Sonómetro

Un medidor de nivel de sonido (también llamado medidor de nivel de presión sonora (SPL)) se utiliza para mediciones acústicas. Por lo general, es un instrumento portátil con un micrófono. El mejor tipo de micrófono para medidores de nivel de sonido es el micrófono de condensador, que combina precisión con estabilidad y confiabilidad. El diafragma del micrófono responde a los cambios en la presión del aire causados por las ondas sonoras. Es por eso que el instrumento a veces se conoce como medidor de nivel de presión sonora (SPL). Este movimiento del diafragma, es decir, la presión sonora (unidad pascal, Pa), se convierte en una señal eléctrica (unidad voltio, V). Al describir el sonido en términos de presión sonora, generalmente se aplica una conversión logarítmica y el nivel de presión sonora se expresa en decibelios (dB), con 0 dB SPL igual a 20 micropascales.

Un micrófono se distingue por el valor de voltaje que produce cuando se aplica una presión sonora media cuadrática constante y conocida. Esto se conoce como sensibilidad del micrófono. El instrumento necesita saber la sensibilidad del micrófono en particular que se está utilizando. Con esta información, el instrumento puede convertir con precisión la señal eléctrica nuevamente en presión sonora y mostrar el nivel de presión sonora resultante (unidad decibel, dB).

Los sonómetros se utilizan habitualmente en los estudios de contaminación acústica para cuantificar distintos tipos de ruido, especialmente el ruido industrial, ambiental, minero y de aeronaves. La norma internacional actual que especifica la funcionalidad y el rendimiento de los sonómetros es la IEC 61672-1:2013. Sin embargo, la lectura de un sonómetro no se correlaciona bien con la sonoridad percibida por los humanos, que se mide mejor con un sonómetro. La sonoridad específica es una no linealidad compresiva y varía en determinados niveles y en determinadas frecuencias. Estas métricas también se pueden calcular de distintas formas.

El primer sonómetro portátil y transistorizado del mundo fue lanzado en 1960 y desarrollado por la empresa danesa Brüel & Kjær. En 1969, un grupo de investigadores universitarios de California fundó Pulsar Instruments Inc., que se convirtió en la primera empresa en mostrar los tiempos de exposición al sonido en la escala de un sonómetro, así como el nivel de sonido. Esto se hizo para cumplir con la Ley Walsh-Healey de 1969, que exigía que el ruido en los lugares de trabajo de EE. UU. debía controlarse. En 1980, la empresa británica Cirrus Research presentó el primer sonómetro portátil del mundo que proporcionaba mediciones integradas de Leq y del nivel de exposición al sonido (SEL).

Clasificación

Tipos

La norma IEC 61672-1 especifica "tres tipos de instrumentos de medición de sonido": el sonómetro "convencional", el sonómetro integrador-promediador y el sonómetro integrador.

El medidor de nivel de sonido estándar puede denominarse un medidor de nivel de sonido de promediado exponencial, ya que la señal de CA del micrófono se convierte en CC mediante un circuito de raíz cuadrada media (RMS) y, por lo tanto, debe tener una constante de tiempo de integración; hoy se la conoce como ponderación temporal. Tres de estas ponderaciones temporales se han estandarizado internacionalmente: "S" (1 s), originalmente llamada lenta; "F" (125 ms), originalmente llamada rápida; e "I" (35 ms), originalmente llamada impulso. Sus nombres se cambiaron en la década de 1980 para que fueran los mismos en cualquier idioma. La ponderación temporal I ya no se encuentra en el cuerpo de la norma porque tiene poca correlación real con el carácter impulsivo de los eventos de ruido.

La salida del circuito RMS es lineal en voltaje y pasa a través de un circuito logarítmico para dar una lectura lineal en decibeles (dB). Esto es 20 veces el logaritmo en base 10 de la relación entre la presión sonora cuadrática media dada y la presión sonora de referencia. La presión sonora cuadrática media se obtiene con una ponderación de frecuencia estándar y una ponderación de tiempo estándar. La presión de referencia está establecida por el acuerdo internacional en 20 micropascales para el sonido transmitido por el aire. De ello se deduce que el decibel no es, en cierto sentido, una unidad, es simplemente una relación adimensional; en este caso, la relación de dos presiones.

Un medidor de nivel de sonido de promedio exponencial, que brinda una instantánea del nivel de ruido actual, tiene una utilidad limitada para las mediciones de riesgo de daño auditivo; generalmente se requiere un medidor integrador o de promedio integrador. Un medidor integrador simplemente integra, o en otras palabras, "suma", el ruido ponderado por frecuencia para dar la exposición al sonido y la métrica utilizada es la presión al cuadrado por el tiempo, a menudo Pa²·s, pero también se usa Pa²·h. Sin embargo, debido a que la unidad de sonido se describía históricamente en decibeles, la exposición se describe con mayor frecuencia en términos de nivel de exposición al sonido (SEL), la conversión logarítmica de la exposición al sonido en decibeles.

