Ruido y vibraciones: conceptos, niveles y métodos de medición acústica

RUIDO

Ruido: movimiento ondulatorio que se desplaza por el aire y el agua (medio elástico). La presión sonora es la que percibimos al escuchar.

Variaciones de presión

Nivel de presión sonora (NPS): se expresa en decibelios (dB) y cuantifica la variación de presión sonora percibida.

Presión: fuerza/área = Newton/metro² = Pascal (Pa).

Campo audible

Rango de frecuencias capaz de producir sensación auditiva: aproximadamente 20 Hz a 20 000 Hz.

Umbrales

• Umbral de percepción: ≈ 2·10^-5 Pa (20 µPa), equivalente a 0 dB SPL.
• Umbral de dolor: ≈ 120 dB SPL, correspondiente a una presión sonora del orden de 20 Pa.

Velocidad, frecuencia y longitud de onda

Velocidad del sonido: la relación entre longitud de onda y frecuencia se expresa por v = λ · f, donde v es la velocidad del sonido, λ la longitud de onda y f la frecuencia.

Frecuencia: cantidad de ciclos que recorre la onda en un tiempo determinado; 1 ciclo por segundo = 1 Hz.

Longitud de onda: distancia que recorre la onda en un ciclo completo; depende de la velocidad de propagación y de la frecuencia.

Amplitud, potencia e intensidad

Amplitud: (volumen) distancia máxima que alcanza la onda desde la posición de equilibrio.

Potencia acústica: cantidad de energía emitida por una fuente acústica en un tiempo determinado (watts, W).

Intensidad sonora: cantidad de potencia emitida por una fuente acústica por unidad de área (W/m²).

Tipos de ruido

1. Ruido estable (estacionario): fluctuaciones del NPS inferiores a ±5 dB.
2. Ruido fluctuante: fluctuaciones del NPS superiores a 5 dB.
3. Ruido impulsivo: impulsos de energía acústica de duraciones inferiores a 1 s, con intervalos entre impulsos superiores a 1 s (picos).

Dosis

Dosis: dependencia entre tiempo de exposición y niveles permitidos. Se calcula cuando un trabajador tiene periodos de exposición durante su jornada cuya intensidad es mayor o igual a 80 dB.

Propagación del sonido

• Absorción: parte de la energía queda en el material.
• Reflexión: rebote de la onda.
• Refracción / transmisión: traspaso parcial de la energía a otro medio.

Campos acústicos

Campo acústico libre: el sonido se propaga sin reflexiones significativas.

Campo difuso o no libre: las ondas sonoras se propagan en todas las direcciones y la presión sonora tiende a ser aproximadamente igual en todos los puntos del recinto.

Reverberación: ocurre en un campo difuso con superficies reflectantes; el sonido persiste después de que la fuente ha cesado.

Coeficiente de directividad (Q)

Coeficiente de directividad (Q): medida del grado en que la energía se concentra en una dirección del espacio.

• Radiación esférica (Q = 1): la fuente está suspendida en el espacio y la energía sale en todas direcciones.
• Radiación semiesférica (Q ≈ 2): la fuente está sobre el suelo o frente a una pared (media esfera).
• Radiación en cuarto de esfera (Q ≈ 4): la fuente está junto a una pared y tocando suelo o techo.
• Radiación en octavo de esfera (Q ≈ 8): la fuente está en una esquina tocando techo y suelo.

Coeficiente de absorción (α)

α: relación entre la energía absorbida por el material y la energía incidente por unidad de área.

Constante del local (R)

Constante del local (R): mide la capacidad de un recinto para la absorción del sonido.

VIBRACIONES

Vibraciones: movimientos oscilatorios de las partículas de elementos sólidos; la energía se transmite a través del sólido y puede generar sensaciones o daños.

Vibración de cuerpo entero

Vibración de cuerpo entero: la aceleración vibratoria recibida por el individuo. Se mide en las tres direcciones de un sistema de coordenadas ortogonales tomando como punto de referencia el cuerpo:

• Eje Z: pies a cabeza.
• Eje X: espalda a pecho.
• Eje Y: derecha a izquierda.

Medición: sistema de transducción triaxial, rango típico de 1 Hz a 80 Hz.

Frecuencia máxima (referencia para 8 h de trabajo): rango de uso en evaluación de exposición según normativa aplicable.

Factores de ponderación típicos: z (0,63), x (0,45), y (0,45).

Fórmula: Aeq,T,p = √((1,4·Aeq,x)² + (1,4·Aeq,y)² + (Aeq,z)²)

Vibración mano-brazo

Mano-brazo: la aceleración originada por una herramienta de trabajo vibratoria debe medirse en las tres direcciones ortogonales, en el punto donde la vibración penetra en la mano. Rango de frecuencia de medición: 5 Hz a 1 500 Hz. Medición en tres ejes: z_h, x_h, y_h (m/s²).