La contaminación acústica , o contaminación sonora , es la propagación de ruido o sonido con diversos impactos en la actividad de la vida humana o animal, la mayoría de los cuales son dañinos hasta cierto punto. La fuente de ruido exterior en todo el mundo es causada principalmente por máquinas, transporte y sistemas de propagación. [1] [2] [3] Una mala planificación urbana puede dar lugar a la desintegración o contaminación acústica, los edificios industriales y residenciales uno al lado del otro pueden provocar contaminación acústica en las zonas residenciales. Algunas de las principales fuentes de ruido en las zonas residenciales incluyen música alta , transporte (tráfico, ferrocarril, aviones, etc.), mantenimiento del césped, construcción , generadores eléctricos, turbinas eólicas, explosiones y personas.
Los problemas documentados asociados con el ruido en entornos urbanos se remontan a la antigua Roma . [4] Las investigaciones sugieren que la contaminación acústica en los Estados Unidos es más alta en los barrios de bajos ingresos y de minorías raciales, [5] y la contaminación acústica asociada con los generadores de electricidad domésticos es una degradación ambiental emergente en muchas naciones en desarrollo. [6]
Los niveles elevados de ruido pueden contribuir a producir efectos cardiovasculares en los seres humanos y a aumentar la incidencia de enfermedades coronarias . [7] [8] En los animales, el ruido puede aumentar el riesgo de muerte al alterar la detección y evitación de depredadores o presas, interferir en la reproducción y la navegación y contribuir a la pérdida permanente de la audición. [9]
Los investigadores miden el ruido en términos de presión , intensidad y frecuencia . El nivel de presión sonora (SPL) representa la cantidad de presión relativa a la presión atmosférica durante la propagación de la onda sonora que puede variar con el tiempo; esto también se conoce como la suma de las amplitudes de una onda. [11] La intensidad del sonido , medida en vatios por metro cuadrado, representa el flujo de sonido sobre un área particular. Aunque la presión y la intensidad del sonido difieren, ambas pueden describir el nivel de volumen comparando el estado actual con el umbral de audición; esto da como resultado unidades de decibelios en la escala logarítmica. [12] [13] La escala logarítmica acomoda la amplia gama de sonidos que escucha el oído humano.
La frecuencia, o tono, se mide en hercios (Hz) y refleja el número de ondas sonoras propagadas a través del aire por segundo. [12] [14] El rango de frecuencias que escucha el oído humano va de 20 Hz a 20.000 Hz; sin embargo, la sensibilidad para escuchar frecuencias más altas disminuye con la edad. [12] Algunos organismos, como los elefantes, [15] pueden registrar frecuencias entre 0 y 20 Hz (infrasonidos), y otros, como los murciélagos, pueden reconocer frecuencias superiores a 20.000 Hz (ultrasonidos) para ecolocalizar. [14] [16]
Los investigadores utilizan diferentes pesos para tener en cuenta la frecuencia del ruido con la intensidad, ya que los humanos no perciben el sonido al mismo nivel de volumen. [12] Los niveles ponderados más comúnmente utilizados son la ponderación A , la ponderación C y la ponderación Z. La ponderación A refleja el rango de audición, con frecuencias de 20 Hz a 20 000 Hz. [12] Esto da más peso a las frecuencias más altas y menos peso a las frecuencias más bajas. [12] [17] La ponderación C se ha utilizado para medir la presión sonora máxima o el ruido impulsivo, similar a los ruidos fuertes de corta duración de la maquinaria en entornos laborales. [17] [18] La ponderación Z, también conocida como ponderación cero, representa los niveles de ruido sin ningún peso de frecuencia. [17] [18]
Comprender los niveles de presión sonora es fundamental para evaluar las mediciones de la contaminación acústica. Entre las diversas métricas que describen la exposición al ruido se incluyen las siguientes:
Los investigadores del Servicio de Parques Nacionales de Estados Unidos descubrieron que la actividad humana duplica los niveles de ruido de fondo en el 63 por ciento de los espacios protegidos como los parques nacionales, y los multiplica por diez en el 21 por ciento. En estos últimos lugares, "si antes podías oír algo a 30 metros de distancia, ahora sólo puedes oírlo a 3 metros de distancia" [22] [23]
El sonido se puede medir en el aire utilizando un medidor de nivel de sonido , un dispositivo que consta de un micrófono, un amplificador y un medidor de tiempo. [24] Los medidores de nivel de sonido pueden medir el ruido a diferentes frecuencias (generalmente niveles ponderados A y C). [12] Hay dos configuraciones para las constantes de tiempo de respuesta, rápida ( constante de tiempo = 0,125 segundos, similar a la audición humana) o lenta (1 segundo, utilizada para calcular promedios sobre niveles de sonido muy variables). [12] Los medidores de nivel de sonido cumplen con los estándares requeridos establecidos por la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) [25] y en los Estados Unidos, el Instituto Nacional Estadounidense de Estándares como instrumentos de tipo 0, 1 o 2. [26]
Los dispositivos de tipo 0 no están obligados a cumplir los mismos criterios que se esperan de los tipos 1 y 2, ya que los científicos los utilizan como estándares de referencia de laboratorio. [26] Los instrumentos de tipo 1 (precisión) están destinados a estudiar la precisión de la captura de mediciones de sonido, mientras que los instrumentos de tipo 2 son para uso general en el campo. [26] Los dispositivos de tipo 1 aceptables por los estándares tienen un margen de error de ±1,5 dB, mientras que los instrumentos de tipo 2 cumplen con un margen de error de ±2,3 dB. [26]
El sonido también se puede medir utilizando un dosímetro de ruido, un dispositivo similar a un medidor de nivel de sonido. Las personas han utilizado dosímetros para medir los niveles de exposición personal en entornos laborales debido a su tamaño más pequeño y portátil. A diferencia de muchos medidores de nivel de sonido, un micrófono de dosímetro se adhiere al trabajador y monitorea los niveles durante un turno de trabajo. [27] Además, los dosímetros pueden calcular la dosis porcentual o el promedio ponderado en el tiempo (TWA). [27]
En los últimos años, los científicos e ingenieros de audio han estado desarrollando aplicaciones para teléfonos inteligentes que permiten realizar mediciones de sonido, similares a los medidores de nivel de sonido y dosímetros independientes. En 2014, el Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) publicó un estudio que examinaba la eficacia de 192 aplicaciones de medición de sonido en teléfonos inteligentes Apple y Android. [28] [29]
Los autores descubrieron que solo 10 aplicaciones, todas ellas en la App Store , cumplían con todos los criterios de aceptabilidad. De estas 10 aplicaciones, solo 4 cumplían con los criterios de precisión dentro de los 2 dB(A) del estándar de referencia. [28] [29] Como resultado de este estudio, crearon la aplicación NIOSH Sound Level Meter para aumentar la accesibilidad y disminuir los costos de monitoreo del ruido utilizando datos de crowdsourcing con una aplicación probada y altamente precisa. [28] [29] La aplicación cumple con los requisitos de ANSI S1.4 e IEC 61672. [30]
La aplicación calcula las siguientes medidas: tiempo total de funcionamiento, nivel de sonido instantáneo, nivel de sonido equivalente ponderado A (LAeq), nivel máximo (LAmax), nivel de sonido pico ponderado C, promedio ponderado en el tiempo (TWA), dosis y dosis proyectada. [28] La dosis y la dosis proyectada se basan en el nivel de sonido y la duración de la exposición al ruido en relación con el límite de exposición recomendado por NIOSH de 85 dB(A) para un turno de trabajo de ocho horas.