Dosímetro personal de ruido

Una variante común del sonómetro es el dosímetro de ruido (dosímetro en inglés). Sin embargo, ahora se lo conoce formalmente como medidor personal de exposición al sonido (PSEM, por sus siglas en inglés) y tiene su propia norma internacional IEC 61252:1993.

Un dosímetro de ruido (estadounidense) o dosímetro de ruido (británico) es un medidor de nivel de sonido especializado diseñado específicamente para medir la exposición al ruido de una persona durante un período de tiempo; generalmente para cumplir con las regulaciones de salud y seguridad, como la Norma de exposición al ruido ocupacional 29 CFR 1910.95 de la OSHA (Occupational Safety and Health) o la Directiva 2003-10/EC de la UE.

Normalmente, se trata de un instrumento que se lleva sobre el cuerpo y, por lo tanto, tiene un requisito técnico menos estricto, ya que un instrumento que se lleva sobre el cuerpo, debido a la presencia del cuerpo, tiene un rendimiento acústico general más deficiente. Un PSEM proporciona una lectura basada en la exposición al sonido, normalmente Pa²·h, y los dosímetros "clásicos" más antiguos que dan la métrica de "dosis porcentual" ya no se utilizan en la mayoría de los países. El problema con el "% de dosis" es que se relaciona con la situación política y, por lo tanto, cualquier dispositivo puede volverse obsoleto si las leyes locales modifican el valor "100%.

Tradicionalmente, los dosímetros de ruido eran dispositivos relativamente grandes con un micrófono montado cerca de la oreja y con un cable que iba al cuerpo del instrumento, que normalmente se llevaba en el cinturón. Estos dispositivos tenían varios problemas, principalmente la fiabilidad del cable y la perturbación del modo de trabajo normal del usuario, causada por la presencia del cable. En 1997, tras una subvención de investigación del Reino Unido, se emitió una patente de la UE para el primero de una gama de dispositivos que eran tan pequeños que se parecían a una placa de radiación y no se necesitaba cable, ya que toda la unidad podía colocarse cerca de la oreja. El diseñador y fabricante británico Cirrus Research presentó el dosímetro de ruido personal doseBadge, que fue el primer dosímetro de ruido verdaderamente inalámbrico del mundo. Hoy en día, estos dispositivos no solo miden la dosis de ruido simple, sino que algunos incluso tienen cuatro dosímetros separados, cada uno con muchas de las funciones de un medidor de nivel de sonido de tamaño completo, incluido en los últimos modelos el análisis de banda de octava completa.

Clases

Las normas IEC dividen los sonómetros en dos "clases". Los sonómetros de ambas clases tienen la misma funcionalidad, pero diferentes tolerancias de error. Los instrumentos de la clase 1 tienen un rango de frecuencia más amplio y una tolerancia más estricta que una unidad de clase 2 de menor costo. Esto se aplica tanto al sonómetro en sí como al calibrador asociado. La mayoría de las normas nacionales permiten el uso de "al menos un instrumento de clase 2". Para muchas mediciones, no es necesario utilizar una unidad de clase 1; estas se emplean mejor para la investigación y la aplicación de la ley.

De manera similar, el Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI) especifica los medidores de nivel de sonido como tres tipos diferentes: 0, 1 y 2. Estos se describen, como sigue, en el Manual Técnico de OSHA sobre Seguridad y Salud Ocupacional TED01-00-015, Capítulo 5, Conservación del ruido y la audición de OSHA, Apéndice III:A, "Estas normas ANSI establecen tolerancias de rendimiento y precisión de acuerdo con tres niveles de precisión: Tipos 0, 1 y 2. El Tipo 0 se utiliza en laboratorios, el Tipo 1 se utiliza para mediciones de precisión en el campo y el Tipo 2 se utiliza para mediciones de propósito general. Para fines de cumplimiento, se considera que las lecturas con un medidor de nivel de sonido y dosímetro ANSI Tipo 2 tienen una precisión de ±2 dBA, mientras que un instrumento Tipo 1 tiene una precisión de ±1 dBA. Un medidor Tipo 2 es el requisito mínimo de OSHA para mediciones de ruido y generalmente es suficiente para estudios de ruido de propósito general. El medidor Tipo 1 es el preferido para el diseño de controles de ruido rentables. Para situaciones de medición inusuales, consulte las instrucciones del fabricante y las normas ANSI correspondientes para obtener orientación sobre cómo interpretar la precisión del instrumento.

