuencia atraviesa fácilmente las aperturas. Para el diseño de
encerramientos se deberá tener presente:
1. Determinar el espectro en frecuencia del foco de ruido mediante estimación o
mediciones.
2. Establecer los valores límites recomendados, de acuerdo con los criterios NC
o similares.
3. Calcular el aislamiento requerido por diferencia entre los niveles existentes y
valores recomendados.
4. Elegir el material absorbente para el interior del recinto.
5. Calcular el aislamiento según:
TL = NR + 10 log S1/S2a2
6. Seleccionar los materiales aislantes de la cabina de forma que su aislamiento
sea superior al valor TL calculado.
Absorción
Los materiales absorbentes se utilizan para acondicionar el nivel de ruido en
recintos y mejorar el tiempo reverberación. Se emplean también en la industria para
disminuir el nivel de ruido a cierta distancia de la fuente.
No se consigue reducción por absorción cuando la distancia entre la máquina
y el operario es inferior a dos metros o, de forma más precisa, para distancias
inferiores al radio del local. En el control de ruido industrial puede ser más barato
construir cabinas acústicas que tratar grandes superficies absorbentes en las naves
industriales. Frecuentemente, se emplea un tratamiento combinado de pantallas y
baffles colgados del techo, dependiendo de la separación entre foco y receptor.
Para diseñar la absorción adecuada en un local se deberá seguir el siguiente
proceso:
1. Seleccionar las dimensiones del local, de forma que la suma de los inversos
de la longitud, anchura y altura del recinto sea superior a 0,25.
2. Determinar la absorción inicial según la fórmula de Sabin.
3. Elegir el TR óptimo según el tipo y el uso del local.
4. Calcular la atenuación requerida según: A = 0,16 V (1TR2 – 1/TR1)
5. Elegir el tipo de material absorbente de forma que el coeficiente de absorción
sea superior a A/S.
Aislamiento
Un muro de separación interrumpe el camino de transmisión del ruido. El ais-
lamiento acústico de un paramento es proporcional a la densidad superficial del
material y a la frecuencia del ruido (Ley de masa). La energía acústica que choca
con un paramento tiene dos componentes una es reflejada y otra se transmite aun-
que parte de esta energía transmitida puede ser absorbida, transformándose en
energía calorífica.
Consideremos el caso de una plancha de acero para explicar estos
fenómenos. El acero refleja la mayoría de la energía acústica pero es un material
con poco amortiguamiento interno, es decir, disipa poco calor. Pero si se le acopla
un material absorbente, como espuma de poliuretano, entonces la energía
transmitida se absorbe y se transforma en calor.
La conclusión importante del análisis es que para conseguir una efectividad
importante en el aislamiento deben combinarse distintos materiales, con densidades
superficiales diferentes y con estructura interna distinta que modifique la velocidad
de transmisión y capacidad para disipar fácilmente la energía.
Cuando existen caminos alternativos en la transmisión, como en el caso de un
encerramiento, es más fácil la transmisión y los resultados de aislamiento pueden
ser inferiores a los esperados. Esto ocurre cuando en una pared doble existen pun-
tos o zonas de conexión que se conoce por puentes acústicos, el aislamiento global
resulta más pequeño que lo previsto en los cálculos.
De la misma forma, no se alcanza el aislamiento esperado cuando las
ventanas o puertas están mal cerradas o tienen un aislamiento pequeño. Otro
ejemplo de pérdida de transmisión es el caso de montajes antivibratorios con
conexión rígida en tuberías de agua.
Para el diseño de un encerramiento o cabina se deberá tener presente la rela-
ción entre los volúmenes del local y de la cabina. Cuando el encerramiento es
pequeño comparado con el local el aislamiento global está condicionado por la
absorción de la cabina. Las aberturas en la cabina repercuten sobre el aislamiento
global.
Así resulta, que un cerramiento con un aislamiento potencial de 55 dB donde
existe un 1% de superficie abierta, la atenuación global es de sólo 20 decibelios.
Silenciadores
Los silenciadores son elementos que se instalan en las conducciones de aire
o de gases para amortiguar el ruido producido por las turbulencias. Se instalan en la
entrada, en medio de los conductos o en la salida de las conducciones. Se
distinguen tres tipos de silenciadores de acuerdo con el mecanismo de disipación de
energía implicado en el proceso de atenuación.
1. Silenciadores "reactivos": se utilizan para el control de ruido en baja
frecuencia, en general inferiores a 150 Hz. El mecanismo de reducción se
basa en las reflexiones que se producen al variar la sección del conducto.
2. Silenciadores "disipativos": La absorción de la energía sonora se efectúa por
la utilización de materiales absorbentes, tales como fibra de vidrio o espuma
de poliuretano. La aplicación de estos silenciadores se refiere a frecuencias
superiores a 1.000 Hz. Para el diseño se tendrá presente el tipo de material,
su espesor, la separación de elementos absorbentes y la longitud del
silenciador.
3. Silenciadores "reactivos-disipativos": Estos equipos combinan las caracte-
rísticas de los anteriores. El rango de aplicación para ellos está comprendido
entre 150 y 1.000 Hz.
Para el diseño de silenciadores se sigue el siguiente esquema:
1. A partir de las mediciones o de estimaciones se establece el espectro de ruido
de la fuente sonora.
2. Se corrige el nivel de potencia sonora anterior considerando la amortiguación
originada por los conductos, codos, rejillas, etc.
3. El NWS se transforma en NPS mediante la utilización del gráfico que realiza
la corrección en función de las características del recinto.
4. La amortiguación requerida del silenciador se obtiene por diferencia entre el
valor calculado y el nivel establecido según los valores NC.
La elección del silenciador se realiza de forma que la atenuación resultante
sea superior al valor calculado.
Atenuación atmosférica
Se trata de una materia compleja y aquí sólo puede resumirse. La reducción
de ruido al pasar a través del aire depende de muchos factores incluyendo:
• Distancia desde la fuente
• Contenido frecuencial del ruido
• Temperatura ambiental
• Humedad relativa
• Presión ambiental
Los dos primeros factores mencionados arriba son muy influyentes y se
muestran en la figura 7. Resumiendo, la absorción atmosférica no atenúa bien las
bajas frecuencias.
Figura 7 Atenuación atmosférica por la distancia desde la fuente y por el
contenido frecuencial del ruido
Efecto del Viento
La velocidad del viento aumenta con la altitud, la cual desviará la trayectoria
del sonido para “hacerla converger” en el lado situado a favor del viento y crear una
“sombra” en el lado de la fuente que se encuentra en contra del viento.
Figura 8 Efecto del viento
¿Por qué medir a favor del viento?
En distancias cortas, hasta 50 m, el viento tiene una influencia pequeña en el nivel
de sonido medido. Para mayores distancias, el efecto del viento se hace
apreciablemente mayor.
A favor del viento, el nivel puede aumentar unos pocos decibelios, dependiendo de
la velocidad del viento. Pero midiendo en contra del viento o lateralmente, el nivel
puede caer en más de 20 dB, dependiendo de la velocidad del viento y de la
distancia. Ésta es la razón por la que se prefiere medir a favor del viento – la
desviación es más pequeña y también el resultado es prudente o conservador.
Figura 9 Efecto del viento de acuerdo a la distancia, considerando el
viento a favor, lateral y en contra
Efecto de la Temperatura
Los gradientes de temperatura crean efectos similares a los de los gradientes
de viento, excepto en que los primeros son uniformes en todas direcciones a partir
de la fuente. En un día soleado y sin viento, la temperatura disminuye con la altitud,
creando un efecto “sombra” del sonido. En una noche clara, la temperatura puede
aumentar con la altitud, “haciendo converger” el sonido en la superficie del suelo.
Efecto del Terreno
El sonido reflejado por el terreno interfiere con el sonido propagado
directamente. El efecto del suelo es diferente cuando se trata de superficies
acústicamente duras (hormigón o agua), blandas (césped, árboles o vegetación) o
mixtas. La atenuación del suelo se calcula en bandas de frecuencia, para tener en
cuenta el contenido frecuencial de la fuente de ruido y el tipo de terreno entre la
fuente y el receptor. La precipitación puede afectar a la atenuación del terreno. La
nieve, por ejemplo, puede dar una atenuación considerable y además puede causar
gradientes de temperatura positivos altos. Las normas habitualmente desaconsejan
realizar medidas bajo dichas condiciones.