Mediante el micrófono interno del teléfono (o un micrófono externo conectado), el medidor de nivel de sonido de NIOSH mide los niveles de sonido instantáneos en tiempo real y convierte el sonido en energía eléctrica para calcular las mediciones en decibeles ponderados A, C o Z. Los usuarios de la aplicación pueden generar, guardar y enviar por correo electrónico informes de mediciones. El medidor de nivel de sonido de NIOSH actualmente solo está disponible en dispositivos Apple iOS.
La contaminación acústica afecta tanto a la salud como al comportamiento. El sonido no deseado (ruido) puede dañar la salud fisiológica y la salud mental. La contaminación acústica está asociada con varias afecciones de salud, incluidos trastornos cardiovasculares, hipertensión , altos niveles de estrés, tinnitus , pérdida de audición, alteraciones del sueño y otros efectos nocivos y perturbadores. [7] [31] [32] [33] [34] Según una revisión de la literatura existente de 2019, la contaminación acústica se asoció con un deterioro cognitivo más rápido. [35]
En toda Europa, según la Agencia Europea del Medio Ambiente , se estima que 113 millones de personas se ven afectadas por niveles de ruido del tráfico rodado superiores a 55 decibeles, el umbral a partir del cual el ruido se vuelve perjudicial para la salud humana según la definición de la OMS. [36]
El sonido se vuelve indeseable cuando interfiere con actividades normales como el sueño o la conversación, o altera o disminuye la calidad de vida de una persona. [37] La pérdida de audición inducida por ruido puede ser causada por la exposición prolongada a niveles de ruido superiores a 85 decibeles ponderados A. [ 38] Una comparación de los miembros de la tribu Maaban , que estaban expuestos de manera insignificante al ruido del transporte o industrial, con una población típica de los EE. UU. mostró que la exposición crónica a niveles moderadamente altos de ruido ambiental contribuye a la pérdida de audición. [31]
La exposición al ruido en el lugar de trabajo también puede contribuir a la pérdida de audición inducida por el ruido y a otros problemas de salud. La pérdida de audición ocupacional es una de las enfermedades laborales más comunes en los EE. UU. y en todo el mundo. [39]
No está tan claro cómo se adaptan los humanos al ruido de manera subjetiva. La tolerancia al ruido es con frecuencia independiente de los niveles de decibelios. La investigación del paisaje sonoro de Murray Schafer fue pionera en este sentido. En su trabajo, presenta argumentos convincentes sobre cómo los humanos se relacionan con el ruido a un nivel subjetivo y cómo dicha subjetividad está condicionada por la cultura. [40] Schafer señala que el sonido es una expresión de poder en la cultura material. Como tal, los autos rápidos o las motocicletas Harley Davidson con escapes de repuesto tienden a tener motores más ruidosos no solo por razones de seguridad, sino como expresión de poder al dominar el paisaje sonoro con un sonido particular. [40]
Otra investigación clave en este ámbito se puede ver en el análisis comparativo de Fong sobre las diferencias del paisaje sonoro entre Bangkok (Tailandia) y Los Ángeles (California, EE. UU.). Basándose en la investigación de Schafer, el estudio de Fong mostró cómo difieren los paisajes sonoros en función del nivel de desarrollo urbano de la zona. Encontró que las ciudades de la periferia tienen paisajes sonoros diferentes a los de las áreas del centro de la ciudad. Los hallazgos de Fong vinculan no solo la apreciación del paisaje sonoro con las opiniones subjetivas del sonido, sino que también demuestran cómo los diferentes sonidos del paisaje sonoro son indicativos de las diferencias de clase en los entornos urbanos. [41]
La contaminación acústica puede tener efectos negativos en adultos y niños del espectro autista . [42] Las personas con trastorno del espectro autista (TEA) pueden tener hiperacusia, que es una sensibilidad anormal al sonido. [43] Las personas con TEA que experimentan hiperacusia pueden tener emociones desagradables, como miedo y ansiedad, y sensaciones físicas incómodas en entornos ruidosos con sonidos fuertes. [44] Esto puede hacer que las personas con TEA eviten los entornos con contaminación acústica, lo que a su vez puede resultar en aislamiento y afectar negativamente su calidad de vida. Los ruidos explosivos repentinos típicos de los escapes de los automóviles de alto rendimiento y las alarmas de los automóviles son tipos de contaminación acústica que pueden afectar a las personas con TEA. [42]
Si bien los ancianos pueden tener problemas cardíacos debido al ruido, según la Organización Mundial de la Salud, los niños son especialmente vulnerables al ruido y los efectos que el ruido tiene sobre ellos pueden ser permanentes. [45] El ruido representa una amenaza grave para la salud física y psicológica de un niño y puede interferir negativamente en su aprendizaje y comportamiento. [46] La exposición a la contaminación acústica persistente muestra lo importante que es mantener la salud ambiental para mantener sanos a los niños y a los ancianos . [47]