Medidas

Las etiquetas que se utilizan para describir los valores de nivel de sonido y ruido se definen en la norma IEC 61672-1:2013. En las etiquetas, la primera letra siempre es una L, que significa Nivel, como el nivel de presión sonora medido a través de un micrófono o el nivel de señal electrónica medido a la salida de un componente de audio, como una mesa de mezclas. Los resultados de las mediciones dependen de la ponderación de frecuencia (cómo responde el medidor de nivel de sonido a diferentes frecuencias de sonido) y de la ponderación temporal (cómo reacciona el medidor de nivel de sonido a los cambios en la presión sonora con el tiempo) aplicadas.

Ponderación de frecuencia

La segunda letra indica la ponderación de frecuencia. Los medidores de nivel de sonido "aprobados por el patrón" generalmente ofrecen mediciones de ruido con ponderaciones de frecuencia A, C y Z.

La ponderación Z representa la presión sonora de manera uniforme en todas las frecuencias. La ponderación A pondera mucho menos las frecuencias más altas y más bajas, y tiene un ligero aumento en el rango medio, lo que representa la sensibilidad de la audición humana normal a niveles bajos (silenciosos). La ponderación C, más sensible a las frecuencias más bajas, representa lo que los humanos escuchan cuando el sonido es fuerte (cerca de 100 dB SPL).

La norma IEC 61672-1:2013 exige la inclusión de un filtro de ponderación A en todos los medidores de nivel de sonido y también describe las ponderaciones de frecuencia C y Z (cero). Las ponderaciones de frecuencia B y D más antiguas ahora están obsoletas y ya no se describen en la norma.

En casi todos los países, el uso de la ponderación A es obligatorio para la protección de los trabajadores contra la pérdida de audición inducida por el ruido. La curva de ponderación A se basó en los contornos históricos de igual volumen y, si bien se puede argumentar que la ponderación A ya no es la ponderación de frecuencia ideal desde un punto de vista puramente científico, es, no obstante, el estándar legalmente requerido para casi todas esas mediciones y tiene la enorme ventaja práctica de que los datos antiguos se pueden comparar con las mediciones nuevas. Es por estas razones que la ponderación A es la única ponderación exigida por la norma internacional, siendo las ponderaciones de frecuencia "C" y "Z" opcionales.

Originalmente, la ponderación A sólo estaba pensada para sonidos silenciosos en el rango de 40 dB de nivel de presión sonora (SPL), pero ahora es obligatoria para todos los niveles. Sin embargo, la ponderación C todavía se utiliza para la medición del valor pico de un ruido en algunas legislaciones, pero la ponderación B, un término medio entre "A" y "C", casi no tiene uso práctico. La ponderación D fue diseñada para su uso en la medición del ruido de los aviones cuando se medían aviones no desviados; después de la desaparición del Concord, estos son todos tipos militares. Para todas las mediciones de ruido de los aviones civiles, se utiliza la ponderación A, tal como lo exigen las normas ISO y ICAO.

Ponderación temporal

Gráficos de pesos rápidos, lentos y de impulso aplicados para que los niveles de sonido medidos sean más fáciles de leer en un medidor de nivel de sonido.

Si la tercera letra es F, S o I, representa la ponderación temporal, donde F = rápido, S = lento, I = impulso. La ponderación temporal se aplica para que los niveles medidos sean más fáciles de leer en un medidor de nivel de sonido. La ponderación temporal amortigua los cambios repentinos de nivel, creando así una visualización más uniforme.

El gráfico muestra cómo funciona esto. En este ejemplo, la señal de entrada aumenta repentinamente de 50 dB a 80 dB, se mantiene allí durante 6 segundos y luego vuelve a caer repentinamente al nivel inicial.

Una medición lenta (línea amarilla) tardará aproximadamente 5 segundos (tiempo de ataque) en alcanzar los 80 dB y alrededor de 6 segundos (tiempo de caída) en volver a bajar a 50 dB. S es adecuado cuando se mide una señal que fluctúa mucho.

Una medición rápida (línea verde) reacciona más rápidamente. Tardará aproximadamente 0,6 segundos en alcanzar los 80 dB y poco menos de 1 segundo en volver a bajar a 50 dB. F puede ser más adecuada cuando la señal es menos impulsiva.

La decisión de utilizar la respuesta rápida o lenta se toma a menudo según lo prescrito en una norma o una ley. Sin embargo, se puede utilizar lo siguiente como guía: La característica lenta se utiliza principalmente en situaciones en las que la lectura con la respuesta rápida fluctúa demasiado (más de unos 4 dB) para dar un valor razonablemente bien definido. Las pantallas digitales modernas superan en gran medida el problema de las fluctuaciones de los medidores analógicos al indicar el valor eficaz máximo del segundo anterior.

Una medición de impulso (línea azul) tardará aproximadamente 0,3 segundos en alcanzar los 80 dB y más de 9 segundos en volver a bajar a 50 dB. La respuesta de impulso, I, se puede utilizar en situaciones en las que se deben medir ruidos impulsivos agudos, como fuegos artificiales o disparos.