Figura 10 Influencia de la superficie del suelo a una distancia de 100m.
entre la fuente y el receptor. Altura de la fuente y receptor 2m
1.12.3 Control del receptor
El receptor en caso de ruido industrial puede ser una o varias personas,
incluso la mayoría de los trabajadores presentes en la nave de producción.
Dependiendo de la proporción y número de máquinas y personas afectadas pueden
encontrarse distintas soluciones de control.
Así puede ser interesante instalar un área donde los operarios puedan
permanecer en una cabina acondicionada acústicamente. También en operaciones
que generan niveles elevados de ruido se automatiza el proceso de forma que la
máquina entra en funcionamiento cuando el trabajador abandona el recinto. En
casos extremos cuando la presencia del operario es esporádica o no es continua
pueden utilizarse tapones y cascos anti ruidos debidamente homologados y de
acuerdo con la legislación laboral.
Según el Real Decreto 1.316/89, la protección auditiva la suministra obligato-
riamente el empresario cuando el nivel de exposición diaria de los trabajadores es
superior a 85 dBA. Así mismo, se recomienda la utilización de protección personal a
partir de 85 dBA, siendo obligatorio su empleo cuando la exposición sea superior a
90 dBA o cuando el nivel pico supere los 140 dB.
Ruido en el receptor por reflexión
Cuando las ondas del sonido impactan sobre una superficie, parte de su
energía acústica se refleja, parte se transmite a través de ella y parte es absorbida.
Si la absorción y la transmisión son bajas, como sucede generalmente en el caso de
los edificios, la mayoría de la energía sonora se refleja y se dice que la superficie es
muy reflectante. El nivel de presión sonora cerca de la superficie se debe, por lo
tanto, a la emisión directa de la fuente y al sonido que llega de una o más
reflexiones.
Típicamente, el nivel a 0.5 m de una pared lisa es 3 dB(A) mayor que si no
hubiera pared. Las normas requieren a menudo que se excluya el efecto de reflexión
de los resultados del informe (condiciones de campo libre).
Figura 11 Influencia del factor de reflexión en la medición de ruido
Ruido con Ventanas Abiertas y Cerradas
Cuando están en casa, a muchas personas les gusta tener las ventanas
cerradas - por el clima o por tradición. En esos casos, el ruido molesto en el
ambiente queda atenuado por el edificio, ofreciendo típicamente de 20 – 30 dB de
protección (aislamiento acústico de fachada). Las ventanas suelen ser puntos
acústicamente débiles, pero que pueden ser mejorados mediante un diseño
apropiado.
En otros países y climas, las personas se acostumbran a tener las ventanas
abiertas y experimentan los plenos efectos del ruido ambiental. Las normas de ruido
ambiental, por lo tanto, deben tener en cuenta tanto la forma en que se construyen
las viviendas como la forma en que se utilizan.
1.13 Control de Ruido en Locales Industriales
Para luchar contra el ruido industrial es fundamental conocer los niveles sono-
ros que se prevén van a existir en el taller o local industrial con anterioridad a su
construcción. El ruido generado en una nave industrial depende por un lado de las
características y dimensiones de la nave y por otro de la potencia sonora de los
focos y su ubicación dentro del recinto.
La presión sonora en el local está compuesta de dos factores, uno es la
componente directa de las ondas producidas por la fuente y otro es debido a las
ondas reflejadas por el suelo, paredes y techo.
En los cálculos clásicos se admite que la reverberación está formada por
superposición de ondas que se propagan en todas direcciones con igual
probabilidad. Esto se conoce como "hipótesis de campo difuso" y permite calcular la
presión sonora en los diferentes puntos del local. Sin embargo, cuando este método
se aplica para el control de ruidos en talleres no conduce a resultados válidos ya que
los resultados reales aparecen muy desviados. Al confrontar los resultados
obtenidos con los previstos por los métodos de cálculo se puede determinar la
validez de los procedimientos y establecer los límites de aplicación.
Cualquier proceso de cálculo se basa en estimar de forma precisa la potencia
acústica de las máquinas, calcular su distribución sonora, es decir, determinar el
mapa de ruido previsto en la nave industrial y finalmente aplicar los distintos méto-
dos de cálculo indicados de control del foco, del medio y del receptor. En definitiva,
calcular la reducción de ruido consiste en realizar el tratamiento absorbente, en
instalar barreras y pantallas y en aislar total o parcialmente los focos de ruidos.
Otro factor a tener presente en el control de ruido industrial es el aspecto eco-
nómico de las distintas soluciones constructivas y los problemas derivados por la
pérdida de audición en los trabajadores. Las compensaciones económicas por
indemnizaciones de daño en el oído es una realidad económica que no se puede
olvidar, ya que a veces ello condiciona las soluciones de control a adoptar en los
problemas de ruido.
A continuación se indica en forma de tablas las soluciones de control de
ruidos, así como los niveles de ruidos producidos por diferentes fuentes de ruidos y
los ambientes típicos de ruidos en la industria:
Tabla 3 Soluciones típicas de control
FUENTE DE
RUIDOS
INTENSIDAD
Compresores * Recubrimiento acústico.
* Silenciadores en línea.
* Idem. en admisión y salida.
Ventiladores * Reducir velocidad giro.
* Aumentar número de palas.
* Utilizar correas.
Torres refrigeración. * Encerramiento total.
* Antivibratorio.
* Silenciadores.
Máquinas
y Motores.
* Antivibratorios.
* Pantallas.
* Cerramientos parciales.
* Techos y suelos aislantes.
* Revestimientos absorbente.
Tabla 4 Niveles de ruido en ambientes típicos
CONDICIÓN
AUDICIÓN
n.dBA-NC Ambientes Típicos
Riesgo pérdida
audición
100-95
95-90
90-80
Plantas textiles.
Plantas llenadoras.
Taller mecánico.
Condiciones
Aceptables
80-75
75-70
70-65
65-60
60-55
Carpintería
Taller tornos
Otros talleres.
Oficinas generales.
Ruido urbano día.
Tabla 5 Estimación potencia sonora de equipos
Estimación de potencia sonora
Bombas centrífugas NWS = K + 63 + 10 Log CV
Compresores NWS = K + 70 + 10 Log CV
Plantas enfriadoras NWS = K + 50 + 10 Log CV
Plantas climatizadoras NWS = K + 10 Log Qp2
Motores Diesel NWS = 30 Log N + 50 Log B-71
Motores eléctricos NWS = K + 20 Log CV + 15 Log N-7
Equipos ventana Entre 60 y 70 dBA
Torres refrigeración Entre 75 y 85 dBA
Por locales singulares se entiende los recintos destinados a actividades de
espectáculos públicos como cines, teatros, auditorios, etc., cuyo objetivo se centra,
por una parte, en aislar el local de los ruidos exteriores de forma que no interfieran
en el interior y, por otra, en disponer de forma adecuada los materiales acústicos en
su interior para conseguir una audición correcta. Para estudiar acústicamente los
recintos singulares se deben considerar los siguientes aspectos:
Ruido de fondo.
Criterios de valoración.
Tiempo óptimo de reverberación.
Difusión y reflexión del sonido.
Geometría del local.
El ruido de fondo se determina por el nivel de ruido existente en el local en
ausencia de la actividad para la que se diseña el recinto, depende por tanto del ruido
ambiente en el exterior y de las características aislantes de los elementos construc-
tivos que conforman el local. Internacionalmente se establecen unos niveles de con-
trol de ruidos en función del uso y actividad de los locales. Los más utilizados son los
criterios NC. Cuando para un recinto se establecen unos márgenes NC se están
fijando los niveles máximos de ruido en todo el espectro de frecuencia. El
aislamiento se estudia en función de la diferencia entre los niveles exteriores y los
citados criterios.
Para analizar la sonoridad del recinto se utiliza como parámetro más
característico el tiempo de reverberación que sintetiza las características
absorbentes del recinto. El tiempo de reverberación depende del volumen del local,
del espectro en frecuencia y del uso del recinto. Existen tablas y gráficos para
estimar los TR óptimos, siendo el intérvalo de variación entre 1 y 2.5 segundos.
