El control del ruido o mitigación del ruido es un conjunto de estrategias para reducir la contaminación acústica o para reducir el impacto de ese ruido, ya sea en exteriores o en interiores.
Las principales áreas de mitigación o reducción del ruido son: control del ruido del transporte , diseño arquitectónico , planificación urbana a través de códigos de zonificación , [1] y control del ruido ocupacional . El ruido de las carreteras y el ruido de los aviones son las fuentes más generalizadas de ruido ambiental. [2] Las actividades sociales pueden generar niveles de ruido que afectan de manera constante la salud de las poblaciones que residen u ocupan áreas, tanto interiores como exteriores, cerca de lugares de entretenimiento que cuentan con sonidos amplificados y música que presentan desafíos significativos para las estrategias efectivas de mitigación del ruido.
Se han desarrollado múltiples técnicas para abordar los niveles de sonido en interiores, muchas de las cuales son recomendadas por los códigos de construcción locales . En el mejor de los casos, se alienta a los planificadores a trabajar con los ingenieros de diseño para examinar las compensaciones entre el diseño de la calzada y el diseño arquitectónico. Estas técnicas incluyen el diseño de paredes exteriores, paredes divisorias y conjuntos de pisos y techos; además, existe una gran cantidad de medios especializados para amortiguar la reverberación de salas especiales, como auditorios , salas de conciertos , lugares de entretenimiento y sociales, áreas de comedor, salas de grabación de audio y salas de reuniones.
Muchas de estas técnicas se basan en aplicaciones de la ciencia de los materiales para construir deflectores de sonido o utilizar revestimientos absorbentes de sonido para espacios interiores. El control del ruido industrial es un subconjunto del control arquitectónico del ruido en interiores, con énfasis en métodos específicos de aislamiento del sonido de la maquinaria industrial y para la protección de los trabajadores en sus puestos de trabajo.
El enmascaramiento de sonido es la adición activa de ruido para reducir la molestia de ciertos sonidos, lo opuesto a la insonorización .
Cada organización tiene sus propios estándares, recomendaciones/pautas y directivas sobre los niveles de ruido que los trabajadores pueden estar expuestos antes de que se deban implementar controles de ruido.
Los requisitos de la OSHA establecen que cuando los trabajadores están expuestos a niveles de ruido superiores a 90 decibeles ponderados A (dBA) en promedios ponderados en el tiempo (TWA) de 8 horas, se deben implementar controles administrativos y/o nuevos controles de ingeniería en el lugar de trabajo. La OSHA también exige que se controlen los ruidos impulsivos y los ruidos de impacto para evitar que estos ruidos superen los 140 dB de niveles de presión sonora pico (SPL). [3] [4]
La MSHA exige que se implementen controles administrativos y/o de ingeniería en el lugar de trabajo cuando los mineros estén expuestos a niveles superiores a 90 dBA TWA. Si los niveles de ruido superan los 115 dBA, los mineros deben usar protección auditiva. Por lo tanto, la MSHA exige que los niveles de ruido se reduzcan por debajo de los 115 dB TWA. La medición de los niveles de ruido para la toma de decisiones sobre el control del ruido debe integrar todos los ruidos de 90 dBA a 140 dBA. [5] [4]
La FRA recomienda que se reduzca la exposición de los trabajadores al ruido cuando su exposición al ruido supere los 90 dBA durante un TWA de 8 horas. Las mediciones de ruido deben integrar todos los ruidos, incluidos los ruidos intermitentes, continuos, de impacto e impulsivos de 80 dBA a 140 dBA. [6] [4]
El Departamento de Defensa (DoD) sugiere que los niveles de ruido se controlen principalmente mediante controles de ingeniería. El DoD exige que todos los ruidos en estado estable se reduzcan a niveles inferiores a 85 dBA y que los ruidos impulsivos se reduzcan por debajo de los 140 dB de nivel de presión sonora pico. Las exposiciones TWA no se tienen en cuenta en los requisitos del DoD. [7] [4]
La directiva del Parlamento Europeo y del Consejo exige que los niveles de ruido se reduzcan o eliminen mediante controles administrativos y de ingeniería. Esta directiva exige niveles de exposición inferiores que dan lugar a una acción de 80 dBA durante 8 horas con un nivel de presión sonora pico de 135 dB, junto con niveles de exposición superiores que dan lugar a una acción de 85 dBA durante 8 horas con un nivel de presión sonora pico de 137 dBSPL. Los límites de exposición son de 87 dBA durante 8 horas con niveles de presión sonora pico de 140 dBSPL. [8] [4]
Un modelo eficaz para el control del ruido es el modelo de fuente, camino y receptor de Bolt e Ingard. [9] El ruido peligroso se puede controlar reduciendo la salida de ruido en su fuente, minimizando el ruido a medida que viaja a lo largo de un camino hacia el oyente y proporcionando equipos al oyente o receptor para atenuar el ruido.