El ruido generado por el tráfico, los barcos, los vehículos y las aeronaves puede afectar a la supervivencia de las especies silvestres y puede llegar a hábitats no perturbados. [48] Aunque los sonidos están presentes comúnmente en el medio ambiente, los ruidos antropogénicos se distinguen debido a las diferencias en frecuencia y amplitud. [49] Muchos animales usan sonidos para comunicarse con otros de su especie, ya sea con fines de reproducción, navegación o para notificar a otros de presas o depredadores. Sin embargo, los ruidos antropogénicos inhiben a las especies de detectar estos sonidos, lo que afecta la comunicación general dentro de la población. [49] Especies como aves, anfibios, reptiles, peces, mamíferos e invertebrados son ejemplos de grupos biológicos que se ven afectados por la contaminación acústica. [48] [50] Si los animales no pueden comunicarse entre sí, esto provocaría una disminución de la reproducción (no poder encontrar pareja) y una mayor mortalidad (falta de comunicación para la detección de depredadores). [48]
Los petirrojos europeos que viven en entornos urbanos tienen más probabilidades de cantar por la noche en lugares con altos niveles de contaminación acústica durante el día, lo que sugiere que cantan por la noche porque es más silencioso y su mensaje puede propagarse a través del entorno con mayor claridad. [51] El mismo estudio mostró que el ruido diurno era un predictor más fuerte del canto nocturno que la contaminación lumínica nocturna , a la que a menudo se atribuye el fenómeno. El ruido antropogénico redujo la riqueza de especies de aves que se encuentran en los parques urbanos neotropicales. [52]
Los pinzones cebra se vuelven menos fieles a sus parejas cuando se exponen al ruido del tráfico. Esto podría alterar la trayectoria evolutiva de una población al seleccionar rasgos, agotando recursos que normalmente se dedican a otras actividades y, por lo tanto, generando profundas consecuencias genéticas y evolutivas. [53]
Se han identificado varias razones relacionadas con la hipersensibilidad de los invertebrados cuando se exponen al ruido antropogénico. Los invertebrados han evolucionado para captar el sonido, y una gran parte de su fisiología está adaptada para detectar las vibraciones ambientales. [54] Las antenas o pelos del organismo captan el movimiento de partículas. [55] El ruido antropogénico creado en el entorno marino, como el hincado de pilotes y el transporte marítimo, se capta a través del movimiento de partículas; estas actividades ejemplifican los estímulos de campo cercano. [55]
La capacidad de detectar vibraciones a través de estructuras mecanosensoriales es muy importante en los invertebrados y los peces. Los mamíferos también dependen de oídos detectores de presión para percibir el ruido que los rodea. [55] Por lo tanto, se sugiere que es probable que los invertebrados marinos perciban los efectos del ruido de manera diferente a los mamíferos marinos. Se informa que los invertebrados pueden detectar una amplia gama de sonidos, pero la sensibilidad al ruido varía sustancialmente entre cada especie. Sin embargo, en general, los invertebrados dependen de frecuencias inferiores a 10 kHz. Esta es la frecuencia en la que se produce una gran cantidad de ruido oceánico. [56]
Por lo tanto, el ruido antropogénico no solo suele enmascarar la comunicación de los invertebrados, sino que también afecta negativamente a otras funciones del sistema biológico a través del estrés inducido por el ruido. [54] Otra de las principales causas de los efectos del ruido en los invertebrados es que muchos grupos utilizan el sonido en múltiples contextos de comportamiento. Esto incluye el sonido producido o percibido regularmente en el contexto de la agresión o la evitación de depredadores. Los invertebrados también utilizan el sonido para atraer o localizar a sus parejas, y a menudo lo emplean en el proceso de cortejo. [54]
Muchos de los estudios que se realizaron sobre la exposición de invertebrados al ruido encontraron que se desencadenaba una respuesta fisiológica o conductual. La mayoría de las veces, esto estaba relacionado con el estrés y proporcionó evidencia concreta de que los invertebrados marinos detectan y responden al ruido. Algunos de los estudios más informativos en esta categoría se centran en los cangrejos ermitaños. En un estudio, se encontró que el comportamiento del cangrejo ermitaño Pagurus bernhardus , al intentar elegir una concha, se modificaba cuando se lo sometía al ruido. [57]
La selección adecuada de los caparazones de los cangrejos ermitaños contribuye en gran medida a su capacidad de supervivencia. Los caparazones ofrecen protección contra los depredadores, la alta salinidad y la desecación. [57] Sin embargo, los investigadores determinaron que el acercamiento a los caparazones, la investigación de los caparazones y la habitabilidad de los caparazones se produjeron en un período de tiempo más corto y que el ruido antropogénico era un factor. Esto indicó que los procesos de evaluación y toma de decisiones del cangrejo ermitaño se vieron alterados, aunque no se sabe que los cangrejos ermitaños evalúen los caparazones utilizando ningún mecanismo auditivo o de mecanorrecepción. [57]
En otro estudio que se centró en Pagurus bernhardus y el mejillón azul ( Mytilus edulis) , los comportamientos físicos exhibieron una respuesta de estrés al ruido. Cuando el cangrejo ermitaño y el mejillón fueron expuestos a diferentes tipos de ruido, se produjo una variación significativa en la abertura de la válvula en el mejillón azul. [58] El cangrejo ermitaño respondió al ruido levantando la concha del suelo varias veces, luego desocupando la concha para examinarla antes de regresar al interior. [58] Los resultados de los ensayos con cangrejos ermitaños fueron ambiguos con respecto a la causalidad; se deben realizar más estudios para determinar si el comportamiento del cangrejo ermitaño puede atribuirse al ruido producido.
