Control de ruido

El control del ruido o la 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.

Visión general

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 y control del ruido ocupacional. El ruido de las carreteras y el ruido de los aviones son las fuentes más generalizadas de ruido ambiental. Las actividades sociales pueden generar niveles de ruido que afectan constantemente 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 presenta desafíos importantes 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 fomentadas por los códigos de construcción locales. En el mejor de los casos de diseños de proyectos, se alienta a los planificadores a trabajar con ingenieros de diseño para examinar las ventajas y desventajas del diseño vial y el diseño arquitectónico. Estas técnicas incluyen el diseño de paredes exteriores, paredes medianeras y ensamblajes de piso y techo; además, hay una gran cantidad de medios especializados para amortiguar la reverberación de salas especiales como auditorios, salas de conciertos, lugares de entretenimiento y sociales, comedores, salas de grabación de audio y salas de reuniones.

Muchas de estas técnicas se basan en aplicaciones de la ciencia de los materiales para la construcción de deflectores de sonido o el uso de revestimientos absorbentes de sonido para espacios interiores. El control del ruido industrial es un subconjunto del control arquitectónico interior del ruido, con énfasis en métodos específicos de aislamiento acústico 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 contrario de insonorización.

Normas, recomendaciones y directrices

Cada organización tiene sus propios estándares, recomendaciones/directrices y directivas sobre los niveles de ruido que se permite que los trabajadores estén cerca antes de que se deban implementar controles de ruido.

Administración de Salud y Seguridad Ocupacional (OSHA)

Los requisitos de OSHA establecen que cuando los trabajadores están expuestos a niveles de ruido superiores a 90 decibelios 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. OSHA también requiere que los ruidos de impulso y los ruidos de impacto se controlen para evitar que estos ruidos superen los 140 dB de niveles máximos de presión de sonido (SPL).

Organización de Seguridad y Salud Minera (MSHA)

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. MSHA, por lo tanto, requiere que los niveles de ruido se reduzcan por debajo de 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 desde 90 dBA hasta 140 dBA.

Asociación Federal de Ferrocarriles (FRA)

La FRA recomienda que la exposición de los trabajadores al ruido se reduzca cuando su exposición al ruido supere los 90 dBA para un TWA de 8 horas. Las mediciones de ruido deben integrar todos los ruidos, incluidos los intermitentes, continuos, de impacto y de impulso entre 80 dBA y 140 dBA.

Departamento de Defensa de EE. UU.

El Departamento de Defensa (DoD) sugiere que los niveles de ruido se controlen principalmente a través de controles de ingeniería. El DoD exige que todos los ruidos de estado estable se reduzcan a niveles por debajo de 85 dBA y que los ruidos de impulso se reduzcan por debajo de 140 dB SPL máximo. Las exposiciones TWA no se consideran para los requisitos del Departamento de Defensa.

Directiva del Parlamento Europeo y del Consejo

La directiva del Parlamento Europeo y del Consejo requiere que los niveles de ruido se reduzcan o eliminen mediante controles administrativos y de ingeniería. Esta directiva requiere niveles de acción de exposición más bajos de 80 dBA durante 8 horas con un SPL máximo de 135 dB, junto con niveles de acción de exposición superiores de 85 dBA durante 8 horas con un SPL máximo de 137 dB. Los límites de exposición son 87 dBA durante 8 horas con niveles máximos de 140 dBSPL máximo.

Enfoques para el control del ruido

Un modelo eficaz para el control del ruido es el modelo de fuente, ruta y receptor de Bolt e Ingard. 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 equipo al oyente o al receptor para atenuar el ruido.

Fuentes

Una variedad de medidas tienen como objetivo reducir el ruido peligroso en su origen. Los programas como Buy Quiet y el Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) Prevención a través del diseño promueven la investigación y el diseño de equipos silenciosos y la renovación y reemplazo de equipos peligrosos más antiguos con tecnologías modernas.

Sendero

El principio de reducción de ruido a través de modificaciones de vías se aplica a la alteración de vías directas e indirectas para el ruido. El ruido que viaja a través de superficies reflectantes, como pisos lisos, puede ser peligroso. Las alteraciones de las vías incluyen materiales físicos, como espuma, que absorben el sonido y paredes para proporcionar una barrera de sonido que modifica los sistemas existentes que reducen el ruido peligroso. También se pueden diseñar recintos de amortiguación de sonido para equipos ruidosos y cámaras de aislamiento desde las cuales los trabajadores pueden controlar equipos de forma remota. Estos métodos evitan que el sonido viaje a lo largo de un camino hacia el trabajador u otros oyentes.