LAT o Leq: Nivel sonoro continuo equivalente

eq = equivalente. Los valores equivalentes son una forma de ponderación de tiempo que es más fácil de leer en una pantalla que el nivel de sonido instantáneo.

Si observamos estos gráficos del nivel de sonido a lo largo del tiempo, el área bajo la curva azul representa la energía. La línea roja horizontal dibujada para representar la misma área bajo la curva azul nos da el LAeq. Es decir, el valor equivalente o promedio de la energía en todo el gráfico.

LAeq no siempre es una línea recta. Si se traza LAeq como el equivalente desde el comienzo del gráfico hasta cada uno de los puntos de medición, el gráfico se muestra en el segundo gráfico.

El nivel de exposición al ruido (en decibeles) no se utiliza mucho en la medición del ruido industrial. En su lugar, se utiliza el valor promediado en el tiempo. Este es el nivel de sonido promediado en el tiempo o, como se lo suele llamar, el "nivel de sonido continuo equivalente", que tiene el símbolo formal L_AT, tal como se describe en el párrafo 3,9 "Definiciones" de la norma IEC 61672-1, donde se proporcionan muchos símbolos formales correctos y sus abreviaturas comunes. Estos siguen principalmente las definiciones acústicas formales de la ISO. Sin embargo, por razones principalmente históricas, L_AT se conoce comúnmente como L_eq.

Formalmente, L_AT es 10 veces el logaritmo en base 10 de la relación entre la presión sonora ponderada por A de la raíz cuadrada media durante un intervalo de tiempo determinado y la presión sonora de referencia y no hay ninguna constante de tiempo involucrada. Para medir L_AT se necesita un medidor de promedio integrador; este, en teoría, toma la exposición al sonido, la divide por el tiempo y luego calcula el logaritmo del resultado.

Leq corto

Una variante importante de la L_AT global es la "L_eq corta", en la que se toman valores de L_eq muy cortos en sucesión, por ejemplo a intervalos de 1/8 de segundo, y cada uno de ellos se almacena en una memoria digital. Estos elementos de datos se pueden transmitir a otra unidad o recuperar de la memoria y reconstituir en casi cualquier métrica convencional mucho después de que se hayan adquirido los datos. Esto se puede hacer utilizando programas dedicados u hojas de cálculo estándar. La L_eq corta tiene la ventaja de que, a medida que cambian las regulaciones, se pueden volver a procesar los datos antiguos para verificar si se cumple una nueva regulación. También permite convertir los datos de una métrica a otra en algunos casos. En la actualidad, casi todos los sistemas fijos de monitoreo de ruido en aeropuertos, que en teoría son simples medidores de nivel de sonido complejos, utilizan el valor L corto como su métrica, ya que se puede transmitir un flujo constante de valores L digitales de un segundo a través de líneas telefónicas o Internet a una unidad central de visualización y procesamiento. El valor L corto es una característica de la mayoría de los medidores de nivel de sonido integrados comerciales, aunque algunos fabricantes le dan muchos nombres diferentes.

El método Short L_eq es un método muy valioso para el almacenamiento de datos acústicos; inicialmente, un concepto del Laboratoire National d'Essais (ref. 1) del gobierno francés, ahora se ha convertido en el método más común para almacenar y mostrar un historial temporal real del ruido en medidores de nivel de sonido comerciales profesionales. El método alternativo, que consiste en generar un historial temporal mediante el almacenamiento y la visualización de muestras del nivel de sonido exponencial, muestra demasiados artefactos del medidor de nivel de sonido como para ser tan valioso y dichos datos muestreados no se pueden combinar fácilmente para formar un conjunto general de datos.

Hasta 2003 existían normas independientes para los sonómetros de integración exponencial y lineal (IEC 60651 e IEC 60804, ambas retiradas), pero desde entonces la norma combinada IEC 61672 describe ambos tipos de medidores. Para que la L_eq corta sea útil, el fabricante debe asegurarse de que cada elemento L_eq independiente cumpla plenamente con la norma IEC 61672.

Lmáx y Lmín

Si en la etiqueta aparecen las palabras máx o mín, esto simplemente representa el valor máximo o mínimo medido durante un período de tiempo determinado.

LCpk: nivel pico de presión sonora

La mayoría de las normativas nacionales también exigen que se mida el valor pico absoluto para proteger la audición de los trabajadores contra picos de presión repentinos y grandes, utilizando ponderaciones de frecuencia "C" o "Z". El "nivel pico de presión sonora" no debe confundirse con el "nivel MÁXIMO de presión sonora". El "nivel máx. de presión sonora" es simplemente la lectura RMS más alta que proporciona un sonómetro convencional durante un período determinado para una ponderación temporal dada (S, F o I) y puede ser muchos decibelios inferior al valor pico. En la Unión Europea, el valor máximo permitido del nivel pico de sonido es de 140 dB(C), lo que equivale a una presión de 200 Pa. El símbolo del nivel máximo de sonido ponderado en frecuencia A y en tiempo S es LAS_max. Para el pico ponderado en frecuencia C, es LC_pk o L_C,peak.