Otro estudio que demuestra una respuesta al estrés en los invertebrados se realizó en la especie de calamar Doryteuthis pealeii . El calamar fue expuesto a sonidos de construcción conocidos como hincado de pilotes, que impactan directamente en el lecho marino y producen vibraciones intensas transmitidas por el sustrato y el agua. [59] El calamar reaccionó lanzando chorros, entintando, cambiando el patrón y otras respuestas de sobresalto. [60] Dado que las respuestas registradas son similares a las identificadas cuando se enfrenta a un depredador, se da a entender que el calamar inicialmente vio los sonidos como una amenaza. Sin embargo, también se observó que las respuestas de alarma disminuyeron con el tiempo, lo que significa que el calamar probablemente se había aclimatado al ruido. [60] Independientemente, es evidente que se produjo estrés en el calamar, y aunque no se ha realizado una investigación más profunda, los investigadores sospechan que existen otras implicaciones que pueden alterar los hábitos de supervivencia del calamar. [60]
Un estudio adicional examinó el impacto que tuvo la exposición al ruido en el delfín jorobado del Indo-Pacífico ( Sousa chinensis ). Los delfines estuvieron expuestos a niveles elevados de ruido debido a la construcción en el estuario del río Perla en China, específicamente causado por el martillo vibratorio más grande del mundo, el OCTA-KONG. [61] El estudio sugirió que, si bien los chasquidos de los delfines no se vieron afectados, sus silbidos sí lo fueron debido a la susceptibilidad al enmascaramiento auditivo . [61] Se descubrió que el ruido del OCTA-KONG era detectable por los delfines hasta a 3,5 km de distancia de la fuente original, y aunque no se encontró que el ruido fuera potencialmente mortal, se indicó que la exposición prolongada a este ruido podría ser responsable del daño auditivo. [61]
La contaminación acústica es común en los ecosistemas marinos y afecta al menos a 55 especies marinas. [62] Para muchas poblaciones marinas, el sonido es su sentido principal para sobrevivir; pueden detectar sonidos a cientos o miles de kilómetros de una fuente, mientras que la visión se limita a decenas de metros bajo el agua. [62] A medida que los ruidos antropogénicos continúan aumentando, duplicándose cada década, esto compromete la capacidad de supervivencia de las especies marinas. [63] Un estudio descubrió que a medida que aumentan los ruidos sísmicos y el sonar naval en los ecosistemas marinos, la diversidad de cetáceos , como las ballenas y los delfines, disminuye. [64] La contaminación acústica también ha afectado la audición de los peces, ha matado y aislado poblaciones de ballenas, ha intensificado la respuesta al estrés en las especies marinas y ha cambiado la fisiología de las especies. Debido a que las especies marinas son sensibles al ruido, la mayoría de la vida silvestre marina se encuentra en hábitats no perturbados o áreas no expuestas a un ruido antropogénico significativo, lo que limita los hábitats adecuados para alimentarse y aparearse. Las ballenas han cambiado su ruta migratoria para evitar el ruido antropogénico, además de alterar sus llamadas. [65]
Para muchos organismos marinos, el sonido es el principal medio de aprendizaje sobre sus entornos. Por ejemplo, muchas especies de mamíferos marinos y peces utilizan el sonido como su principal medio de navegación, comunicación y búsqueda de alimento. [66] El ruido antropogénico puede tener un efecto perjudicial en los animales, aumentando el riesgo de muerte al alterar el delicado equilibrio en la detección y evitación de depredadores o presas [67] , e interfiriendo con el uso de los sonidos en la comunicación, especialmente en relación con la reproducción, y en la navegación y la ecolocalización. [68] Estos efectos pueden alterar más interacciones dentro de una comunidad a través de efectos indirectos (" dominó "). [69] La sobreexposición acústica puede provocar pérdida temporal o permanente de la audición.
La contaminación acústica puede haber causado la muerte de ciertas especies de ballenas que encallaron tras ser expuestas al fuerte sonido del sonar militar . [70] (véase también Mamíferos marinos y sonar ) Hasta hace poco, la mayoría de las investigaciones sobre los impactos del ruido se han centrado en los mamíferos marinos y, en menor medida, en los peces. [71] [72] En los últimos años, los científicos han pasado a realizar estudios sobre invertebrados y sus respuestas a los sonidos antropogénicos en el entorno marino. Esta investigación es esencial, especialmente teniendo en cuenta que los invertebrados constituyen el 75% de las especies marinas y, por tanto, componen un gran porcentaje de las redes alimentarias oceánicas. [72] De los estudios que se han realizado, una variedad considerable de familias de invertebrados han estado representadas en la investigación. Existe una variación en la complejidad de sus sistemas sensoriales, lo que permite a los científicos estudiar una gama de características y desarrollar una mejor comprensión de los impactos del ruido antropogénico en los organismos vivos.