Receptor

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 de personal en áreas ruidosas, evita la exposición innecesaria al ruido. El equipo de protección personal, como tapones de espuma para los oídos u orejeras para atenuar el sonido, proporciona una última línea de defensa para el oyente.

Tecnologías básicas

• Aislamiento acústico: evitar la transmisión de ruido mediante la introducción de una barrera de masa. Los materiales comunes tienen propiedades de alta densidad, como ladrillo, vidrio grueso, hormigón, metal, etc.
• Absorción de sonido: un material poroso que actúa como una 'esponja de ruido' al convertir la energía del sonido en calor dentro del material. Los materiales de absorción de sonido comunes incluyen baldosas a base de plomo desacopladas, espumas de celda abierta y fibra de vidrio.
• Amortiguación de vibraciones: aplicable para grandes superficies vibratorias. El mecanismo de amortiguación funciona extrayendo la energía de vibración de la lámina delgada y disipándola en forma de calor. Un material común es el acero insonorizado.
• Aislamiento de vibraciones: evita la transmisión de energía vibratoria de una fuente a un receptor mediante la introducción de un elemento flexible o un freno físico. Los aisladores de vibraciones comunes son resortes, soportes de goma, corcho, etc.

Carreteras

Los estudios sobre barreras acústicas han mostrado resultados mixtos sobre su capacidad para reducir eficazmente la contaminación acústica. Los vehículos eléctricos e híbridos podrían reducir la contaminación acústica, pero solo si esos vehículos constituyen una alta proporción del total de vehículos en circulación; incluso si el tráfico en un área urbana alcanzara una composición del cincuenta por ciento de vehículos eléctricos, la reducción total del ruido alcanzada sería de unos pocos decibelios y sería apenas perceptible. En la actualidad, el ruido de la carretera se ve menos afectado por el tipo de motor, ya que los efectos a mayor velocidad están relacionados con la aerodinámica y el ruido 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 protección de las chimeneas de diésel en la década de 1980 y regulación local de vehículos sin silenciador.

Las áreas más fértiles para la mitigación del ruido vial se encuentran en las decisiones de planificación urbana, el diseño vial, el diseño de barreras acústicas, el control de velocidad, la selección del pavimento de la superficie y las restricciones de camiones. El control de velocidad es efectivo ya que las emisiones de sonido más bajas provienen de vehículos que se mueven suavemente entre 30 y 60 kilómetros por hora. Por encima de ese rango, las emisiones de sonido se duplican cada cinco millas por hora de velocidad. A las velocidades más bajas, domina el ruido de frenado y aceleración (del motor).

La selección del pavimento de la superficie de la carretera puede hacer una diferencia de un factor de dos en los niveles de sonido, para el régimen de velocidad superior a 30 kilómetros por hora. Los pavimentos más silenciosos son porosos con una textura superficial negativa y usan agregados de tamaño pequeño a mediano; los pavimentos más ruidosos tienen superficies ranuradas transversalmente, texturas superficiales positivas y agregados más grandes. La fricción de la superficie y la seguridad vial también son consideraciones importantes para las decisiones de pavimentación.

Al diseñar nuevas autopistas o arterias urbanas, existen numerosas decisiones de diseño con respecto a la alineación y la geometría de la calzada. El uso de un modelo informático para calcular los niveles de sonido se ha convertido en una práctica habitual desde principios de la década de 1970. De esta forma, se puede minimizar la exposición de los receptores sensibles a niveles elevados de sonido. 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: expansiones de la línea MBTA de Boston (década de 1970), expansión del sistema BART de San Francisco (1981), sistema METRORail de Houston (1982) y el sistema MAX Light Rail en Portland, Oregón (1983).

Las barreras acústicas se pueden aplicar a proyectos de transporte de superficie existentes o planificados. Son una de las acciones más efectivas que se toman para modernizar caminos existentes y comúnmente pueden reducir los niveles de sonido del uso de terrenos adyacentes hasta en diez decibelios. Se requiere un modelo de computadora para diseñar la barrera ya que el terreno, la micrometeorología y otros factores específicos del lugar hacen que el esfuerzo sea una tarea muy compleja. Por ejemplo, una calzada en corte o con fuertes vientos dominantes puede producir un escenario en el que la propagación del sonido atmosférico sea desfavorable para cualquier barrera acústica.

Aeronave

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 diseños de motores ruidosos de la década de 1960 y anteriores. Debido a su velocidad y volumen, el ruido de escape del motor de turbina a chorro desafía la reducción por cualquier medio simple.