Existen diversas medidas destinadas a reducir el ruido peligroso en su origen. Programas como Buy Quiet y Prevention through design del Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) promueven la investigación y el diseño de equipos silenciosos y la renovación y sustitución de equipos peligrosos antiguos por tecnologías modernas. [10]
El principio de reducción del ruido mediante modificaciones de las vías de paso se aplica a la alteración de las vías directas e indirectas del ruido. [4] El ruido que se propaga a través de superficies reflectantes, como suelos lisos, puede ser peligroso. Las alteraciones de las vías de paso incluyen materiales físicos, como espuma, que absorben el sonido y paredes para proporcionar una barrera acústica que modifica los sistemas existentes que reducen el ruido peligroso. También se pueden diseñar recintos de amortiguación acústica para equipos ruidosos y cámaras de aislamiento desde las que los trabajadores pueden controlar el equipo de forma remota. Estos métodos impiden que el sonido recorra una vía de paso hasta el trabajador u otros oyentes.
En el ámbito industrial o comercial, los trabajadores deben cumplir con el programa de conservación de la audición correspondiente . Los controles administrativos , como la restricción del personal en áreas ruidosas, evitan la exposición innecesaria al ruido. Los equipos de protección personal , como tapones de espuma o protectores auditivos para atenuar el sonido, proporcionan una última línea de defensa para el oyente.
Los estudios sobre barreras acústicas han mostrado resultados mixtos sobre su capacidad para reducir eficazmente la contaminación acústica . [11] Los vehículos eléctricos e híbridos podrían reducir la contaminación acústica, pero solo si esos vehículos constituyen una alta proporción del total de vehículos en la carretera; incluso si el tráfico en un área urbana alcanzara una composición del cincuenta por ciento de vehículos eléctricos, la reducción general del ruido lograda solo sería de unos pocos decibeles y sería apenas perceptible. [12] El ruido de la carretera hoy en día se ve menos afectado por el tipo de motor , ya que los efectos a mayor velocidad están relacionados con el ruido aerodinámico y de los neumáticos . Otras contribuciones a la reducción del ruido en la fuente son: diseños mejorados de la banda de rodadura de los neumáticos para camiones en la década de 1970, mejor blindaje de las chimeneas diésel en la década de 1980 y la regulación local de vehículos sin silenciadores . [13]
Las áreas más fértiles para la mitigación del ruido en las carreteras son las decisiones de planificación urbana, el diseño de las carreteras, el diseño de barreras acústicas, [14] el control de velocidad, la selección del pavimento de la superficie y las restricciones a los camiones. El control de velocidad es eficaz porque las emisiones sonoras más bajas surgen de los vehículos que se desplazan suavemente a una velocidad de entre 30 y 60 kilómetros por hora. Por encima de ese rango, las emisiones sonoras se duplican con cada cinco millas por hora de velocidad. A las velocidades más bajas, predomina el ruido de frenado y aceleración (del motor).
La selección del pavimento de la superficie de la carretera puede suponer una diferencia de un factor de dos en los niveles de ruido, para un régimen de velocidad superior a 30 kilómetros por hora. Los pavimentos más silenciosos son porosos con una textura superficial negativa y utilizan áridos de tamaño pequeño a mediano; los pavimentos más ruidosos tienen superficies con ranuras transversales, texturas superficiales positivas y áridos de mayor tamaño. La fricción de la superficie y la seguridad de la carretera también son consideraciones importantes para las decisiones sobre el pavimento.
Al diseñar nuevas autopistas o arterias urbanas, existen numerosas decisiones de diseño relacionadas con la alineación y la geometría de la calzada. [15] El uso de un modelo informático para calcular los niveles de sonido se ha convertido en una práctica estándar desde principios de la década de 1970. De esta manera, se puede minimizar la exposición de receptores sensibles a niveles de sonido elevados. Existe un proceso análogo para los sistemas de transporte masivo urbano y otras decisiones de transporte ferroviario. Los primeros ejemplos de sistemas ferroviarios urbanos diseñados con esta tecnología fueron: las expansiones de la línea MBTA de Boston (década de 1970), la expansión del sistema BART de San Francisco (1981), el sistema METRORail de Houston (1982) y el sistema de tren ligero MAX en Portland, Oregón (1983).