Se ha demostrado que incluso los invertebrados marinos, como los cangrejos ( Carcinus maenas ), se ven afectados negativamente por el ruido de los barcos. [73] [74] Se observó que los cangrejos más grandes se veían afectados negativamente por los sonidos más que los cangrejos más pequeños. La exposición repetida a los sonidos condujo a la aclimatación . [74]
La contaminación acústica submarina debida a las actividades humanas también es frecuente en el mar y, dado que el sonido viaja más rápido a través del agua que a través del aire, es una fuente importante de perturbación de los ecosistemas marinos y causa un daño significativo a la vida marina, incluidos los mamíferos marinos, los peces y los invertebrados. [75] [76] El ambiente marino, que alguna vez estuvo en calma, ahora es ruidoso y caótico debido a los barcos, las perforaciones petroleras, los equipos de sonar y las pruebas sísmicas. [77] Las principales fuentes de ruido antropogénico provienen de los barcos mercantes, las operaciones de sonar naval, las explosiones submarinas (nucleares) y la exploración sísmica por parte de las industrias del petróleo y el gas. [78]
Los buques de carga generan altos niveles de ruido debido a las hélices y los motores diésel. [79] [80] Esta contaminación acústica eleva significativamente los niveles de ruido ambiental de baja frecuencia por encima de los causados por el viento. [81] Los animales como las ballenas que dependen del sonido para comunicarse pueden verse afectados por este ruido de diversas formas. Los niveles de ruido ambiental más altos también hacen que los animales vocalicen más fuerte, lo que se denomina efecto Lombard . Los investigadores han descubierto que la duración de los cantos de las ballenas jorobadas era mayor cuando el sonar de baja frecuencia estaba activo cerca. [82]
La contaminación acústica submarina no se limita únicamente a los océanos, sino que también puede producirse en entornos de agua dulce. Se ha detectado contaminación acústica en el río Yangtsé, lo que ha puesto en peligro a las marsopas sin aleta del Yangtsé . [83] Un estudio realizado sobre la contaminación acústica en el río Yangtsé sugirió que los niveles elevados de contaminación acústica alteraban el umbral auditivo temporal de las marsopas sin aleta y representaban una amenaza importante para su supervivencia. [83]
La contaminación acústica se ha convertido en un importante factor de estrés para los ecosistemas de arrecifes de coral . Los arrecifes de coral se encuentran entre los ecosistemas más importantes de la Tierra, y son de gran importancia para varias comunidades y culturas de todo el mundo, que dependen de los arrecifes para los servicios que proporcionan, como la pesca y el turismo. [84] Los arrecifes contribuyen sustancialmente a la biodiversidad y la productividad globales, y son una parte fundamental de los sistemas de apoyo de la Tierra. [85] El ruido antropogénico, originado por las actividades humanas, ha aumentado el ruido submarino en el entorno sonoro natural de los arrecifes. [86] Las principales fuentes de contaminación acústica en los arrecifes de coral son las actividades de barcos y embarcaciones. [87] El sonido creado por el cruce de barcos y embarcaciones se superpone con los sonidos naturales de los organismos de los arrecifes de coral. Esta contaminación afecta a los diversos organismos que habitan los arrecifes de coral de diferentes maneras y, en última instancia, daña las capacidades del arrecife y puede causar un deterioro permanente. [88]
Los arrecifes de coral sanos son ruidosos por naturaleza, y se componen de los sonidos de las olas rompientes y las rocas que caen, así como de los sonidos producidos por los peces y otros organismos. Los organismos marinos utilizan el sonido para fines como la navegación, la búsqueda de alimentos, la comunicación y las actividades reproductivas. [88] La sensibilidad y el rango de audición varían entre los diferentes organismos dentro del ecosistema de arrecifes de coral. Entre los peces de arrecifes de coral, la detección y generación de sonido puede abarcar desde 1 Hz hasta 200 kHz, mientras que sus capacidades auditivas abarcan frecuencias dentro del rango de 100 Hz a 1 kHz. [89] Varios tipos diferentes de ruido antropogénico se encuentran en las mismas frecuencias que los organismos marinos en los arrecifes de coral utilizan para la navegación, la comunicación y otros fines, lo que perturba el entorno sonoro natural de los arrecifes de coral. [87]
Las fuentes antropogénicas de ruido son generadas por una variedad de actividades humanas, como el transporte marítimo , la exploración de petróleo y gas y la pesca. La principal causa de la contaminación acústica en los arrecifes de coral son las actividades de los barcos y los buques. El uso de embarcaciones a motor más pequeñas, con fines de pesca o turismo dentro de las áreas de arrecifes de coral, y buques más grandes, como los buques de carga que transportan mercancías, amplifica significativamente las perturbaciones del paisaje sonoro marino natural. El ruido de los barcos y las embarcaciones pequeñas tiene la misma frecuencia que los sonidos generados por los organismos marinos y, por lo tanto, actúa como un elemento disruptivo en el entorno sonoro de los arrecifes de coral. [87] Se han documentado efectos tanto a largo plazo como agudos en los organismos de los arrecifes de coral después de la exposición a la contaminación acústica. [88]
El ruido antropogénico es esencialmente un factor de estrés persistente sobre los arrecifes de coral y sus habitantes. [90] Se ha descubierto que la contaminación acústica, tanto temporal como permanente, induce cambios en los patrones distributivos, fisiológicos y de comportamiento de los organismos de los arrecifes de coral. Algunos de los cambios observados han sido la pérdida de audición, el aumento de la frecuencia cardíaca en los peces de coral y una reducción en el número de larvas que llegan a sus zonas de asentamiento. En última instancia, el resultado de dichos cambios es una reducción de las tasas de supervivencia y la alteración de los patrones que potencialmente alteran la totalidad del ecosistema del arrecife. [88]
Se ha descubierto que el pez damisela blanca, un pez de arrecife de coral, tiene un comportamiento antidepredador comprometido como resultado del ruido de los barcos. La distracción del ruido antropogénico posiblemente distraiga a los peces, y por lo tanto afecte la respuesta de escape y la natación rutinaria de los peces de coral. [91] Un estudio realizado en especies de larvas de coral, que son cruciales para la expansión de los arrecifes de coral, descubrió que las larvas se orientaban hacia el sonido de arrecifes saludables. El ruido creado por las actividades antropogénicas podría enmascarar este paisaje sonoro, impidiendo que las larvas naden hacia el arrecife. [92] La contaminación acústica en última instancia plantea una amenaza para los patrones de comportamiento de varios organismos de coral. [86]
El ruido antropogénico terrestre afecta las comunicaciones acústicas de los saltamontes al producir sonidos para atraer a una pareja. La aptitud física y el éxito reproductivo de un saltamontes dependen de su capacidad para atraer a una pareja de apareamiento. Los saltamontes machos Corthippus biguttulus atraen a las hembras utilizando la estridulación para producir canciones de cortejo. [93] Las hembras producen señales acústicas que son más cortas y principalmente de baja frecuencia y amplitud, en respuesta al canto del macho. Las investigaciones han descubierto que esta especie de saltamontes cambia su llamado de apareamiento en respuesta al ruido fuerte del tráfico. Lampe y Schmoll (2012) descubrieron que los saltamontes machos de hábitats tranquilos tienen una frecuencia máxima local de aproximadamente 7319 Hz. [93]
En cambio, los saltamontes machos expuestos a ruidos fuertes de tráfico pueden crear señales con una frecuencia local máxima más alta de 7622 Hz. Las frecuencias más altas son producidas por los saltamontes para evitar que el ruido de fondo ahogue sus señales. Esta información revela que el ruido antropogénico altera las señales acústicas producidas por los insectos para comunicarse. [93] Es probable que se produzcan procesos similares de perturbación del comportamiento, plasticidad del comportamiento y cambios a nivel de población en respuesta al ruido en los invertebrados marinos que producen sonidos, pero se necesita más investigación experimental. [58] [59]