Estandarización

Medidores de nivel de sonido

• IEC61672 Ed. 2.0 (2013)
• IEC60651 Ed 1.2 (2001) plus Amendment 1 (1993-02) and Amendment 2 (2000–10)
• IEC60804 (2000–10)
• ANSI S1.4-2014 (un estándar internacional adoptado a nivel nacional por los Estados Unidos del IEC 61672:2013)

Filtros de octava

• IEC61260 Ed. 1.0 (2014) Electroacústica – Filtros de banda de octava y banda fraccional-octave-band
• ANSI S1.11-2004 (R2009)

Dosímetros personales de ruido

• IEC61252 Ed. 1.1 (2002–03)
• ANSI S1.25-1991(R2007)

Micrófonos de medición

• IEC 61094: 2000

• ISO 3382-1:2009 Medición de los parámetros acústicos de la habitación Parte 1: Performance Rooms
• ISO 3382-2:2008 Medición de parámetros acústicos Parte 2: Tiempo de reverberación en las habitaciones ordinarias
• ASTM E2235 (2004) Standard Test Method for Determination of Decay Rates for Use in Sound Insulation Test Methods.

Seguridad del equipo

IEC61010-1, edición 2.0 (2001-2002)

Normas internacionales

Las siguientes normas internacionales definen los medidores de nivel de sonido, los PSEM y los dispositivos asociados. Las normas nacionales de la mayoría de los países las siguen muy de cerca, con la excepción de los EE. UU. En muchos casos, la norma europea equivalente, acordada por la UE, se denomina, por ejemplo, EN 61672 y la norma nacional del Reino Unido se convierte entonces en BS. EN 61672.

• IEC 61672: 2013 "Electroacoustics – medidores de nivel de sonido"
• IEC 61252: 1993 "Electroacoustics – especificaciones para los medidores de exposición de sonido personal"
• IEC 60942: 2003 "Electroacoustics – calibradores de sonido"
• IEC 62585: 2012 "Electroacoustics – Métodos para determinar las correcciones para obtener la respuesta de campo libre de un medidor de nivel de sonido"

Estas normas internacionales fueron preparadas por el comité técnico 29 de la IEC: Electroacústica, en cooperación con la Organización Internacional de Metrología Legal (OIML).

Hasta 2003 existían normas independientes para los sonómetros exponenciales y lineales integradores, pero desde entonces la norma IEC 61672 describe ambos tipos. El sonómetro exponencial clásico se describió originalmente en la norma IEC 123 para los sonómetros "industriales", seguida por la norma IEC 179 para los sonómetros "de precisión". Ambas fueron sustituidas por la norma IEC 651, posteriormente rebautizada como IEC 60651, mientras que los sonómetros lineales integradores se describieron inicialmente en la norma IEC 804, posteriormente rebautizada como IEC 60804. Tanto la norma IEC 60651 como la 60804 incluían cuatro clases de precisión, denominadas "tipos". En la norma IEC 61672, estos se redujeron a solo dos clases de precisión 1 y 2. Una novedad en la norma IEC 61672 es un requisito de amplitud lineal mínima de 60 dB y ponderación de frecuencia Z, con un ajuste general de las tolerancias límite, así como la inclusión de incertidumbres de medición máximas permitidas para cada prueba periódica descrita. La parte de pruebas periódicas de la norma (IEC61672.3) también requiere que los fabricantes proporcionen al laboratorio de pruebas factores de corrección para permitir que las pruebas eléctricas y acústicas de laboratorio imiten mejor las respuestas de campo libre (acústica). Cada corrección utilizada debe proporcionarse con incertidumbres, que deben tenerse en cuenta en el presupuesto de incertidumbre de medición final del laboratorio de pruebas. Esto hace que sea poco probable que un medidor de nivel de sonido diseñado según las normas 60651 y 60804 anteriores cumpla con los requisitos de la norma IEC 61672: 2013. Estas normas 'retiradas' Las normas ya no deberían utilizarse, especialmente para requisitos de compras oficiales, ya que tienen requisitos de precisión significativamente más pobres que la IEC 61672.

Estándares militares

Los combatientes de todas las ramas del ejército de los Estados Unidos corren el riesgo de sufrir deficiencias auditivas a causa de ruidos constantes o impulsivos. Si bien la aplicación de doble protección auditiva ayuda a prevenir el daño auditivo, puede comprometer la eficacia al aislar al usuario de su entorno. Con la protección auditiva puesta, es menos probable que un soldado esté consciente de sus movimientos, lo que alerta al enemigo de su presencia. Los dispositivos de protección auditiva (HPD) también podrían requerir niveles de volumen más altos para la comunicación, lo que anula su propósito.

