El ruido de la carretera es la energía sonora colectiva que emana de los vehículos de motor . Se compone principalmente de elementos de superficie de la carretera , neumáticos, motor /transmisión, aerodinámicos y de frenado . Se ha descubierto que el ruido de los neumáticos rodando sobre el pavimento es el mayor contribuyente al ruido de la carretera y aumenta con las velocidades más altas del vehículo. [1] [2] [3]
En los países desarrollados y en desarrollo , el ruido de las carreteras contribuye proporcionalmente en gran medida a la contaminación acústica total de la sociedad . En Estados Unidos, contribuye más a la exposición al ruido ambiental [4] que cualquier otra fuente de ruido.
El ruido de las carreteras comenzó a medirse de forma generalizada en la década de 1960, cuando los modelos informáticos de este fenómeno empezaron a adquirir significado. Después de la aprobación de la Ley de Política Ambiental Nacional y la Ley de Control del Ruido , [5] la demanda de análisis detallados se disparó y los tomadores de decisiones comenzaron a buscar respuestas en los científicos acústicos sobre la planificación de nuevas carreteras y el diseño de mitigación del ruido .
Se ha demostrado que las prohibiciones parciales de vehículos de motor en áreas urbanas tienen impactos mínimos en la reducción de los niveles de sonido (como quedaría claro a partir de estudios de modelización posteriores); por ejemplo, la prohibición parcial en Gotemburgo, Suecia, resultó en una reducción minúscula de los niveles de sonido. [6]
La regulación en la UE y Japón sobre el ruido de neumáticos y trenes de potencia sólo ha buscado reducir el ruido en aproximadamente 3 dB, y sólo entrará en vigor lentamente porque unos pocos vehículos más antiguos y ruidosos pueden dominar el paisaje sonoro.
En la década de 1970 se produjeron pequeñas reducciones en el ruido de los vehículos cuando los estados y provincias impusieron ordenanzas sobre vehículos sin silenciador.
El ruido del parque de vehículos no ha cambiado mucho en las últimas tres décadas; sin embargo, si continúa la tendencia en el uso de vehículos híbridos , se producirá una reducción sustancial del ruido, especialmente en el régimen de flujo de tráfico inferior a 35 millas por hora. Los vehículos híbridos son tan silenciosos a bajas velocidades que crean un problema de seguridad para los peatones al dar marcha atrás o maniobrar al estacionar, etc. (pero no cuando avanzan), [7] y, por lo tanto, generalmente están equipados con sonidos de advertencia de vehículos eléctricos .
El ruido de las operaciones de tráfico se ve afectado significativamente por la velocidad de los vehículos, ya que la energía sonora aproximadamente se duplica por cada incremento de diez millas por hora en la velocidad del vehículo; una excepción a esta regla ocurre a velocidades muy bajas donde el ruido de frenado y aceleración domina sobre el ruido aerodinámico.
Los camiones contribuyen con una cantidad desproporcionada de ruido no solo debido a sus grandes motores, sino también a la altura de la pila de diésel y la resistencia aerodinámica [ cita requerida ] . Generalmente hay un ruido interior significativo dentro de los vehículos de motor en movimiento; de hecho, los pasajeros generalmente no son conscientes de que estos niveles son altos, porque la experiencia ha llevado a los conductores a esperar niveles que comúnmente superan los 65 dBA .
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Los tipos de superficie de las carreteras contribuyen a diferentes niveles de ruido. De los tipos comunes de superficies en las ciudades modernas, hay una diferencia de 4 dB [ cita necesaria ] entre las más ruidosas y las más suaves: las carreteras tipo sello de viruta y ranuradas son las más ruidosas [ cita necesaria ] , y las superficies de concreto sin espaciadores son las más silenciosas. y las superficies asfálticas están en la media.
El asfalto engomado (que utiliza neumáticos viejos reciclados) es mucho más silencioso y ya se utiliza mucho. Las superficies de carretera elásticas porosas (PERS) experimentales podrían reducir el ruido de la carretera a la mitad. PERS se elabora agregando neumáticos molidos al material de pavimentación asfáltica. [8]
Los estudios han demostrado que cortar ranuras longitudinales en el pavimento reduce el ruido. [9] [10]
Los tipos de neumáticos pueden provocar variaciones de ruido de 10 dB(A), según una muestra de 2001 de 100 neumáticos disponibles comercialmente. En 2001 no existía correlación entre agarre y ruido. Los neumáticos más silenciosos pueden tener una resistencia a la rodadura ligeramente menor. [11] En Europa se ha introducido ampliamente el etiquetado de los neumáticos según el ruido, el agarre y la resistencia a la rodadura, y se gravan los neumáticos ruidosos.
La geometría de la carretera y el terreno circundante están interrelacionados, ya que la propagación del sonido es sensible a la geometría general y debe considerar la difracción (curvatura de las ondas sonoras alrededor de los obstáculos), la reflexión , la atenuación de la onda terrestre , la pérdida de dispersión y la refracción . Una simple discusión indica que el sonido disminuirá cuando el camino del sonido esté bloqueado por el terreno, o aumentará si la carretera se eleva para transmitir; sin embargo, las complejidades de la interacción de variables son tan grandes que existen muchas excepciones a este simple argumento.
La micrometeorología es importante porque las ondas sonoras pueden ser refractadas por gradientes de viento o termoclinas , descartando efectivamente el efecto de algunas barreras acústicas o intervención del terreno. [2]
La geometría de las estructuras del área es un aporte importante, ya que la presencia de edificios o paredes puede bloquear el sonido en determinadas circunstancias, pero las propiedades reflectantes pueden aumentar la energía del sonido en otros lugares.