Las formas más prometedoras de reducción del ruido de las aeronaves son la planificación del terreno, las restricciones a las operaciones de vuelo y la insonorización residencial. Las restricciones de vuelo pueden tomar la forma de uso preferido de la pista, ruta de vuelo de salida y pendiente, y restricciones de hora del día. Estas tácticas a veces son controvertidas, ya que pueden afectar la seguridad de las aeronaves, la comodidad de vuelo y la economía de las aerolíneas.

En 1979, el Congreso de los EE. UU. autorizó a la FAA a idear 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 efectivo para interiores residenciales y escolares. Algunos de los aeropuertos en los que se aplicó la tecnología desde el principio fueron el Aeropuerto Internacional de San Francisco, el Aeropuerto Internacional de Seattle-Tacoma, el Aeropuerto Internacional John Wayne y el Aeropuerto Internacional de San José en California.

La tecnología subyacente es un modelo informático que simula la propagación del ruido de los aviones y su penetración en los edificios. Las variaciones en los tipos de aeronaves, los patrones de vuelo y la meteorología local se pueden analizar junto con los beneficios de las estrategias alternativas de modernización de edificios, como la mejora del techo, la mejora del acristalamiento de las ventanas, el deflector de chimeneas, el calafateo de las costuras de construcción y otras medidas. El modelo informático permite realizar evaluaciones de rentabilidad de una gran cantidad de estrategias alternativas.

En Canadá, Transport Canada prepara pronósticos de exposición al ruido (NEF, por sus siglas en inglés) para cada aeropuerto, usando un modelo de computadora similar al que se usa en los EE. UU. Se desaconseja el desarrollo de terrenos residenciales dentro de las áreas de alto impacto identificadas por el pronóstico.

Soluciones arquitectónicas

Las prácticas de control de ruido de la acústica arquitectónica incluyen la reducción de la reverberación del sonido interior, la mitigación de la transferencia de ruido entre habitaciones y el aumento de la piel del edificio exterior.

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 para 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 desempeño requerido para el diseño de la fachada exterior del edificio. El arquitecto puede trabajar con el científico acústico para llegar a la mejor forma rentable de crear un interior silencioso (normalmente 45 dBA). Los elementos más importantes del diseño de la piel del edificio suelen ser: acristalamiento (espesor del vidrio, diseño de doble panel, etc.), metal perforado (utilizado interna o externamente), 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 de pared.

En cuanto al sonido generado en el interior del edificio, existen dos tipos principales de transmisión. En primer lugar, el sonido transportado por el aire viaja a través de las paredes o los conjuntos de piso y techo y puede emanar de las actividades humanas en los espacios habitables adyacentes o del 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 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 silencioso, silenciadores neumáticos y tecnología de ventilador silencioso. Dado que muchos sonidos mecánicos son intrínsecamente fuertes, el principal elemento de diseño es exigir que el ensamblaje de la pared o el techo cumpla con ciertos estándares de rendimiento,(típicamente 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 sonido interior se llama transmisión de clase de aislamiento de impacto (IIC). Este efecto surge no de la transmisión aérea, sino de la transmisión del sonido a través del propio edificio. La percepción más común del ruido IIC proviene de las pisadas de los ocupantes en los espacios habitables de arriba. El ruido de baja frecuencia se transfiere fácilmente a través del suelo y los edificios. Este tipo de ruido es más difícil de reducir, pero se debe considerar aislar el conjunto del piso arriba o colgar el techo inferior en un canal flexible.

Los dos efectos de transmisión señalados anteriormente pueden emanar de los ocupantes del edificio o de los sistemas mecánicos del edificio, como ascensores, sistemas de plomería o unidades de calefacción, ventilación y aire acondicionado. En algunos casos, es simplemente necesario especificar la mejor tecnología de silenciamiento disponible al seleccionar dicho hardware de construcción. En otros casos, el montaje de choque de los sistemas para controlar la vibración puede estar en orden. En el caso de los sistemas de plomería, existen protocolos específicos desarrollados, especialmente para las líneas de suministro de agua, para crear abrazaderas de aislamiento de tuberías dentro de las paredes del edificio. En el caso de los sistemas de aire central, es importante aislar cualquier conducto que pueda transmitir sonido entre las diferentes áreas del edificio.