Otro parámetro que interviene en la definición de una correcta audición es el
índice que se obtiene por la relación entre el volumen del local y el número de ocu-
pación de espectadores. El rango óptimo para este parámetro oscila entre 7 y 12 m3
por persona.
Para conseguir una excelente difusión del sonido es importante considerar las
dimensiones y geometría del recinto, así como la distribución de materiales acústicos
en el techo y sobre los paramentos laterales del recinto que serán los responsables
de la amplificación o reducción del sonido, en definitiva de la intelegibilidad y de la
acústica del recinto.
1.14 Efecto del Ruido sobre las Personas
La exposición a niveles elevados de ruidos durante exposición prolongada de
tiempo origina pérdidas sobre la audición, que si al principio son recuperables pos-
teriormente llegan a ser irreversibles convirtiéndose en sorderas profesionales.
Para prevenir a los trabajadores frente al riesgo de ruido se efectúan
audiometrías y controles audiométricos con objeto de evitar daños sobre la salud. Se
observa al principio un desplazamiento temporal del umbral de audición, que se
conoce como “TTS”, Temporaly Threshold Shif, y se refiere a que la pérdida en la
audición se recupera después de un periodo de descanso. Los valores de TAS
dependen del nivel de ruido, de su espectro y de la duración de la exposición.
Cuando la exposición del ruido continúa, el desplazamiento temporal se
agrava y aparece un desplazamiento permanente de la audición. Esta situación se
identifica por los valores "PTS", Permanente Threshold Shif. Al principio el despla-
zamiento se registra a 4.000 Hz. Y, posteriormente, después de años de exposición
las frecuencias afectadas aparecen en el entorno de los 2.000 Hz.
El ruido puede afectar negativamente a otros sistemas del organismo y así
podemos considerar:
Efectos sobre el sistema nervioso central: El ruido afecta a las corrientes
cerebrales y origina alteraciones en los electroencefalogramas, afecta tam-
bién al riego cerebral y a la coordinación del SNC.
Efectos sobre el sistema cardiovascular: La exposición al ruido produce
alteraciones del ritmo cardiaco. Se comprueba su efecto en electrocardio-
gramas y se aprecia en grupos afectados aumentos significativos de muerte
por infarto de miocardio. También se detecta aumento en la tensión.
Efectos sobre el aparato digestivo: Se detectan alteraciones en la secreción
ácida del estómago, apareciendo mayor incidencia en la población expuesta
al ruido de úlceras duodenales y trastornos gastrointestinales.
Efectos sobre el equilibrio: Exposiciones elevadas de ruido pueden provocar
náuseas, vómitos, vértigos y pérdidas de equilibrio.
1.15 Descripción de la Planta Compresora de Gas Barua V
La Planta Compresora de Gas está ubicada en el Municipio Baralt, Parroquia
Rafael Urdaneta del Estado Zulia.
Tabla 6 Características de los procesos de Barua V
Características de los procesos de Barua V
Capacidad de almacenamiento (BBLS) 10000
Tiempo de retención de crudo 9 horas
Capacidad de bombeo (MBD) 63
Capacidad de separación
Líquido(BPD) 78800
Gas (MMPCND) 32
Capacidad de compresión de gas (MMPCND) 54
Figura 1.12 Diagrama del Sistema de Recolección de Gas en Barua - Motatán
La Planta contempla las siguientes características:
Tabla 7 Características de los Depuradores de la Planta Compresora de Gas
Barua V
DEPURADORES Depurador N° V-503 Depurador KO Drum V-229 gas
combustible Marca Phillips Van Dam Petro Fac
Movible PO-827 S-13919 S-14053 VPO-885 Altura 30 4”
Diámetro 60 Capacidad de liquido (Max.) 17.3 m3 Capacidad de liquido (Normal) Capacidad de liquido (Min.) Capacidad de gas (Max.) Capacidad de gas (Normal.) Capacidad de gas (Min.) Presión de operación (psig) 1130 200 Presión de operación (Max.) (psig)
1809 300
Temperatura de operación (°F) 585 150 Temperatura de operación (Max) (°F)
Espesor de pared (plg) 2 3/16 “ 0.375 Material A-515-70 SA-516-70 Serial 5
Tabla 8 Características de las válvulas de control de la Planta Compresora de
Gas Barua V
VÁLVULAS DE CONTROL (GAS) Marca Ubicación
Ent/Salida Modelo Movible Diámetr
o (Plg.) Rango
del Actuador
Cv Aplicación
Fisher Depurador/
S 4 Control de
flujo Masoneilan KO durm/S Camflex II VA-6295 1 5.
6 Control de
Flujo Masoneilan V-229/E Camflex II 4 Control de
Flujo
Fisher V-229/S 2 Control de Flujo
Fisher V-229/S 2 Control de Flujo
Tabla 9 Características de las válvulas de seguridad de la Planta Compresora
de Gas Barua V
VÁLVULAS DE SEGURIDAD No. Ubicación Ent/Salida Movible Setting Marca Requiere
Paro Equipo / Planta.
MOTOCOMPRESORES COOPER
1 K-500 E.1ra etapa VS-2278 100 CROSBY EQUIPO
2 K-500 S.1ra etapa VS-2279 350 CROSBY EQUIPO
3 K-500 S.2da etapa VS-7890 865 CROSBY EQUIPO
4 K-500 S.3ra etapa VS-1931 2750 CROSBY EQUIPO
5 K-501 E.1ra etapa VS-3531 100 CROSBY EQUIPO
6 K-501 S.1ra etapa VS-2290 350 CROSBY EQUIPO
7 K-501 S.2da etapa VS-2291 865 CROSBY EQUIPO
8 K-501 S.3ra etapa VS-2294 2750 CROSBY EQUIPO
9 K-502 E.1ra etapa VS-2431 100 CROSBY EQUIPO
10 K-502 S.1ra etapa VS-10229 350 CROSBY EQUIPO
11 K-502 S.2da etapa VS-2284 865 CROSBY EQUIPO
12 K-502 S.3ra etapa VS-2296 2750 CROSBY EQUIPO
EQUIPOS DE PROCESO
13 Separador de Gas C. VS-6666 200 CONSOL PLANTA
14 Línea de Gas Imp. VS-7949 720 CONSOL PLANTA
15 Trampa de Gas Imp. VS-2338 720 CONSOL PLANTA
SISTEMA DE AIRE DE INSTRUMENTO
16 K-506 Descarga 1ra Etapa
VS-10453 45 KUNKLE EQUIPO
17 K-506 Descarga 2da Etapa
VS-10452 175 KUNKLE EQUIPO
18 K-507 Descarga 1ra Etapa
VS-10454 45 KUNKLE EQUIPO
19 K-507 Descarga 2da Etapa
VS-10451 175 KUNKLE EQUIPO
20 K-508 Descarga Aire Emerg
VS-12006 200 KUNKLE EQUIPO
SISTEMA DE ESPUMA
21 Tanques Sist. Espuma
VS-1999 170 KUNKLE EQUIPO
22 Tanques Sist.Espuma S
VS-2001 170 KUNKLE EQUIPO
MOTOCOMPRESORES DRESSER
23 K-503 Descarga.1ra etapa
VS-8783 495 AXELSON EQUIPO
24 K-503 Descarga .2da etapa
VS-8031 1200 AXELSON EQUIPO
25 K-503 Descarga.3ra etapa
VS-8786 2750 AXELSON EQUIPO
26 K-504 Descarga.1ra etapa
VS-8784 495 AXELSON EQUIPO
27 K-504 Descarga.2da etapa 1200 AXELSON EQUIPO
28 K-504 Descarga.3ra etapa 2750 AXELSON EQUIPO
29 K-505 Descarga.1ra etapa
VS-14262 495 AXELSON EQUIPO
30 K-505 Descarga.2da etapa
VS-8031 1200 AXELSON EQUIPO
31 K-505 Descarga.3ra etapa
VS-8782 2750 AXELSON EQUIPO
EQUIPOS DE PROCESO DRESSER
32 Succión general Dresser
VS-6698 75 AGCO EQUIPO
33 Succión general Dresser
VS-6699 75 AGCO EQUIPO
34 Descarga general Dresser
VS-6706 2750 AGCO EQUIPO
35 Descarga general Dresser
VS-6707 2750 AGCO EQUIPO
36 Gas Combustible Dresser
VS-6700 165 AGCO EQUIPO
37 Gas Combustible Dresser
VS-6701 165 AGCO EQUIPO
SISTEMA DE GAS COMBUSTIBLE DRESSER
38 Succión al Skid VS-9351 2750 CROSBY EQUIPO
39 Separador Frío VS-9355 895 CROSBY EQUIPO
40 Filtro de Glicol VS-9360 20 CROSBY EQUIPO
41 Descarga Gas Combustible
VS-9361 285 CROSBY EQUIPO
42 Bomba de inyección de glicol "A"
VS-9353 2900 CROSBY
43 Bomba de inyección de glicol "B"
VS-9354 2900 CROSBY
Tabla 10 Características de los Compresores de la Planta Compresora de Gas
Barua V
COMPRESORES N° Compresores K-500 K-501 K-502 K-503 K-504 K-505 Marca Cooper Cooper Cooper Dresser Dresser Dresser Movible EO4935 EO4936 EO4937 EO-