• MIL-STD 1474D El primer estándar militar (MIL-STD) sobre sonido fue publicado en 1984 y fue revisado en 1997 para convertirse en MIL-STD-1474D. Este estándar establece límites de ruido acústico y prescribe requisitos de prueba y técnicas de medición para determinar la conformidad con los límites de ruido especificados aquí. Esta norma se aplica a la adquisición y mejora del producto de todos los sistemas, subsistemas, equipos e instalaciones diseñados o comprados (productos no relacionados con el desarrollo) que emiten ruido acústico. Esta norma tiene por objeto abordar los niveles de ruido emitidos durante toda la gama de condiciones operacionales típicas.
• MIL-STD 1474E En 2015, MIL-STD 1474D se convirtió en MIL-STD-1474E que, a partir de 2018, sigue siendo la guía para el desarrollo y uso de armas de defensa militar de los Estados Unidos. En este estándar, el Departamento de Defensa estableció directrices para el ruido constante del estado, el ruido de impulso, la no detectabilidad aural, los sistemas aéreos y aéreos y el ruido de los buques. A menos que estén marcados con señalización de advertencia, los ruidos constantes del estado y del impulso no superarán 85 decibeles A ponderados (dBA) y, si llevan protección, 140 decibeles (dBP) respectivamente. Establece límites de ruido acústico y prescribe requisitos de prueba y técnicas de medición para determinar la conformidad con los límites de ruido especificados aquí. Esta norma se aplica a la adquisición y mejora del producto de todos los sistemas, subsistemas, equipos e instalaciones diseñados o comprados (productos no relacionados con el desarrollo) que emiten ruido acústico. Esta norma tiene por objeto abordar los niveles de ruido emitidos durante toda la gama de condiciones operacionales típicas. Esta norma incluye dos métodos para evaluar el ruido del impulso y el riesgo de escuchar.
  • El algoritmo de evaluación de peligros auditivos para los seres humanos (AHAAH), un análogo electroacústico único del sistema auditivo, produjo las directrices numéricas de MIL-STD 1474E. Con el tiempo se ha afirmado que la previsibilidad de este algoritmo ha aumentado a 95% de precisión. Los investigadores del Laboratorio de Investigación del Ejército de EE.UU. declaran que casi todos los errores dieron lugar a una sobrecalculación de riesgos. En comparación, el MIL-STD-147D se consideró correcto en 38% de los casos con los mismos datos. Originalmente desarrollado a partir de un modelo de gato animal y posteriormente informado por datos humanos, el AHAAH resume los desplazamientos de membrana basilar de 23 localidades. El modelo AHAAH calcula el desplazamiento estimado de la membrana basilar y resume la acumulación de la flexión de la membrana basilar. El usuario introduce su exposición al ruido, nivel de protección y si se les previó el ruido, para recibir su vulnerabilidad de peligro en las unidades de riesgo auditivas (ARU). Este valor se puede convertir en cambios de umbral compuesto y el número permitido de exposición (ANE). Los cambios de umbral compuestos es un valor que integra cambios temporales y permanentes en el umbral auditivo, siendo éste correlacionado con la función de la célula capilar.
    • Las mejoras reclamadas por la AHAAH en la precisión se atribuyen a menudo a su sensibilidad a la flexión del músculo del oído medio (MEM) y ligamento anular de las estapas. Cuando alguien está prevenido de un sonido, los flexiones MEM, que se asocia con la capacidad reducida de las ondas sonoras para reverberar. Cuando se produce un sonido de impulso, los flexiones de ligamento anular de la estapa y cortan fuertemente el pico de oscilación del sonido. A medida que el MIL-STD-1474 ha evolucionado, la tecnología y los métodos han mejorado la precisión del AHAAP. Los investigadores afirman que el AHAAP ha demostrado ser más exacto en los casos de doble protección, pero no siempre en casos de ruido de impulso injustificado en relación con el LAeq8hr métrico competitivo. Algunas sugerencias para seguir concentrándose en la creación de un software más fácil de usar, la colocación del micrófono en la recopilación de datos, la ausencia del reflejo MEM en las poblaciones y la reevaluación de las condiciones de campo libre en los cálculos. Agencias como la OTAN, el Instituto Americano de Ciencias Biológicas y el Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional acordaron que estas sugerencias sean atendidas antes de que se implemente la métrica. This shared conclusion was made prior to the development of MIL-STD-1474E.
  • La energía equivalente de nivel para 100 milisegundos (L)_IAeq100ms) calcula la energía integrada y la equipara a un intervalo de 100 ms. (L_IAeq100ms) incorpora un ajuste para la duración inicial de una onda de explosión.
• TOP-1-2-608A Este Procedimiento de Operaciones de Prueba (TOP) describe los procedimientos para medir los niveles de sonido transmitidos por vía aérea de desarrollo y material de producción como medio de evaluar la seguridad del personal, la inteligibilidad del habla, la seguridad de detección y reconocimiento acústico y la molestia comunitaria. Cubre pruebas para el ruido de estado fijo de vehículos militares y equipo general, y el ruido de impulso de sistemas de armas y material de artillería explosiva.