Se ha demostrado que el ruido de los barcos afecta el desarrollo embrionario y la aptitud física de la liebre marina Stylocheilus striatus . [94] El ruido antropogénico puede alterar las condiciones del medio ambiente que tienen un efecto negativo en la supervivencia de los invertebrados. Aunque los embriones pueden adaptarse a los cambios normales en su entorno, la evidencia sugiere que no están bien adaptados para soportar los efectos negativos de la contaminación acústica. Se han realizado estudios sobre la liebre marina para determinar los efectos del ruido de los barcos en las primeras etapas de la vida y el desarrollo de los embriones. Los investigadores han estudiado liebres marinas de la laguna de la isla de Moorea , Polinesia Francesa. En el estudio, se realizaron grabaciones del ruido de los barcos utilizando un hidrófono. [94] Además, se realizaron grabaciones de ruido ambiental que no contenían ruido de barco. A diferencia de las reproducciones de ruido ambiental, los moluscos expuestos a reproducciones de ruido de barcos tuvieron una reducción del 21% en el desarrollo embrionario. Además, las larvas recién nacidas experimentaron una mayor tasa de mortalidad del 22% cuando se expusieron a reproducciones de ruido de barcos. [94]
El ruido antropogénico puede tener efectos negativos sobre los invertebrados que ayudan a controlar los procesos ambientales que son cruciales para el ecosistema. Existe una variedad de sonidos submarinos naturales producidos por las olas en hábitats costeros y de plataforma, y señales de comunicación bióticas que no impactan negativamente al ecosistema. Los cambios en el comportamiento de los invertebrados varían según el tipo de ruido antropogénico y son similares a los paisajes sonoros naturales. [95]
Los experimentos han examinado el comportamiento y la fisiología de la almeja ( Ruditapes philippinarum ), el decápodo ( Nephrops norvegicus ) y la ofiura ( Amphiura filiformis ) que se ven afectados por sonidos que se asemejan a ruidos de envío y construcción. [95] Los tres invertebrados en el experimento fueron expuestos a ruido de banda ancha continuo y ruido de banda ancha impulsivo. El ruido antropogénico impidió el comportamiento de bioirrigación y enterramiento de Nephrops norvegicus . Además, el decápodo exhibió una reducción en el movimiento. Ruditapes philippinarum experimentó estrés que causó una reducción en la reubicación de la superficie. [95] El ruido antropogénico hizo que las almejas cerraran sus valvas y se reubicaran en un área por encima de la interfaz del sedimento-agua. Esta respuesta inhibe a la almeja de mezclar la capa superior del perfil del sedimento y dificulta la alimentación por suspensión. El sonido hace que Amphiura filiformis experimente cambios en los procesos fisiológicos que resultan en irregularidad del comportamiento de bioturbación. [95]
Estos invertebrados desempeñan un papel importante en el transporte de sustancias para el ciclo de nutrientes bentónicos. [95] Como resultado, los ecosistemas se ven afectados negativamente cuando las especies no pueden realizar comportamientos naturales en su entorno. Las ubicaciones con rutas de navegación, dragado o puertos comerciales se conocen como ruido de banda ancha continuo. La hinca de pilotes y la construcción son fuentes que exhiben ruido de banda ancha impulsivo. Los diferentes tipos de ruido de banda ancha tienen diferentes efectos sobre las distintas especies de invertebrados y cómo se comportan en su entorno. [95]
Otro estudio encontró que el cierre de las válvulas en la ostra del Pacífico Magallana gigas era una respuesta conductual a distintos grados de niveles de amplitud acústica y frecuencias de ruido. [96] Las ostras perciben vibraciones sonoras de campo cercano mediante el uso de estatocistos. Además, tienen receptores superficiales que detectan variaciones en la presión del agua. Las ondas de presión sonora de los barcos pueden producirse por debajo de los 200 Hz. La hinca de pilotes genera ruido entre 20 y 1000 Hz. Además, las grandes explosiones pueden crear frecuencias que van desde 10 a 200 Hz. M. gigas puede detectar estas fuentes de ruido porque su sistema sensorial puede detectar el sonido en el rango de 10 a < 1000 Hz. [96]
Se ha demostrado que el ruido antropogénico producido por la actividad humana afecta negativamente a las ostras. [96] Los estudios han revelado que las valvas anchas y relajadas son indicativas de ostras saludables. Las ostras se estresan cuando no abren sus valvas con tanta frecuencia en respuesta al ruido ambiental. Esto respalda la idea de que las ostras detectan el ruido a niveles bajos de energía acústica. [96] Si bien en general entendemos que la contaminación acústica marina influye en la megafauna carismática como las ballenas y los delfines, comprender cómo los invertebrados como las ostras perciben y responden al sonido generado por los humanos puede brindar más información sobre los efectos del ruido antropogénico en el ecosistema más amplio. [96] Se sabe que los ecosistemas acuáticos utilizan el sonido para navegar, encontrar alimento y protegerse. En 2020, uno de los peores varamientos masivos de ballenas ocurrió en Australia. Los expertos sugieren que la contaminación acústica juega un papel importante en el varamiento masivo de ballenas. [97]
La contaminación acústica también ha alterado las comunidades y la diversidad de las aves. Los ruidos antropogénicos tienen un efecto similar en la población de aves al que se observa en los ecosistemas marinos, donde los ruidos reducen el éxito reproductivo; no se pueden detectar depredadores debido a las interferencias de los ruidos antropogénicos, minimizan las áreas de anidación, aumentan la respuesta al estrés y disminuyen la abundancia y la riqueza de especies. [49] [62] Ciertas especies de aves son más sensibles a los ruidos en comparación con otras, lo que resulta en aves altamente sensibles que migran a hábitats menos perturbados. También ha habido evidencia de efectos positivos indirectos de los ruidos antropogénicos en las poblaciones de aves. Se encontró que los depredadores de aves nidificantes, como la urraca occidental ( Aphelocoma californica ), eran poco comunes en entornos ruidosos (la urraca occidental es sensible al ruido). Por lo tanto, el éxito reproductivo de las comunidades de presas nidificantes fue mayor debido a la falta de depredadores. [49] La contaminación acústica puede alterar la distribución y abundancia de especies presa, lo que luego puede afectar a las poblaciones de depredadores. [98]
El concepto de jerarquía de controles se utiliza a menudo para reducir el ruido en el entorno o en el lugar de trabajo. Los controles de ruido de ingeniería se pueden utilizar para reducir la propagación del ruido y proteger a las personas de la sobreexposición. Cuando los controles de ruido no son factibles o adecuados, las personas también pueden tomar medidas para protegerse de los efectos nocivos de la contaminación acústica. Si las personas deben estar expuestas a sonidos fuertes, pueden protegerse los oídos con protección auditiva (por ejemplo, tapones para los oídos o protectores auditivos). [99]
En un esfuerzo por combatir la exposición al ruido en el trabajo han surgido programas e iniciativas de compra silenciosa . Estos programas promueven la compra de herramientas y equipos más silenciosos y alientan a los fabricantes a diseñar equipos más silenciosos. [100]
El ruido de las carreteras y otros factores urbanos se puede mitigar mediante la planificación urbana y un mejor diseño de las carreteras . El ruido de las carreteras se puede reducir mediante el uso de barreras acústicas , la limitación de la velocidad de los vehículos, la modificación de la textura de la superficie de la carretera, la limitación de los vehículos pesados , el uso de controles de tráfico que suavicen el flujo de vehículos para reducir el frenado y la aceleración, y el diseño de los neumáticos.