El diseño de salas para propósitos especiales tiene desafíos más exóticos, ya que estas salas pueden tener requisitos para características inusuales, como conciertos, estudios de grabación de sonido, salas de conferencias. En estos casos, la reverberación y la reflexión deben analizarse para no solo silenciar las habitaciones, sino también para evitar que se produzcan efectos de eco. En estas situaciones, se pueden especificar deflectores de sonido especiales y materiales de revestimiento que absorban el sonido para amortiguar los efectos no deseados.

Soluciones post-arquitectónicas

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 construirse con una variedad de materiales, aunque las aplicaciones acústicas comerciales con frecuencia estarán compuestas por sustratos acústicos basados ​​en 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 usan en el aislamiento de tanques de calderas, se reutilizan con frecuencia para uso acústico de control de ruido en función de su eficacia para minimizar las reverberaciones. Los paneles acústicos ideales son aquellos que no tienen una cara o material de acabado que pueda interferir con el desempeño 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. En ocasiones, los acabados de los paneles 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 de pared acústicos en el sitio se fabrican con frecuencia para adaptarse a la forma del espacio preexistente. Esto se hace "enmarcando" la pista 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 sitio se pueden construir para funcionar alrededor de marcos de puertas, 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 de doble acristalamiento y más gruesas también pueden evitar la transmisión de sonido desde el exterior.

Industrial

El ruido industrial se asocia tradicionalmente con entornos de fabricación donde la maquinaria industrial produce niveles de sonido intensos, a menudo superiores a 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 decibelios, compuestos en su totalidad por equipos de oficina, música, megafonía e incluso intrusión de ruido exterior. Cualquiera de los dos tipos de ambiente puede resultar en efectos de ruido para la salud si la intensidad del sonido y el tiempo de exposición son demasiado grandes.

En el caso de equipos industriales, las técnicas más comunes para la protección contra el ruido de los trabajadores consisten en equipos de fuente de montaje de choque, creación de vidrio acrílico u otras barreras sólidas y provisión de equipo de protección auditiva. En ciertos casos, la maquinaria misma puede ser rediseñada para operar de una manera menos propensa a producir movimientos de chirrido, fricción u otros que induzcan 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.

En el caso de entornos de oficina más convencionales, se pueden aplicar las técnicas de acústica arquitectónica discutidas anteriormente. Otras soluciones pueden implicar investigar los modelos más silenciosos de equipos de oficina, en particular impresoras y fotocopiadoras. Las impresoras de impacto y otros equipos a menudo estaban equipados con "campanas acústicas", recintos para reducir el ruido emitido. Una fuente de emisiones de niveles de sonido molestos, si no fuertes, son los accesorios de iluminación (en particular, los globos fluorescentes más antiguos). Estos accesorios se pueden adaptar o analizar para ver si hay sobreiluminación, un problema común en el entorno de la oficina. Si se produce un exceso de iluminación, es posible que se deba apagar la lámpara o reducir el uso del banco de luz. Los fotógrafos pueden silenciar las cámaras fijas ruidosas en un set de filmación usando dirigibles de sonido.

Comercial

Las reducciones en el costo de la tecnología han permitido que la tecnología de control de ruido se use no solo en instalaciones de espectáculos y estudios de grabación, sino también en pequeñas empresas sensibles al ruido, como restaurantes. Los materiales absorbentes acústicamente, como el revestimiento de conductos de fibra de vidrio, los paneles de fibra de madera y los pantalones de mezclilla reciclados, sirven como lienzos con obras de arte en entornos en los que la estética es importante.

Usando una combinación de materiales de absorción de sonido, conjuntos de micrófonos y parlantes, y un procesador digital, el operador de un restaurante puede usar 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 a pedido.

Residencial

El tratamiento acústico residencial posterior a la construcción a lo largo del siglo XX fue una práctica común solo para los entusiastas de la música. Sin embargo, los desarrollos en la tecnología y la fidelidad de la grabación en el hogar han llevado a un aumento drástico en la difusión y popularidad del tratamiento acústico residencial en la búsqueda de la fidelidad y precisión de la grabación en el hogar. Como resultado de esta demanda, se ha desarrollado un gran mercado secundario de paneles acústicos caseros y de uso doméstico, trampas para graves y productos construidos similares, con muchas pequeñas empresas e individuos que envuelven aislamientos de grado industrial y comercial en tela para usar en estudios de grabación domésticos, salas de cine. y espacios de práctica musical.

Urbanismo

Las comunidades pueden usar códigos de zonificación para aislar las actividades urbanas ruidosas de las áreas que deben protegerse de tales exposiciones nocivas para la salud 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 dichos códigos de zonificación suele ser un problema de justicia ambiental. Las áreas de uso mixto presentan conflictos especialmente difíciles que requieren una 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).