4948 EO-4950
EO-4951
Tipo Recip. Recip. Recip. Recip. Recip. Recip. Serial Presión de Succión (psig)
50 50 50 50 50 50
Presión de Descarga (psig)
2500 2500 2500 2500 2500 2500
HP 2700 2700 2700 R.P.M. 330 330 330 1000 1000 1000 N° de Cilindro 4 4 4 6 6 6 Etapas 3 3 3 3 3 3
RC 4,9 a 1 4,9 a 1 4,9 a 1 9 a 1 9 a 1 9 a 1
Tabla 11 Características de los Motores de los Compresores de la Planta
Compresora de Gas Barua V
MOTORES DE LOS COMPRESORES
Ubicación Movible Marca Modelo Tipo RPM HP M-500 EO-4935 Bessemer GMVH C. interna M-501 EO-4936 Bessemer GMVH C. interna
M-502 EO-4937 Bessemer GMVH C. interna M-503 EO-4948 Waykesha AT 25 GL C. interna 950 2460 M-504 EO-4950 Waykesha AT 25 GL C. interna 950 2460 M-505 EO-4951 Waykesha AT 25 GL C. interna 950 2460
CAPITULO II
MARCO METODOLÓGICO
2.1 Selección de los Puntos de Mediciones
Para realizar la validación de la propagación acústica del ruido generado
por la instalación
En primer lugar, se demarcó en el plano el área interna que posee las fuentes
generadoras de ruido y el área propiamente de la instalación (Perímetro)
Luego de definir la superficie de referencia de forma que envuelve al
manantial de ruido, se seleccionaron los puntos de medición en el borde de las
mismas (Considerando al momento de la medición una separación de 1.2 mts. de la
pared o cerca), tomando en cuenta un solo punto en cada lado (A, B, C, D Y A1, B1,
C1, D1) para predecir la propagación acústica hacia las áreas circunvecinas, tal
como lo muestra la figura 13.
Figura 13. Puntos de medición para validar el estudio de la propagación
acústica
A
B
C
D
A1
D1
B1
C1
Adicional a las mediciones de Nivel de ruido equivalente (Leq.), se
consideraron los valores de Nivel máximo (Lmax.) y Nivel mínimo (Lmin.) de ruido
para cada punto, con la finalidad de obtener la diferencia de los mismos para
conocer el tipo de ruido que se presenta en la instalación y finalmente obtener la
respuesta dinámica que se utilizará en el equipo de medición (Sonómetro), la cual
puede ser lenta para ruidos estables y rápida para ruidos fluctuantes, impulsivos o
picos.
Para realizar las Curvas de Nivel de Ruido de la Instalación
Se seleccionaron puntos ubicados en el perímetro de la instalación
(Considerando al momento de la medición una separación de 1.2 mts. de la pared o
cerca) y tres (03) metros hacia fuera del mismo, tal como lo representa la figura 14.
Estas mediciones se realizaron con una separación de 20 mts. a lo largo del borde,
con la finalidad de realizar las Curvas ISO de Nivel de Ruido.
Figura 14. Selección de los puntos de medición de ruido para elaborar las
Curvas ISO de Nivel de ruido
3 mts. hacia fuera de la instalación
En el perímetro (a 1,2 mts. de
la cerca)
A
D
C
B
2.2 Método para la medición de Ruido. Según la Norma COVENIN 1565
2.2.1 Equipos e Instrumentos de medición
Sonómetro de acuerdo a las características del ruido a evaluar, que cumpla
con las especificaciones establecidas en la norma venezolana COVENIN
1432. Para el presente estudio el equipo posee las siguientes características:
Sonómetro Modelo Sound Pro Se/DL, Marca: Quest Technologies, serial
BHG010009.
Calibrador.
Cronómetro o reloj con segundero.
Cinta métrica
Trípode
2.2.2 Procedimiento para realizar las mediciones
Condiciones Generales
Los niveles de sonido en decibeles leído en escala A de un medidor de nivel
de sonido (sonómetro) no diferencian las frecuencias muy bajas (al igual que el oído
humano) y por lo tanto es mejor utilizarla para medir los niveles generales de sonido.
Por lo antes expuesto, para la determinación de las condiciones sonoras en
lugares de trabajo se recomiendan realizar mediciones de niveles de ruido de dB (A).
Un análisis más detallado puede requerir el uso de filtros de bandas octavas o de
tercios de bandas; este último se recomienda para fines de control de ruido, en
donde el nivel de ruido global debe deducirse tomando en consideración el nivel de
ruido en cada banda.
Si se deseara determinar la exposición al ruido se debe medir el nivel de éste
en los lugares de trabajo de acuerdo a las condiciones en que es recibido por los
trabajadores, o bien medir dosis de ruido en corta o larga duración con dosímetros.
Previo a la realización de las mediciones se siguieron los siguientes pasos:
Se determinó claramente la finalidad de las mediciones.
Se determinó el tipo de medición que se debe realizar.
Para la planificación de la realización de las mediciones, se consideró:
* El equipo adecuado; situaciones que se desean evaluar; número de puntos
de medición y de medidas que se requieren, preparación de las mediciones
propiamente dichas (planillas de recolección de datos, planos a escala de los
lugares de medición y preparación logística en general).
* Se aseguró que el equipo, calibrador y accesorios así como sus baterías se
encuentren en buen estado.
* Se calibró el equipo de acuerdo a las instrucciones de su fabricante.
* Se conocían y tenían en sitio los manuales de operación y mantenimiento
de los equipos.
Para Nivel de Ruido
Después de seleccionar la escala de ponderación y la respuesta dinámica
según el tipo de ruido a medir. Se recomienda lenta para ruidos estables y rápida
para ruidos fluctuantes, impulsivos o pico.
En caso que se deseen obtener medidas del ruido al que está expuesto el
personal se deberá hacer lo posible para medir en los lugares en los que trabaja,
colocando el micrófono a una altura y localización aproximada a la zona de audición.
Para fines de control deberá medirse en distintos puntos, para ello se recomienda
medir de 1.2 m a 1.5 m de altura sobre el piso y mantener el equipo a una distancia
prudencial de la persona que realiza la medición, se recomienda una distancia de
0.30 m en sentido horizontal de la zona alrededor para así reducir las reflexiones de
sonido hacia el micrófono. El sonómetro deberá ubicarse como mínimo a una
distancia 1.2 m de las paredes. En nuestro caso, se colocó el sonómetro a una altura
que permitió medir el ruido en cuestión, considerando las premisas detalladas
anteriormente.
El micrófono utilizado es unidireccional, y para determinar los niveles de ruido
en campo libre se colocó dirigido perpendicularmente hacia la fuente. Si se utilizará
un micrófono unidireccional para ruido que proviene de varios lugares se le coloca
haciendo un ángulo de 72 grados respecto a la dirección predominante del ruido. En
caso de que provenga de múltiples lugares, debe medirse con micrófonos de
incidencia aleatoria; si no se posee, se mide con micrófonos de campo directo
dirigidos directamente hacia la (s) fuente (s) de mayor nivel de ruido.
Para ruidos muy estables en los que no se detecte diferencias de nivel,
siempre se realizan lecturas de niveles de ruido cada diez segundos durante el
mayor tiempo posible para obtener la mayor representatividad de la situación que se
mide. Se puede fraccionar el período de medición y medir en puntos de similar o
diferente situación. Debe medirse durante un mínimo de veinte minutos, cada diez
segundos. Para ruido continuo fluctuante y ruido intermitente será un total de
medidas mayor o igual a veinte (20) veces el rango de niveles detectado.