Las barreras acústicas se pueden aplicar a proyectos de transporte de superficie existentes o planificados. Son una de las medidas más eficaces para modernizar las carreteras existentes y, por lo general, pueden reducir los niveles de ruido del uso de la tierra adyacente hasta en diez decibeles. Se requiere un modelo informático para diseñar la barrera, ya que el terreno, la micrometeorología y otros factores específicos de la localidad hacen que la tarea sea muy compleja. Por ejemplo, una carretera cortada o con fuertes vientos predominantes puede producir un entorno en el que la propagación del sonido atmosférico sea desfavorable para cualquier barrera acústica.
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Al igual que en el caso del ruido de las carreteras, se ha avanzado poco en la eliminación del ruido de los aviones en su origen, aparte de la eliminación de los ruidosos diseños de motores de los años 1960 y anteriores. Debido a su velocidad y volumen, el ruido de escape de los motores de turbina de reacción desafía la reducción por cualquier medio simple.
Las formas más prometedoras de reducir el ruido de las aeronaves son la planificación del territorio, las restricciones a las operaciones de vuelo y la insonorización de las viviendas . Las restricciones a los vuelos pueden adoptar la forma de uso preferente de la pista, ruta y pendiente de salida del vuelo y restricciones horarias. Estas tácticas a veces son controvertidas, ya que pueden afectar a la seguridad de las aeronaves, la comodidad de los vuelos y la economía de las aerolíneas.
En 1979, el Congreso de los Estados Unidos autorizó [16] a la FAA a diseñar tecnología y programas para intentar aislar las viviendas cercanas a los aeropuertos. Si bien esto obviamente no ayuda al ambiente exterior, el programa ha sido eficaz para los interiores de las residencias y las escuelas. Algunos de los aeropuertos en los que se aplicó la tecnología desde el principio fueron el Aeropuerto Internacional de San Francisco , [17] el Aeropuerto Internacional de Seattle-Tacoma , el Aeropuerto Internacional John Wayne y el Aeropuerto Internacional de San José [18] en California.
La tecnología subyacente es un modelo informático que simula la propagación del ruido de las aeronaves y su penetración en los edificios. Se pueden analizar las variaciones en los tipos de aeronaves, los patrones de vuelo y la meteorología local junto con los beneficios de las estrategias alternativas de modernización de los edificios , como la mejora de los tejados, la mejora de los cristales de las ventanas, la instalación de deflectores en las chimeneas , el calafateo de las juntas de construcción y otras medidas. El modelo informático permite realizar evaluaciones de la relación coste-eficacia de una serie de estrategias alternativas.
En Canadá, Transport Canada prepara pronósticos de exposición al ruido (NEF) para cada aeropuerto, utilizando un modelo informático similar al que se utiliza en los EE. UU. Se desaconseja el desarrollo de terrenos residenciales en las áreas de alto impacto identificadas por el pronóstico. [19]
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Las prácticas de control del ruido acústico arquitectónico incluyen la reducción de la reverberación del sonido interior, la mitigación de la transferencia de ruido entre habitaciones y el aumento de la piel exterior del edificio.
En el caso de la construcción de apartamentos , condominios , hospitales y hoteles nuevos (o remodelados) , muchos estados y ciudades tienen códigos de construcción estrictos con requisitos de análisis acústico, con el fin de proteger a los ocupantes del edificio. Con respecto al ruido exterior, los códigos generalmente requieren la medición del entorno acústico exterior para determinar el estándar de rendimiento requerido para el diseño de la piel exterior del edificio. El arquitecto puede trabajar con el científico acústico para llegar a los medios más rentables para crear un interior silencioso (normalmente 45 dBA ). Los elementos más importantes del diseño de la piel del edificio son generalmente: acristalamiento (espesor del vidrio, diseño de doble panel, etc.), metal perforado (usado interna o externamente), [20] material del techo, estándares de calafateo, deflectores de chimenea , diseño de puertas exteriores, ranuras de correo, puertos de ventilación del ático y montaje de acondicionadores de aire a través de la pared.