Un factor importante en la aplicación de estas estrategias es un modelo informático del ruido de las carreteras , que sea capaz de abordar la topografía local , la meteorología , las operaciones de tráfico y la mitigación hipotética. Los costos de incorporar medidas de mitigación pueden ser modestos, siempre que estas soluciones se busquen en la etapa de planificación de un proyecto de carreteras.
El ruido de los aviones se puede reducir utilizando motores a reacción más silenciosos . La modificación de las rutas de vuelo y la hora de la pista ha beneficiado a los residentes de las zonas cercanas a los aeropuertos.
Hasta la década de 1970, los gobiernos tendían a considerar el ruido como una “molestia” más que un problema ambiental.
Muchos conflictos relacionados con la contaminación acústica se resuelven mediante negociación entre el emisor y el receptor. Los procedimientos de escalada varían según el país y pueden incluir acciones en conjunto con las autoridades locales, en particular la policía.
En 2007, el Centro Nacional de Investigación de Egipto determinó que el nivel de ruido promedio en el centro de El Cairo era de 90 decibeles y que el ruido nunca descendía por debajo de los 70 decibeles. Los límites de ruido establecidos por ley en 1994 no se aplican. [101] En 2018, el Índice Mundial de Audición declaró a El Cairo como la segunda ciudad más ruidosa del mundo. [102]
La contaminación acústica es un problema importante en la India. [103] El gobierno de la India tiene normas y reglamentos contra los petardos y los altavoces, pero su aplicación es extremadamente laxa. [104] La Fundación Awaaz es una organización no gubernamental de la India que trabaja para controlar la contaminación acústica de diversas fuentes mediante la defensa de intereses, litigios de interés público, concienciación y campañas educativas desde 2003. [105] A pesar de la mayor aplicación y rigurosidad de las leyes que se practican ahora en las zonas urbanas, las zonas rurales siguen viéndose afectadas. [106]
El Tribunal Supremo de la India ha prohibido la reproducción de música a través de altavoces después de las 22 horas. En 2015, el Tribunal Verde Nacional ordenó a las autoridades de Delhi que garantizaran el estricto cumplimiento de las directrices sobre contaminación acústica, afirmando que el ruido es más que una simple molestia, ya que puede producir un estrés psicológico grave. Sin embargo, la aplicación de la ley sigue siendo deficiente. [106]
En Suecia, uno de los principales problemas medioambientales es cómo reducir las emisiones de ruido sin afectar demasiado a la industria. La Autoridad Sueca del Entorno Laboral ha establecido un valor de entrada de 80 dB para la exposición máxima al ruido durante ocho horas. En los lugares de trabajo en los que es necesario poder conversar cómodamente, el nivel de ruido de fondo no debe superar los 40 dB. [107] El gobierno de Suecia ha adoptado medidas de insonorización y absorción acústica , como barreras acústicas y control activo del ruido .