A nivel macro, se requiere investigación continua para dar respuestas nacionales y mundiales a la contaminación acústica en las carreteras; las cuestiones incluyen la elección de la superficie de las carreteras, la regulación y los impuestos a los diseños ruidosos y la inspección continua de vehículos individuales.
En el nivel micro de la gestión de carreteras particulares, debido a la complejidad de las variables analizadas anteriormente, es necesario crear un modelo informático que pueda analizar los niveles de sonido en las proximidades de las carreteras. Los primeros modelos significativos surgieron a finales de los años 1960 y principios de los 1970, abordando la fuente lineal de ruido (por ejemplo, la carretera). Dos de los equipos de investigación líderes fueron BBN en Boston y ESL de Sunnyvale, California . Ambos grupos desarrollaron modelos matemáticos complejos para permitir el estudio de diseños de carreteras alternativas, operaciones de tráfico y estrategias de mitigación de ruido en un entorno arbitrario. Las modificaciones posteriores de los modelos se han generalizado entre los departamentos estatales de transporte y los planificadores urbanos, pero la precisión de los primeros modelos ha tenido pocos cambios en 40 años.
Generalmente, los modelos rastrean haces de rayos sonoros y calculan la pérdida de dispersión junto con la divergencia (o convergencia) de los haces de rayos a partir de fenómenos refractivos. La difracción generalmente se aborda estableciendo emisores secundarios en cualquier punto de “nitidez” topográfica o antropomórfica (como barreras acústicas o superficies de edificios). La meteorología se puede abordar de manera estadística permitiendo estadísticas reales de la rosa de los vientos y la velocidad del viento (junto con datos de termoclina). Modelos recientes también han intentado predecir los niveles de contaminación del aire local basándose en un análisis de frecuencias específicas relacionadas con el ruido de los neumáticos y los motores. [12]
Uno de los primeros casos interesantes en el que dos de los modelos líderes se enfrentaron entre sí involucró una propuesta de ampliación de la autopista de peaje de Nueva Jersey de seis a doce carriles. Los modelos BBN [13] y ESL [14] estaban en lados opuestos de un asunto decidido en el Tribunal Superior de Nueva Jersey. Este caso de principios de la década de 1970 fue uno de los primeros ejemplos estadounidenses de científicos acústicos que desempeñaron un papel en el diseño de una carretera importante. Los modelos permitieron al tribunal comprender los efectos de la geometría de la carretera (el ancho en este caso), las velocidades de los vehículos, las barreras acústicas propuestas , los retrocesos residenciales y los tipos de pavimento. El resultado fue un compromiso que implicó una mitigación sustancial de los impactos de la contaminación acústica.
Otro caso temprano involucró la extensión propuesta de la Interestatal 66 a través de Arlington, Virginia . El demandante , la Coalición de Transporte de Arlington, demandó al Departamento de Transporte de Virginia por motivos de calidad del aire , ruido y perturbaciones en el vecindario. Para analizar el ruido de la carretera, el demandante utilizó el modelo ESL, y ganó este caso en parte debido a la credibilidad del modelo informático. El asunto se revisó una década más tarde y se acordó un diseño de carretera muy reducido con elementos de tránsito y una amplia mitigación del ruido.
Casos posteriores han ocurrido en todos los estados, tanto en acciones contenciosas como en la planificación y diseño de carreteras de rutina. El público y las agencias gubernamentales se han dado cuenta del valor de la ciencia acústica para proporcionar información útil al proceso de diseño de carreteras.
Incluso sin regulación, existen fuertes presiones económicas individuales a favor de vehículos más silenciosos, porque los propietarios y empleadores consideran que los vehículos más silenciosos son más lujosos y menos estresantes. Los requisitos regulatorios más estrictos de la UE y Japón fomentan un diseño más silencioso incluso en países no regulados, porque la mayoría de los fabricantes de automóviles aspiran a ventas internacionales. Por otra parte, los propietarios individuales de motocicletas, coches tipo boombox (con sistemas de música muy altos) y "muscle-cars" pueden preferir que sus vehículos sean más ruidosos (al menos al ralentí o a baja velocidad), y ese ruido (a menudo procedentes de sistemas de escape modificados) sólo pueden controlarse mediante inspecciones y sanciones continuas.
Varios estudios han concluido que reducir la contaminación acústica del tráfico es de bajo costo o rentable. Dichos estudios incluyen la consideración del valor reducido de los inmuebles afectados por el ruido, los costos de mantener a una población dispersa que "trata de alejarse de todo el ruido" y el aumento de los costos de atención médica estadísticamente atribuibles a un entorno más ruidoso.
La tecnología europea comenzó a emular el tratamiento estadounidense del ruido de las carreteras en la década de 1980, aunque los requisitos nacionales de los estudios de ruido generalmente siguen siendo menos estrictos que los de los EE. UU. En los países en desarrollo, la contaminación acústica de los vehículos de motor representa un impacto significativo, pero las tecnologías no son tan avanzadas. como en las naciones occidentales. Por ejemplo, un artículo reciente de Irán ilustra el nivel de tecnología que encontró Estados Unidos en la década de 1960. [15] La Unión Europea ha propuesto recientemente un conjunto de requisitos para los neumáticos de vehículos, similares a los introducidos en los EE.UU. en los años 1970. [dieciséis]
En Mumbai , India, las bocinas excesivas y el ruido de la carretera se consideran una molestia importante. La policía local lanzó un programa experimental en 2020 para vincular la duración de las luces rojas a un sensor de ruido ambiental, aumentando los tiempos de las luces rojas si el ruido ambiental del tráfico excede los límites. Esto actúa como un elemento disuasorio para el uso de la bocina. [17]
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