En cuanto al sonido generado dentro del edificio, hay dos tipos principales de transmisión. En primer lugar, el sonido transmitido por el aire viaja a través de las paredes o los conjuntos de piso y techo y puede emanar de actividades humanas en espacios habitables adyacentes o de ruido mecánico dentro de los sistemas del edificio. Las actividades humanas pueden incluir la voz, el ruido de los sistemas de sonido amplificados o el ruido de los animales. Los sistemas mecánicos son los sistemas de ascensores , calderas , sistemas de refrigeración o aire acondicionado , generadores y compactadores de basura. Las fuentes aerodinámicas incluyen ventiladores, neumáticos y combustión. El control de ruido para fuentes aerodinámicas incluye boquillas de aire silenciosas, silenciadores neumáticos y tecnología de ventiladores silenciosos . Dado que muchos sonidos mecánicos son inherentemente fuertes, el principal elemento de diseño es exigir que el conjunto de pared o techo cumpla con ciertos estándares de rendimiento, [21] (normalmente la clase de transmisión de sonido de 50), lo que permite una atenuación considerable del nivel de sonido que llega a los ocupantes.
El segundo tipo de ruido interior se denomina transmisión de clase de aislamiento de impacto (IIC). Este efecto no surge de la transmisión aérea , sino de la transmisión del sonido a través del propio edificio. La percepción más común del ruido IIC es la de las pisadas de los ocupantes en los espacios habitables superiores. El ruido de baja frecuencia se transmite fácilmente a través del suelo y los edificios. Este tipo de ruido es más difícil de reducir, pero se debe considerar la posibilidad de aislar el conjunto del piso superior o colgar el techo inferior sobre un canal resistente.
Ambos efectos de transmisión mencionados anteriormente pueden provenir de los ocupantes del edificio o de los sistemas mecánicos del mismo , como ascensores, sistemas de plomería o unidades de calefacción, ventilación y aire acondicionado. En algunos casos, simplemente es necesario especificar la mejor tecnología de silenciamiento disponible al seleccionar dichos herrajes para el edificio. En otros casos, puede ser necesario instalar sistemas de montaje antivibración para controlar la vibración. En el caso de los sistemas de plomería, se han desarrollado protocolos específicos, especialmente para las líneas de suministro de agua, para crear un aislamiento de las tuberías dentro de las paredes del edificio. En el caso de los sistemas de aire acondicionado central, es importante desviar cualquier conducto que pueda transmitir el sonido entre diferentes áreas del edificio.
El diseño de salas especiales presenta desafíos más exóticos, ya que estas salas pueden tener requisitos de características inusuales, como presentaciones de conciertos , estudios de grabación de sonido o salas de conferencias. En estos casos, se deben analizar la reverberación y la reflexión no solo para silenciar las salas, sino también para evitar que se produzcan efectos de eco. En estas situaciones, se pueden especificar deflectores de sonido especiales y materiales de revestimiento absorbentes de sonido para amortiguar los efectos no deseados.
Los paneles acústicos para paredes y techos son una solución comercial y residencial común para el control del ruido en edificios ya construidos. Los paneles acústicos pueden estar construidos con una variedad de materiales, aunque las aplicaciones acústicas comerciales con frecuencia estarán compuestas de sustratos acústicos a base de fibra de vidrio o lana mineral. Por ejemplo, el tablero de fibra mineral es un sustrato acústico de uso común, y los aislamientos térmicos comerciales, como los que se utilizan en el aislamiento de los tanques de las calderas, se reutilizan con frecuencia para usos acústicos de control del ruido en función de su eficacia para minimizar las reverberaciones. Los paneles acústicos ideales son aquellos sin un material de acabado o de revestimiento que pueda interferir con el rendimiento del relleno acústico, pero las preocupaciones estéticas y de seguridad generalmente conducen a cubiertas de tela u otros materiales de acabado para minimizar la impedancia. Los acabados de los paneles ocasionalmente están hechos de una configuración porosa de madera o metal.
La eficacia del tratamiento acústico posterior a la construcción está limitada por la cantidad de espacio que se puede asignar al tratamiento acústico, por lo que los paneles acústicos de pared en el lugar con frecuencia se fabrican para adaptarse a la forma del espacio preexistente. Esto se hace "enmarcando" el riel perimetral para darle forma, rellenando el sustrato acústico y luego estirando y metiendo la tela en el sistema de marco perimetral. Los paneles de pared en el lugar se pueden construir para que funcionen alrededor de los marcos de las puertas, los zócalos o cualquier otra intrusión. Se pueden crear paneles grandes (generalmente de más de 50 pies) en paredes y techos con este método.
Las ventanas con doble vidrio y más gruesas también pueden evitar la transmisión de sonido desde el exterior.