El tiempo de medición en cada punto preseleccionado fue de veinte (20)
minutos.
Para análisis de bandas de frecuencia
Las mediciones de ruido en cada banda de frecuencia, convenientes para fines
de control de ruido, se realizan siguiendo el procedimiento descrito COVENIN No.
1565 Ruido Ocupacional – Criterios de exposición y teniendo en consideración
realizar un mínimo de mediciones igual a diez (10) veces el rango que posean los
niveles de ruido en las bandas.
Cálculos para los niveles de ruido
Para calcular los niveles de ruido excedidos, se ordenan las lecturas en la hoja
de datos y se procede según se especifica en el Anexo A de la Norma COVENIN
1565. Si el sonómetro es automático no hay necesidad de copiar los datos en la hoja
sino que se presentan directamente los valores obtenidos por el aparato. En esta
investigación el sonómetro utilizado es integrador.
2.3 Construcción del Mapa de Ruido de la Instalación
El mapa de ruido ambiental de la instalación se construirá partiendo de los
valores de niveles de ruido medidos en el borde de la instalación (Considerando 1.2
mts. de separación de la cerca) y tres (03) metros hacia fuera de la misma, sobre los
cuales se trazaran Curvas ISO (Curvas de Niveles de Ruido) utilizando el Programa
Excel ® de Microsoft Office ®.
Adicionalmente, se construirá el mapa de ruido de la instalación con los valores
determinados con el modelo de propagación acústica seleccionado.
2.4 Predecir la propagación acústica hacia áreas circunvecinas
La propagación del sonido en exteriores dependerá de la naturaleza de la
fuente y se realiza a través de distintos tipos de ondas:
- Fuentes puntuales: Ondas esféricas.
- Fuentes lineales: Ondas cilíndricas.
- Fuentes planas: Ondas planas.
2.4.1 Fuentes puntuales
Una fuente puntual es una fuente sin movimiento (un compresor, un martillo
neumático, una conversación, un equipo musical, etc.). La fuente puntual radia
ondas esféricas y la propagación del sonido se efectúa en todas direcciones.
Aunque la propagación esférica es la forma más común, ésta no debe asociarse con
la formación de una esfera perfecta. No obstante, deberemos tener en cuenta que
en la atenuación del sonido no sólo influyen las distancias, sino también otra serie de
factores que pueden modificar los resultados.
Ley de atenuación:
Si dos puntos distan del foco emisor R1 y R2, siendo R2 = 2*R1, en R2
percibiremos 6 dB menos que en R1. Esto se mantiene así hasta que el efecto del
suelo y la atenuación del aire influyen de forma notoria en el nivel.
Figura 15. Propagación de una fuente puntual de ruido
A continuación se detalla la formula para calcular el nivel de ruido en un punto
conociendo el nivel en otro punto y la distancia entre ellos, para un ruido que
provenga de una fuente puntual.
Donde:
Lp: Nivel de ruido en un punto R2
Lw: Nivel de ruido en un punto R1
R: Distancia entre R1 y R2
2.4.2 Fuentes lineales
Son fuentes, generalmente en movimiento, que siguen una trayectoria lineal
(el tránsito de una carretera, el paso de un tren, un foco emisor constituido por una
agrupación de fuentes puntuales muy cercanas, entre otras). En la práctica un
vehículo se puede considerar una fuente lineal a partir de velocidades de 30 Km/h; a
menos velocidad es más acertado considerarlo fuente puntual.
La propagación se efectúa en las direcciones radiales. El sonido procedente de una
fuente lineal llega mucho más lejos que el que emana de una sola fuente (puntual).
Ley de atenuación:
Si dos puntos distan del foco emisor R1 y R2, siendo R2 = 2*R1, en R2
percibiremos 3 dB menos que en R1. Con las mismas salvedades que en las fuentes
puntuales.
Figura 16. Propagación de una fuente lineal de ruido
A continuación se detalla la formula para calcular el nivel de ruido en un punto
conociendo el nivel en otro punto y la distancia entre ellos, para un ruido que
provenga de una fuente lineal.
Donde:
Lp: Nivel de ruido en un punto R2
Lw: Nivel de ruido en un punto R1
R: Distancia entre R1 y R2
2.4.3 Fuentes planas
Este tipo de fuente existe únicamente en laboratorio y en casos muy aislados.
La propagación sigue una dirección única. No obstante lo anterior, en la práctica, la
ley se cumple hasta distancias relacionadas directamente con la sección de la fuente
emisora (a mayores dimensiones de la fuente emisora, mayor distancia de
cumplimiento de la citada ley).
Figura 17. Propagación de una fuente plana de ruido
2.4.4 Validación de la formula de propagación acústica
Para comprobar y validar la formula que se aplicó en la propagación acústica
del ruido en campo libre, se tomaron los valores medidos en la fuente de ruido de la
instalación (Lw) a cada uno de los lados A1, B1, C1 y D1, tal como se muestra en la
figura 13 y la distancia que existe entre estos puntos y los seleccionados en el borde
de la instalación (A, B, C y D, respectivamente); con la finalidad de calcular los
niveles de ruido en la cerca perimetral (Lp).
Finalmente se deben comparar los niveles de ruido calculados (Lp) con los
medidos en sitio, ambos correspondientes a los puntos A, B, C y D.
2.4.5 Cálculos de la propagación acústica de la instalación
Para calcular la propagación acústica de la instalación se consideraron los
valores medidos en los lados A1, B1, C1 y D1 de la fuente de la instalación, tal como
se muestra en la figura 13 y se aplicó la formula validada según el tipo de fuente que
está presente, considerando la distancia existente en el borde de la instalación y a
cada 45 mts. hacia afuera de la misma, para realizar posteriormente las curvas de
nivel.
Figura 18. Trazado de líneas para el cálculo de la propagación acústica de la
instalación, partiendo de las mediciones de ruido en la fuente
2.5 Medir bandas de frecuencias dominantes de ruido. (Si aplica)
En caso que se requiera realizar control de ruido, se deben tomar mediciones
de bandas de octavas dentro de la instalación, con la finalidad de obtener la
información necesaria para realizar los controles “pasivos” de ruido en la Planta
Compresora de Gas Barua V.
A
B
B
C
A1
B1
C1
D1
El equipo utilizado para medir las bandas de octavas es el sonómetro
mencionado anteriormente, utilizado también para la medición del Leq y L10.
2.6. Medir NPS en un punto por 24 horas (Si aplica).
La medición de los niveles de presión sonora en un punto durante 24 horas, se
realiza con la finalidad de definir controles pasivos de ruido en la instalación, en caso
que se afecte a la población alrededor de la instalación.
El equipo utilizado para realizar estas mediciones es el sonómetro Modelo
Sound Pro Se/DL, Marca: Quest Technologies, serial BHG010009, utilizado para
realizar las mediciones anteriores.
Tabla 12. Niveles de ruido tolerables, según Decreto 2.217 “Normas sobre el control
de la contaminación generada por ruidos”
Ruido continuo equivalente (LEQ)
ZONAPERIODO DIURNO 6:30 a.m.
a 9:30 p.m.
PERIODO NOCTURNO 9:31
p.m. a 6:29 a.m.
I 55 Dba 45 dBA
II 60 Dba 50 dBA
III 65 Dba 55 dBA
IV 70 Dba 60 dBA
V 75 Dba 65 dBA
Ruido que no podrá ser excedido durante más del 10% del lapso de la medición
(L10)
ZONAPERIODO DIURNO 6:30
a.m. a 9:30 p.m.
PERIODO NOCTURNO
9:31 p.m. a 6:29 a.m.
I 60 Dba 50 dBA
II 65 Dba 55 dBA
III 70 Dba 60 dBA
IV 75 Dba 65 dBA
V 80 Dba 70 dBA Donde:
Zona I: Comprende sectores residenciales con parcelas unifamiliares e
instalaciones, como hospitales y escuelas, que no estén ubicadas en el borde de
vías de alto tráfico de vehículos (Vías cuyo tráfico promedio diario sea superior a
12.000 vehículos), ni en la vecindad de autopistas o de aeropuertos.