Organizaciones

• El cuerpo profesional del Reino Unido para la acústica
• The International Institute for Noise control
• La página principal del cuerpo de estándares IEC

Aprobación del patrón y pruebas periódicas

Un problema a la hora de seleccionar un sonómetro es "¿cómo saber si cumple con la norma que afirma?". Se trata de una pregunta difícil y la norma IEC 61672 parte 2 intenta responderla mediante el concepto de "aprobación de modelo". Un fabricante tiene que suministrar instrumentos a un laboratorio nacional que prueba uno de ellos y, si cumple con sus afirmaciones, emite un certificado de aprobación de modelo formal. En Europa, la aprobación más común se considera a menudo la del PTB en Alemania (Physikalisch-Technische Bundesanstalt). Si un fabricante no puede mostrar al menos un modelo de su gama que tenga dicha aprobación, es razonable tener cuidado, pero el coste de esta aprobación milita en contra de que cualquier fabricante tenga aprobada toda su gama. Es poco probable que los sonómetros económicos (de menos de 200 dólares) tengan una aprobación de modelo y pueden producir resultados de medición incorrectos.

Incluso el medidor de nivel de sonido aprobado más preciso debe ser revisado periódicamente para comprobar su sensibilidad (lo que la mayoría de las personas denominan, de manera general, "calibración"). Los procedimientos para realizar pruebas periódicas se definen en la norma IEC61672.3-2013. Para garantizar la precisión de las pruebas periódicas, los procedimientos deben ser realizados por una instalación que pueda producir resultados trazables a la Cooperación Internacional de Acreditación de Laboratorios (IAC) u otros signatarios locales de la Cooperación Internacional de Acreditación de Laboratorios (IAC).

Para una comprobación simple de un solo nivel y frecuencia, se pueden utilizar unidades que consisten en un generador controlado por computadora con sensores adicionales para corregir la humedad, la temperatura, el voltaje de la batería y la presión estática. La salida del generador se alimenta a un transductor en una cavidad de media pulgada en la que se inserta el micrófono del medidor de nivel de sonido. El nivel acústico generado es de 94 dB, que es 1 pascal y está a una frecuencia de 1 kHz donde todas las ponderaciones de frecuencia tienen la misma sensibilidad.

Para una verificación completa del sonómetro, se deben realizar las pruebas periódicas descritas en la norma IEC61672.3-2013. Estas pruebas excitan el sonómetro en todo el rango dinámico y de frecuencia, lo que garantiza el cumplimiento de los objetivos de diseño esperados definidos en la norma IEC61672.1-2013.

Los sonómetros también se dividen en dos tipos en la "divisoria atlántica". Los sonómetros que cumplen las especificaciones del Instituto Nacional Estadounidense de Normas (ANSI) de los EE. UU. no suelen cumplir al mismo tiempo las especificaciones correspondientes de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC), ya que la norma ANSI describe instrumentos que están calibrados para una onda incidente aleatoria, es decir, un campo sonoro difuso, mientras que los medidores internacionales están calibrados para una onda de campo libre, es decir, un sonido que proviene de una sola dirección. Además, los dosímetros estadounidenses tienen una tasa de intercambio de nivel frente al tiempo en la que cada aumento de 5 dB en el nivel reduce a la mitad el tiempo de exposición permitido; mientras que en el resto del mundo un aumento de 3 dB en el nivel reduce a la mitad el tiempo de exposición permitido. El método de duplicación de 3 dB se denomina regla de "igual energía" y no hay forma posible de convertir los datos tomados bajo una regla para que se utilicen bajo la otra. A pesar de estas diferencias, muchos países en desarrollo hacen referencia tanto a las especificaciones estadounidenses como a las internacionales dentro de un mismo instrumento en sus reglamentaciones nacionales. Por este motivo, muchos PSEM comerciales tienen canales duales con duplicación de 3 y 5 dB, y algunos incluso tienen 4 dB para la Fuerza Aérea de los EE. UU.

Otras aplicaciones

Algunos medidores de nivel de sonido avanzados también pueden incluir capacidades de medición del tiempo de reverberación (RT60) (una medida del tiempo necesario para que el sonido se "desvanezca" en un área cerrada después de que la fuente del sonido se haya detenido). Las mediciones se pueden realizar utilizando los métodos de respuesta al impulso integrado o ruido interrumpido. Estos medidores de nivel de sonido deben cumplir con las últimas normas de medición ISO 3382-2 y ASTM E2235-04.