Las cifras compiladas por rockwool, el fabricante de aislamientos de lana mineral , basadas en las respuestas de las autoridades locales a una solicitud de la Ley de Libertad de Información (FOI) revelan que en el período de abril de 2008 a 2009 los ayuntamientos del Reino Unido recibieron 315.838 quejas sobre contaminación acústica de residencias privadas. Esto dio como resultado que los funcionarios de salud ambiental de todo el Reino Unido enviaran 8.069 avisos o citaciones de reducción del ruido en virtud de los términos de la Ley de Conducta Antisocial (Escocia). En los últimos 12 meses, se han autorizado 524 confiscaciones de equipos que implicaban la retirada de altavoces potentes, equipos de música y televisores. El Ayuntamiento de Westminster ha recibido más quejas per cápita que cualquier otro distrito del Reino Unido, con 9.814 quejas sobre ruido, lo que equivale a 42,32 quejas por cada mil residentes. Ocho de los 10 ayuntamientos con mayor número de quejas por cada 1.000 residentes se encuentran en Londres . [108]
La Ley de Control del Ruido de 1972 estableció una política nacional estadounidense para promover un entorno libre de ruidos que pongan en peligro la salud y el bienestar de todos los estadounidenses. En el pasado, la Agencia de Protección Ambiental coordinaba todas las actividades federales de control del ruido a través de su Oficina de Reducción y Control del Ruido. La EPA eliminó gradualmente la financiación de la oficina en 1982 como parte de un cambio en la política federal de control del ruido para transferir la responsabilidad principal de regular el ruido a los gobiernos estatales y locales. Sin embargo, la Ley de Control del Ruido de 1972 y la Ley de Comunidades Silenciosas de 1978 nunca fueron derogadas por el Congreso y siguen vigentes hoy en día, aunque esencialmente sin financiación. [109]
El Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) investiga la exposición al ruido en entornos laborales y recomienda un Límite de Exposición Recomendado (REL) para un promedio ponderado en el tiempo (TWA) de 8 horas o un turno de trabajo de 85 dB(A) y para el ruido impulsivo (eventos instantáneos como golpes o choques) de 140 dB(A). [39] [27] La agencia publicó esta recomendación junto con su origen, dispositivos de medición de ruido, programas de prevención de pérdida auditiva y necesidades de investigación en 1972 (posteriormente revisada en junio de 1998) como un enfoque para prevenir la pérdida auditiva relacionada con el ruido ocupacional. [27]
La Administración de Seguridad y Salud Ocupacional (OSHA) del Departamento de Trabajo emite normas de obligado cumplimiento para proteger a los trabajadores de los peligros del ruido en el trabajo. El límite de exposición permisible (PEL) para el ruido es un TWA de 90 dB(A) para una jornada laboral de ocho horas. [28] [110] Sin embargo, en las industrias manufactureras y de servicios, si el TWA es superior a 85 dB(A), los empleadores deben implementar un Programa de Conservación de la Audición . [110]
La Administración Federal de Aviación (FAA) regula el ruido de las aeronaves especificando el nivel máximo de ruido que puede emitir una aeronave civil individual, al exigir que las aeronaves cumplan con ciertas normas de certificación de ruido. Estas normas designan cambios en los requisitos de nivel máximo de ruido por designación de "etapa". Las normas de ruido de los EE. UU. se definen en el Título 14 Parte 36 del Código de Regulaciones Federales (CFR), Estándares de ruido: Certificación de tipo de aeronave y aeronavegabilidad (14 CFR Parte 36). [111] La FAA también lleva a cabo un programa de control del ruido de las aeronaves en cooperación con la comunidad de la aviación. [112] La FAA ha establecido un proceso para que cualquier persona que pueda verse afectada por el ruido de las aeronaves informe. [113]
La Administración Federal de Carreteras (FHWA) desarrolló regulaciones de ruido para controlar el ruido de las carreteras como lo exige la Ley de Ayuda Federal para Carreteras de 1970. Las regulaciones requieren la promulgación de criterios de nivel de ruido de tráfico para varias actividades de uso de la tierra y describen procedimientos para la reducción del ruido del tráfico de carreteras y el ruido de la construcción. [114]
Las normas de ruido del Departamento de Vivienda y Desarrollo Urbano (HUD), tal como se describen en la Subparte B del Título 24 del Código de Reglamentos Federales (CFR), parte 51, establecen normas nacionales mínimas aplicables a los programas del HUD para proteger a los ciudadanos contra el ruido excesivo en sus comunidades y lugares de residencia. Por ejemplo, todos los sitios cuya exposición al ruido ambiental o comunitario supere el nivel de sonido promedio diurno y nocturno (DNL) de 65 (dB) se consideran áreas impactadas por el ruido; define zonas de ruido "normalmente inaceptables" donde los niveles de ruido comunitario están entre 65 y 75 dB; para tales lugares, se deben implementar características de reducción y atenuación del ruido. Los lugares donde el DNL está por encima de 75 dB se consideran "inaceptables" y requieren la aprobación del Secretario Adjunto de Planificación y Desarrollo Comunitario. [115]
La Oficina de Estadísticas de Transporte del Departamento de Transporte ha creado un mapa para brindar acceso a datos completos sobre el ruido de las aeronaves y las carreteras a nivel nacional y de condado. [116] El mapa tiene como objetivo ayudar a los planificadores urbanos, funcionarios electos, académicos y residentes a obtener acceso a información actualizada sobre el ruido de la aviación y las carreteras interestatales. [117]
Los estados y los gobiernos locales suelen tener estatutos muy específicos sobre códigos de construcción , planificación urbana y desarrollo de carreteras. Las leyes y ordenanzas sobre ruido varían ampliamente entre municipios y, de hecho, ni siquiera existen en algunas ciudades. Una ordenanza puede contener una prohibición general contra hacer ruido que sea una molestia, o puede establecer pautas específicas para el nivel de ruido permitido en ciertos momentos del día y para ciertas actividades. [118] Las leyes sobre ruido clasifican el sonido en tres categorías. La primera es el ruido ambiental, que se refiere a la presión sonora del ruido general asociado con un entorno determinado. El segundo es el ruido continuo, que puede ser constante o fluctuante, pero continúa durante más de una hora. El tercero es el ruido que varía cíclicamente, que puede ser constante o fluctuante, pero se produce de forma repetitiva a intervalos de tiempo razonablemente uniformes. [119]
La ciudad de Nueva York instituyó el primer código integral sobre ruido en 1985. El Código de Ruido de Portland incluye multas potenciales de hasta $5000 por infracción y es la base de otras importantes ordenanzas sobre ruido de ciudades de Estados Unidos y Canadá. [120]
En 1995, la Región Europea de la Organización Mundial de la Salud (OMS) publicó unas directrices para regular el ruido en la comunidad. [12] Posteriormente, la Región Europea de la OMS publicó otras versiones de las directrices, y la versión más reciente circuló en 2018. [121] Las directrices proporcionan la evidencia más actualizada de la investigación realizada en Europa y otras partes del mundo sobre la exposición al ruido no ocupacional y su relación con los resultados de salud física y mental. Las directrices proporcionan recomendaciones para límites y medidas preventivas con respecto a varias fuentes de ruido (tráfico por carretera, ferrocarril, aeronaves, turbinas eólicas) para los niveles promedio día-tarde-noche y promedio nocturno. Las recomendaciones para el ruido en el ocio en 2018 fueron condicionales y se basaron en el nivel de presión sonora equivalente durante un período promedio de 24 horas en un año sin ponderaciones para el ruido nocturno (LA eq, 24 hrs ); la OMS estableció el límite recomendado en 70 dB(A). [121]