Zona II: Comprende sectores residenciales con viviendas multifamiliares a
apareadas, con escasos comercios vecinales, que no estén ubicados al borde de
vías de alto tráfico de vehículos, ni en la vecindad de autopistas o de aeropuertos.
Zona III: Comprende sectores residenciales-comerciales, con predominio de
comercios o pequeñas industrias, en coexistencias con residencias, escuelas y
centros asistenciales, ubicados cerca de vías de alto tráfico, de vehículo o de
autopistas.
Zona IV: Comprenden sectores comerciales-industriales donde predominan estos
tipos de actividades, no se consideran apropiados para la ubicación de viviendas,
hospitales ni escuelas.
Zona V: Comprenden sectores que bordean las autopistas y los aeropuertos.
2.7 Definir acciones para el control pasivo de ruidos.
El control pasivo de la contaminación producida por fuentes fijas generadoras
de ruido se realiza en el medio de transmisión, por tal razón, a continuación se
detallan los mecanismos existentes para tal fin:
Barreras y pantallas
La efectividad de las pantallas es máxima cuando el tamaño es grande en
comparación con la longitud de ondas del ruido y cuando está próxima la barrera a la
fuente o al receptor. Los parámetros más importantes de diseño son: las dimensio-
nes de la pantalla y la separación al foco productor.
El peso superficial y los materiales utilizados no son parámetros críticos. De
forma esquemática, para el diseño de barreras acústicas, se tendrá en cuenta los
siguientes factores:
5. Dimensiones: Las dimensiones de las barreras serán mayores que las del
foco.
6. Ubicación: Se situarán lo más próximo posible al foco de ruido. En caso de
situar las barreras en el interior de locales industriales, la utilización será
adecuada cuando la constante del local sea superior a 20 m2.
7. Cálculo de atenuación: La atenuación se estimará mediante gráficos
Maekewa y en función del número de Presnel.
8. Selección del material: El aislamiento del material utilizado en las pantallas se
elegirá de forma que sea 5 dB superior al valor de atenuación calculado.
La reducción de ruido causado por una barrera depende de dos factores:
3. La diferencia de la trayectoria de la onda sonora al viajar por encima de la
barrera comparado con la transmisión directa al receptor (en el diagrama:
a+b-c)
4. El contenido frecuencial del ruido
Encerramientos
Los encerramientos de las fuentes de ruido pueden proporcionar una
atenuación considerable en el problema global del ruido. La efectividad del
encerramiento depende de la parte más débil. Por ello es importante considerar los
orificios de ventilación y las puertas para conseguir un eficaz control de ruido.
Cuando predomina la alta frecuencia el tamaño de los orificios es crítico, debido a
que dicha frecuencia atraviesa fácilmente las aperturas. Para el diseño de
encerramientos se deberá tener presente:
7. Determinar el espectro en frecuencia del foco de ruido mediante estimación o
mediciones.
8. Establecer los valores límites recomendados, de acuerdo con los criterios NC
o similares.
9. Calcular el aislamiento requerido por diferencia entre los niveles existentes y
valores recomendados.
10. Elegir el material absorbente para el interior del recinto.
11. Calcular el aislamiento según:
TL = NR + 10 log S1/S2a2
12. Seleccionar los materiales aislantes de la cabina de forma que su aislamiento
sea superior al valor TL calculado.
Absorción
Los materiales absorbentes se utilizan para acondicionar el nivel de ruido en
recintos y mejorar el tiempo reverberación. Se emplean también en la industria para
disminuir el nivel de ruido a cierta distancia de la fuente.
No se consigue reducción por absorción cuando la distancia entre la máquina
y el operario es inferior a dos metros o, de forma más precisa, para distancias
inferiores al radio del local. En el control de ruido industrial puede ser más barato
construir cabinas acústicas que tratar grandes superficies absorbentes en las naves
industriales. Frecuentemente, se emplea un tratamiento combinado de pantallas y
baffles colgados del techo, dependiendo de la separación entre foco y receptor.
Para diseñar la absorción adecuada en un local se deberá seguir el siguiente
proceso:
6. Seleccionar las dimensiones del local, de forma que la suma de los inversos
de la longitud, anchura y altura del recinto sea superior a 0,25.
7. Determinar la absorción inicial según la fórmula de Sabin.
8. Elegir el TR óptimo según el tipo y el uso del local.
9. Calcular la atenuación requerida según: A = 0,16 V (1TR2 – 1/TR1)
10. Elegir el tipo de material absorbente de forma que el coeficiente de absorción
sea superior a A/S.
Aislamiento
Un muro de separación interrumpe el camino de transmisión del ruido. El ais-
lamiento acústico de un paramento es proporcional a la densidad superficial del
material y a la frecuencia del ruido (Ley de masa). La energía acústica que choca
con un paramento tiene dos componentes una es reflejada y otra se transmite aun-
que parte de esta energía transmitida puede ser absorbida, transformándose en
energía calorífica.
Consideremos el caso de una plancha de acero para explicar estos
fenómenos. El acero refleja la mayoría de la energía acústica pero es un material
con poco amortiguamiento interno, es decir, disipa poco calor. Pero si se le acopla
un material absorbente, como espuma de poliuretano, entonces la energía
transmitida se absorbe y se transforma en calor.
La conclusión importante del análisis es que para conseguir una efectividad
importante en el aislamiento deben combinarse distintos materiales, con densidades
superficiales diferentes y con estructura interna distinta que modifique la velocidad
de transmisión y capacidad para disipar fácilmente la energía.
Cuando existen caminos alternativos en la transmisión, como en el caso de un
encerramiento, es más fácil la transmisión y los resultados de aislamiento pueden
ser inferiores a los esperados. Esto ocurre cuando en una pared doble existen pun-
tos o zonas de conexión que se conoce por puentes acústicos, el aislamiento global
resulta más pequeño que lo previsto en los cálculos.
De la misma forma, no se alcanza el aislamiento esperado cuando las
ventanas o puertas están mal cerradas o tienen un aislamiento pequeño. Otro
ejemplo de pérdida de transmisión es el caso de montajes antivibratorios con
conexión rígida en tuberías de agua.
Para el diseño de un encerramiento o cabina se deberá tener presente la rela-
ción entre los volúmenes del local y de la cabina. Cuando el encerramiento es
pequeño comparado con el local el aislamiento global está condicionado por la
absorción de la cabina. Las aberturas en la cabina repercuten sobre el aislamiento
global.
Así resulta de acuerdo con el gráfico que se muestra en la figura 6.4 que un
cerramiento con un aislamiento potencial de 55 dB donde existe un 1% de superficie
abierta, la atenuación global es de sólo 20 decibelios.
CAPITULO III
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
3.1 Selección de los puntos de medición
Para realizar la validación de la propagación acústica del ruido generado por la
instalación
Se ubicaron los puntos de medición considerando las premisas que a
continuación se detallan:
Se definieron los perímetros de la instalación y del área conformada por las
fuentes generadoras de ruido.
Se denominaron los puntos A, B, C, D, A1, B1, C1 y D1, en cada uno de los
perímetros seleccionados, tal como se muestra en la figura 19.
Se realizaron mediciones en los puntos seleccionados, siguiendo las
consideraciones del punto 3.2.
A
B
C
D
A1
D1
B1
C1
Figura 19. Puntos de medición para realizar la validación de la formula de la
propagación acústica
En la tabla 13 se muestran los resultados obtenidos de las mediciones realizadas en
los puntos antes definidos, donde:
Lmax.= Nivel de ruido máximo
Lmin.= Nivel de ruido mínimo.
Leq.= Nivel de ruido equivalente
Lmax. – Lmin. = Diferencia entre los niveles de ruido máximos y mínimos.
Tabla 13. Resultados de mediciones realizadas en los puntos definidos en la Figura
19
PUNTO DE MEDICIÓN
Lmin. dB (A)
Lmax. dB (A)
Leq. dB (A)
Lmax - Lmin. dB (A)
A 67.8 70.2 69.0 2.4
B 63.7 64.5 64.3 0.8
C 62.3 64.1 63.6 1.8
D 65.4 67.9 66.5 2.5
A1 82 82.8 82.2 0.8
B1 89.6 92.4 91.1 2.8
C1 88.1 90.7 89.5 2.6
D1 90.1 91.1 90.5 1.0
Para realizar las Curvas de Nivel de Ruido de la Instalación
Se ubicaron los puntos de medición considerando las premisas que a
continuación se detallan:
Se determinó el perímetro de la instalación y se realizaron mediciones a lo largo
del mismo, considerando una separación de 1.2 mts. de la cerca y 20 mts. entre
las mediciones.