El ruido industrial se asocia tradicionalmente a entornos de fabricación donde la maquinaria industrial produce niveles de sonido intensos, [22] a menudo superiores a los 85 decibeles. Si bien esta circunstancia es la más dramática, existen muchos otros entornos de trabajo donde los niveles de sonido pueden estar en el rango de 70 a 75 decibeles, compuestos enteramente por equipos de oficina, música, sistemas de megafonía e incluso la intrusión de ruido exterior. Cualquier tipo de entorno puede provocar efectos de ruido en la salud si la intensidad del sonido y el tiempo de exposición son demasiado grandes.
En el caso de los equipos industriales, las técnicas más comunes para la protección de los trabajadores contra el ruido consisten en el montaje de equipos de protección contra impactos, la creación de vidrio acrílico u otras barreras sólidas y la provisión de equipos de protección auditiva . En ciertos casos, la propia maquinaria puede rediseñarse para que funcione de una manera menos propensa a producir chirridos, rechinamientos, fricciones u otros movimientos que inducen emisiones de sonido. En los últimos años, han surgido programas e iniciativas Buy Quiet en un esfuerzo por combatir la exposición al ruido ocupacional. Estos programas promueven la compra de herramientas y equipos más silenciosos y alientan a los fabricantes a diseñar equipos más silenciosos. [23]
En el caso de entornos de oficina más convencionales, pueden aplicarse las técnicas de acústica arquitectónica que se han analizado anteriormente. Otras soluciones pueden implicar la investigación de los modelos más silenciosos de equipos de oficina, en particular impresoras y fotocopiadoras. Las impresoras de impacto y otros equipos solían estar equipados con "capuchones acústicos", recintos para reducir el ruido emitido. Una fuente de emisiones de nivel de sonido molesto, si no fuerte, son los aparatos de iluminación (en particular, los globos fluorescentes antiguos). Estos aparatos se pueden adaptar o analizar para ver si hay sobreiluminación , un problema común en los entornos de oficina. Si se produce sobreiluminación, se puede aplicar la eliminación de lámparas o la reducción del uso de bancos de luces. Los fotógrafos pueden silenciar las cámaras fotográficas ruidosas en un set de filmación utilizando dirigibles de sonido .
Las reducciones en el costo de la tecnología han permitido que la tecnología de control del ruido se utilice no sólo en salas de espectáculos y estudios de grabación, sino también en pequeñas empresas sensibles al ruido, como los restaurantes. [24] Los materiales acústicamente absorbentes, como el revestimiento de conductos de fibra de vidrio, los paneles de fibra de madera y los pantalones vaqueros reciclados, sirven como lienzos que contienen obras de arte en entornos en los que la estética es importante. [24]
Mediante una combinación de materiales de absorción de sonido, conjuntos de micrófonos y altavoces y un procesador digital, el operador de un restaurante puede utilizar una tableta para controlar selectivamente los niveles de ruido en diferentes lugares del restaurante: los conjuntos de micrófonos captan el sonido y lo envían al procesador digital, que controla los altavoces para emitir señales de sonido cuando se lo ordenan. [24]
Durante el siglo XX, el tratamiento acústico residencial posterior a la construcción era una práctica habitual entre los entusiastas de la música. Sin embargo, los avances en la tecnología y la fidelidad de las grabaciones domésticas han provocado un aumento drástico de la difusión y la popularidad del tratamiento acústico residencial en pos de la fidelidad y precisión de las grabaciones domésticas. Como resultado de esta demanda, se ha desarrollado un gran mercado secundario de paneles acústicos caseros y de uso doméstico, trampas de graves y productos similares fabricados de forma similar, y muchas pequeñas empresas e individuos envuelven aislamientos de calidad industrial y comercial en tela para su uso en estudios de grabación domésticos, salas de teatro y espacios de práctica musical.
Las comunidades pueden utilizar códigos de zonificación para aislar las actividades urbanas ruidosas de las áreas que deberían estar protegidas de tales exposiciones insalubres y para establecer estándares de ruido en áreas que pueden no ser propicias para tales estrategias de aislamiento. Debido a que los vecindarios de bajos ingresos a menudo corren un mayor riesgo de contaminación acústica, el establecimiento de tales códigos de zonificación es a menudo una cuestión de justicia ambiental. [25] Las áreas de uso mixto presentan conflictos especialmente difíciles que requieren atención especial a la necesidad de proteger a las personas de los efectos nocivos de la contaminación acústica. El ruido es generalmente una consideración en una declaración de impacto ambiental , si corresponde (como la construcción del sistema de transporte).
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