Para medir la acústica de los edificios se necesita un generador de señales que proporcione ruido rosa o blanco a través de un amplificador y altavoces omnidireccionales. De hecho, el altavoz omnidireccional, o fuente de sonido, debe proporcionar una dispersión uniforme del sonido en toda la sala. Para lograr mediciones precisas, el sonido debe irradiarse de manera uniforme. Esto se puede lograr utilizando una distribución esférica alineando 12 altavoces en una configuración denominada dodecaédrica, como se ilustra en la fuente de sonido OmniPower tipo 4292 de Brüel & Kjær. Todos los altavoces deben estar conectados en una red en serie-paralelo, para lograr un funcionamiento en fase y una adaptación de impedancia al amplificador.

Las mediciones del tiempo de reverberación se utilizan a menudo para calcular el aislamiento acústico de paredes o tabiques o para cuantificar y validar la acústica de los edificios.

Estaciones de monitoreo de ruido

Algunas aplicaciones requieren la capacidad de monitorear el ruido de manera continua, de manera permanente o semipermanente. Algunos fabricantes ofrecen estaciones de monitoreo de ruido permanentes y semipermanentes para este propósito. Estas estaciones de monitoreo generalmente se basan en un medidor de nivel de sonido en el núcleo y algunas capacidades añadidas, como comunicación remota, GPS y estaciones meteorológicas. A menudo, también pueden funcionar con energía solar. Las aplicaciones para estas estaciones de monitoreo incluyen ruido de aeropuerto, ruido de construcción, ruido de minería, ruido de tráfico, ruido ferroviario, ruido comunitario, ruido de parques eólicos, ruido industrial, etc.

Las estaciones de monitoreo modernas también pueden ofrecer capacidades de comunicación remota mediante módems celulares, redes WiFi o cables LAN directos. Dichos dispositivos permiten alertas y notificaciones en tiempo real por correo electrónico y mensajes de texto cuando se excede un cierto nivel de dB. Los sistemas también pueden enviar informes por correo electrónico de forma remota de forma diaria, semanal o mensual. A menudo también se desea la publicación de datos en tiempo real, lo que se puede lograr enviando los datos a un sitio web.

Aplicaciones para smartphones

La ubicuidad de los teléfonos inteligentes, su conectividad constante en red, la funcionalidad del sistema de información geográfica integrado y las características de interactividad del usuario presentan una gran oportunidad para revolucionar la forma en que vemos el ruido, su medición y sus efectos sobre la audición y la salud en general. La capacidad de adquirir y mostrar datos de exposición al ruido en tiempo real aumenta la conciencia de las personas sobre su entorno laboral (y fuera del trabajo) y les permite tomar decisiones informadas sobre los riesgos auditivos y el bienestar general. El Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) realizó un estudio piloto para seleccionar y caracterizar la funcionalidad y precisión de las aplicaciones (apps) de medición de sonido de los teléfonos inteligentes como un paso inicial en un esfuerzo más amplio para determinar si se puede confiar en estas aplicaciones para realizar estudios participativos de monitoreo del ruido en el lugar de trabajo.

Los investigadores informaron que siguen existiendo desafíos con el uso de teléfonos inteligentes para recopilar y documentar datos de exposición al ruido debido a los encuentros con la privacidad y la recopilación de datos personales, la motivación para participar en dichos estudios, los datos corruptos o incorrectos y la capacidad de almacenar los datos recopilados. Los investigadores concluyeron que las aplicaciones de sonido para teléfonos inteligentes pueden servir para empoderar a los trabajadores y ayudarlos a tomar decisiones informadas sobre sus entornos laborales. Aunque la mayoría de las aplicaciones de medición de sonido para teléfonos inteligentes no son lo suficientemente precisas como para usarse para mediciones requeridas por ley, la aplicación de medidor de nivel de sonido de NIOSH cumplió con los requisitos de las normas IEC 61672/ANSI S1.4 para medidores de nivel de sonido (Electroacústica - Medidores de nivel de sonido - Parte 3: Pruebas periódicas). Los micrófonos calibrados mejoran en gran medida la precisión y exactitud de las mediciones de ruido basadas en teléfonos inteligentes. Para calibrar las aplicaciones de medidores de nivel de sonido, se debe utilizar un calibrador acústico en lugar de confiar en los perfiles predefinidos. Este estudio indicó que la brecha entre los instrumentos profesionales y las aplicaciones basadas en teléfonos inteligentes se está reduciendo.

Healthy Hearing, una organización dedicada a la salud auditiva, informó sobre las mejores aplicaciones para medir el nivel de sonido en teléfonos inteligentes: NIOSH Sound Level Meter, Decibel X y Too Noisy Pro.