De igual manera, se realizaron mediciones a 3 metros hacia fuera de la medición
anterior, considerando cada uno de los puntos preseleccionados, tal como se
muestra en la figura 20.
Figura 20. Puntos de medición para realizar las curvas de nivel de ruido y la
validación del modelo matemático de propagación del ruido
3.2 Medición del Nivel de Presión Sonora (NPS) o Nivel de Ruido Equivalente
(Leq) y del Nivel de ruido que no podrá ser excedido durante más del 10% del
lapso de medición (L10)
Consideraciones generales:
Se utilizó el Sonómetro Modelo Sound Pro Se/DL, Marca: Quest
Technologies, serial BHG010009.
Se realizó la calibración del equipo antes mencionado.
Se midió en cada punto preseleccionado durante un tiempo de 20 minutos.
3 mts. haciafuera de lainstalación
En el perímetro(a 1,2 mts. de
la cerca)
A
B
C
D
La escala de ponderación utilizada para realizar la medición de los niveles de
sonido en decibeles fue la escala A del sonómetro, debido a que no diferencian las
frecuencias muy bajas (al igual que el oído humano) y por lo tanto es mejor utilizarla
para medir los niveles generales de sonido.
Adicionalmente, se realizaron las mediciones con respuesta dinámica lenta (slow)
debido a que en la Planta Compresora de Gas Barua V el ruido es continuo
constante durante el periodo de tiempo de medición en cada punto (la diferencia
entre los valores máximo y mínimo no exceden a 6 dB), tal como se muestra en la
tabla 13.
En las tablas 14, 15, 16 y 17 se muestran los resultados de las mediciones
realizadas a lo largo del perímetro de la instalación, a cada uno de los lados de la
instalación, tal como se muestran señalados en la figura 3.2.
Tabla 14. Resultados de Niveles de Ruido en el lado A de la Figura 20
Tabla 15. Resultados de Niveles de Ruido en el lado B de la Figura 20
Leq L10 Leq L10
A1 58,5 59 58,4 58,8
A2 59,4 59,8 57,6 58,2
A3 61,3 61,9 61,1 61,7
A4 60,5 61,3 60,4 61,2
A5 60,9 62,5 58,7 59,2
A6 60,3 62,8 60,1 60,7
A7 63,6 66,2 63,5 64
A8 66,5 67,4 65,5 66
A9 69 69,4 68,1 68,7
A10 65,9 66,5 63,9 64,3
A11 68,1 68,5 66,8 67,1
A12 62,9 63,1 60,8 61,2
A13 67,7 68 67 67,3
A14 68,1 68,7 67,8 68,4
A15 65,8 66,3 65,3 65,6
A16 64,7 65 63,4 63,7
A17 CERCA1 62,9 63,4 62,5 63
A18 CERCA2 57,6 58 56 57,6
ALREDEDOR A 3 MTS
Leq L10 Leq L10
B1 63,7 67,4 59,2 60
B2 59,4 60 58,9 59,4
B3 60,1 60,8 59,8 60,5
B4 60,5 61,6 59,7 60
B5 60,8 61,5 59,8 60,4
B6 60,3 60,8 59,1 59,7
B7 59,8 60,2 59,3 59,7
B8 61,4 62,2 60,2 60,6
B9 61,5 62,2 60,5 61,3
B10 61,6 62 60,7 61,2
B11 80,7 81,4 80,8 81,2
B12 79,4 79,9 78,3 78,9
B13 74,6 75,1 71,3 72,4
B14 73 74,2 68,5 69,3
B15 69,9 70,4 66,1 66,9
B16 67 67,5 64,6 65
B17 64,9 65,3 63,6 64,3
ALREDEDOR A 3 MTS
Tabla 16. Resultados de Niveles de Ruido en el lado C de la Figura 20
Tabla 17. Resultados de Niveles de Ruido en el lado D de la Figura 20
Leq L10 Leq L10
C1 59,7 60,3 58,8 60,1
C2 62,5 63,8 59,8 61,5
C3 65,9 66,9 65,8 66,5
C4 70,4 70,8 69,2 69,8
C5 FOSA 71,4 71,9 69,6 69,9
C6 66,6 67,4 66,1 67,1
C7 66,6 67,3 64,8 65,8
C8 64,9 64,9 63 64,3
C9 63,6 64,3 62,3 63
C10 CORTA 80,8 81,4 80,7 81,2
C11 82,3 82,9 80,9 81,9
C12 76,4 77,2 75,1 75,8
C13 69,3 70,5 68,8 69,3
C14 64 64,8 62,7 64
ALREDEDOR A 3 MTS
Leq L10 Leq L10
D1 67,8 69 65,5 65,9
D2 65,8 66,1 65 65,5
D3 65,4 65,9 64,9 65,4
D4 67,8 68,6 66,8 67,1
D5 69,5 69,9 68,8 69,1
D6 69,7 70,3 68,7 69,4
D7 66,6 67,1 65,1 66,1
D8 66,8 67,2 66,4 66,9
D9 64,6 65,5 61,2 61,5
D10 65,5 66,1 63,1 63,9
D11 CERCA1 61,7 62,4 61,1 61,5
D12 CERCA2 70,6 71,9 70,2 70,7
D13 69,9 70,3 68,7 69,1
D14 70 70,8 67,4 69
D15 68,7 69,1 66,8 68,8
D16 66,2 67 63 63,6
D17 FIN 65,9 66,8 65,6 66,3
ALREDEDOR A 3 MTS
3.3 Mapa de Ruido de la Instalación para la validación del modelo matemático
Con los resultados de los niveles de ruido medidos directamente en sitio en el
borde de la instalación (Considerando 1.2 mts. de separación de la cerca) y tres (03)
metros hacia fuera de la misma, se trazaron las Curvas ISO de nivel de ruido,
utilizando el Programa Excel ® de Microsoft Office ®
CURVAS DE NIVEL DE RUIDO
80-100
60-80
40-60
20-40
0-20
Figura 21. Curvas de Nivel de Ruido con los valores medidos en sitio
3.4 Predicción de la propagación acústica hacia áreas circunvecinas
La fuente que se está analizando en el presente estudio es lineal, debido a su
trayectoria (lineal) ya que es un foco emisor constituido por una agrupación de
fuentes puntuales muy cercanas.
El sonido procedente de una fuente lineal llega mucho más lejos que el que
emana de una sola fuente (puntual).
Ley de atenuación:
Si dos puntos distan del foco emisor R1 y R2, siendo R2 = 2*R1, en R2
percibiremos 3 dB menos que en R1. Con las mismas salvedades que en las fuentes
puntuales.
Figura 22. Propagación de una fuente lineal de ruido
A continuación se detalla la formula para calcular el nivel de ruido en un punto
conociendo el nivel en otro punto y la distancia entre ellos, para un ruido que
provenga de una fuente lineal.
Donde:
Lp: Nivel de ruido en un punto R2
Lw: Nivel de ruido en un punto R1
R: Distancia entre R1 y R2
3.4.1 Validación de la formula
La formula de la propagación acústica del ruido para la fuente lineal se valida
tomando los valores de Niveles de ruido A1, B1, C1 y D1 de la Tabla 13,
correspondientes a la fuente y determinando los niveles de ruido a las distancias
correspondientes hasta los puntos A, B, C y D, dichos niveles deben coincidir
aproximadamente con los valores medidos en sitio.
En la tabla 18 se detalla el cálculo de los niveles de ruido, utilizando la
ecuación de propagación acústica en campo libre para fuente lineal y se comparan
con los medidos en sitio a cada lado de la instalación, como se muestra en la figura
3.1.
Tabla 18. Resultados de Niveles de Ruido medidos y calculados, considerando cada
lado de la instalación.
PUNTOS L fuenteDistancia
entre X y X1
L borde
Calculado
L borde
Medido
Diferencia
Leq med y
Leq CalA 89.2 45 67.7 69 1.3
B 91.1 120 65.3 64.3 -1.0
C 89.5 175 62.1 63.6 1.5
D 90.5 95 65.7 66.5 0.8
3.4.2 Cálculos de la propagación acústica de la instalación
Para calcular la propagación acústica de la instalación se consideraron los
valores medidos en los lados A1, B1, C1 y D1 de la fuente de la instalación, tal como
se muestra en la figura 19 y se aplicó la formula validada según el tipo de fuente
presente, considerando mediciones de los NPS a cada 45 mts. hacia afuera de la
misma, para realizar posteriormente las curvas de nivel y determinar la afectación en
las áreas circunvecinas.
Figura 23. Selección de puntos para el cálculo de la propagación acústica del
ruido de la Planta Compresora de Gas Barua V
A1
B1
C1
D1
A continuación se muestran resultados de la propagación de los niveles de
ruido tomados desde la fuente hacia el borde y a cada 45 mts. del mismo, en cada
una de las direcciones que se muestra, tomando la distancia directamente del plano
a escala.
Tabla 19. Resultados de la propagación acústica del lado A de la figura 3.2
LADO A DIST 1 DIST 2 DIST 3 Leq A1 Leq A2 Leq A3
89,2 75,0 145,0 225,0 65,4 62,6 60,7
89,2 50,0 100,0 150,0 67,2 64,2 62,4
89,2 45,0 90,0 135,0 67,7 64,7 62,9
89,2 50,0 100,0 150,0 67,2 64,2 62,4
89,2 75,0 145,0 225,0 65,4 62,6 60,7
Tabla 20. Resultados de la propagación acústica del lado B de la figura 3.2
LADO B DIST 1 DIST 2 Leq B1 Leq B2
91,1 135,0 190,0 64,8 63,3
91,1 115,0 160,0 65,5 64,1
91,1 140,0 195,0 64,6 63,2
91,1 187,0 262,0 63,4 61,9
91,1 236,0 326,0 62,4 61,0
Tabla 21. Resultados de la propagación acústica del lado C de la figura 3.2
LADO C DIST 1 DIST 2 Leq C1 Leq C2
89,5 190,0 263,0 61,7 60,3
89,5 170,0 223,0 62,2 61,0
89,5 150,0 195,0 62,7 61,6
89,5 165,0 215,0 62,3 61,2
89,5 188,0 255,0 61,8 60,4
Tabla 22. Resultados de la propagación acústica del lado D de la figura 3.2
LADO D DIST 1 DIST 2 Leq D1 Leq D2
90,5 120,0 175,0 64,7 63,1
90,5 100,0 145,0 65,5 63,9
90,5 130,0 188,0 64,4 62,8
90,5 185,0 260,0 62,8 61,4
90,5 245,0 335,0 61,6 60,2
El mapa de ruido generado aplicando el modelo matemático para la
propagación acústica de la fuente presente en la Planta Compresora de Gas Barua
V, se muestran a continuación:
Figura 24. Mapa de ruido de la instalación, calculado con el modelo
matemático validado para la propagación acústica
Luego de realizar la propagación acústica, como valor de referencia, se
determinó la afectación a las viviendas más cercanas, la cual se encuentra ubicada a
135 mts. desde el punto A1 de la figura 19.
Leq fuente Distancia Fuente-
Ext. Leq
89.2 135 62.9
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S7
S8
S9
90,0-93,0
87,0-90,0
84,0-87,0
81,0-84,0
78,0-81,0
75,0-78,0
72,0-75,0
69,0-72,0
66,0-69,0
63,0-66,0
60,0-63,0
CONCLUSIONES
- Con los resultados obtenidos de las mediciones de ruido a cada uno de los
lados de la instalación y de la fuente generadora de ruido, se puede definir el
tipo de ruido como Continuo Constante, debido a que las diferencias entre los
valores máximos y mínimos de los niveles de ruido detectados en forma
continua durante todo el periodo de medición de veinte (20) minutos no
exceden a seis (6) dB; tal como lo establece la Norma COVENIN 1565 Ruido
Ocupacional. Programa de Conservación Auditiva. Niveles Permisibles y
Criterio de evaluación (3era. Revisión).
- El tipo de fuente que se consideró en la instalación es lineal debido a su
trayectoria (lineal), ya que es un foco emisor constituido por una agrupación
de fuentes puntuales muy cercanas, y los resultados demuestran la ley de
atenuación que indica que a medida que se duplica la distancia de la fuente,
se perciben 3 dB menos.
- El mapa de ruido elaborado muestra que las fuentes generadoras de ruido
que mas impactan el perímetro de la instalación son aquellas que están
conformadas por los compresores ubicados del lado C de la instalación.
- La validación de la fórmula aplicada para la propagación acústica del ruido es
correspondiente a fuente lineal. Generando una diferencia entre los valores
calculados y los medidos en sitio de ± 1.5 dB.
- Como valor de referencia, se determinaron los niveles de ruido generados por
la instalación con el modelo matemático, y que se propagan hacia las áreas
circunvecinas, dando como resultado 62.9 dB (A), y considerando la
clasificación de la zona IV (Comprenden sectores comerciales-industriales
donde predominan estos tipos de actividades, no se consideran apropiados
para la ubicación de viviendas, hospitales ni escuelas), los niveles no exceden
de lo establecido para el periodo diurno (≤70 dB (A)), condición en la que se
realizaron las mediciones.
- La bandas de frecuencias dominantes de ruido y los niveles de presión sonora
en un punto por 24 horas, no fueron medidos, debido a que solo aplica en
caso que sean superados los valores tolerables de ruido, establecidos en el
Decreto 2.217 “NORMAS SOBRE EL CONTROL DE LA CONTAMINACION
GENERADA POR RUIDOS”..
RECOMENDACIONES
Se recomienda realizar la investigación con base de la afectación de las
áreas circunvecinas generadas por la formula validada en el presente
estudio y la medida directamente en sitio.
Se recomienda realizar un estudio donde se determine la influencia de los
parámetros ambientales (Viento, temperatura, entre otros) en la
propagación del ruido.
Se recomienda que se realice la validación de la fórmula empleada para
determinar la propagación acústica de los niveles de ruido, generados por
una fuente puntual.
Se recomienda la ejecución de una investigación, con base en los
resultados presentes, en la cual se compare la propagación acústica del
ruido originado por una fuente puntual y la generada por una fuente lineal.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFÍCAS
Beranek, L. (1971). Noise and Vibration Control. Editorial McGraw-Hill. Primera edición. Canter, L. (1998). Manual de evaluación de impacto ambiental – Técnicas para la elaboración de estudios de impactos ambientales. Editorial Mc Graw Hill. 2da. Edición. COVENIN No. 1565:1995. Ruido Ocupacional. Programa de Conservación Auditiva. Niveles Permisibles y Criterios de Evaluación. (3era. Revisión) Cheremisinoff, P. y Cheremisinoff, P. (1978). Industrial Noise Control Handbook. Editorial Ann Arbor Science Publishers Inc. Fernández, N. Chacín E. (1996). Análisis y medición de ruido. Universidad del Zulia. Maracaibo - Venezuela Gasaway, D. (1985). Hearing Conservation – A Practical Manual and Guide. Editorial Prentice Hall, Inc. Englewood Cliff, N.J. Harris, C. (1979). Handbook of Noise Control. Editorial McGraw-Hill Book Company. 2da. Edición. Jimenez, J. Torres, M. (2002). Contaminación acústica en el ambiente escolar. Kiely, G. (1999). Ingeniería Ambiental. Fundamentos, entornos, tecnologías y sistemas de gestión. McGraw-Hill. Vol. II. Pág. 527-568 Ley Penal del Ambiente. Decreto No. 2217. Normas sobre el control de la contaminación generada por ruido. Mackenzie, L. Masten, S. (2004). Ingeniería y Ciencias Ambientales. Editorial Mc Graw Hill. Pág. 635 - 680 Pérez, L. (2007). Metodología general para la evaluación de impacto ambiental de proyectos Smith, E. (2006). Ciencia Ambiental. Un estudio de interrelaciones. Editorial Mc Graw Hill. Décima Edición. Pág. 296 - 459 Torres, H. (2000). "El ruido y su impacto en el medio ambiente. Protección legal ante sus efectos". Torres, J. (2005). “Riesgos físicos”. Primera edición.