Ruido aéreo y estructural

Instrumentos y métodos de medición del ruido. Para comparar las características del ruido generado por máquinas y mecanismos con estándares sanitarios aceptables, así como para desarrollar métodos de lucha contra el ruido, es necesario conocer el nivel de su intensidad y composición espectral.

Existen dos métodos para medir los niveles de ruido: subjetivo y objetivo. Para medir mediante un método subjetivo se utilizan fonómetros, en los que el sonido o ruido medido se compara con un tono puro de una determinada frecuencia, excitado por un generador especial. Sin embargo, debido a la complejidad de las mediciones y la dependencia de sus resultados de las características auditivas del operador, su uso es muy limitado.

Los sonómetros se utilizan ampliamente para medir los niveles de ruido mediante un método objetivo. En estos dispositivos, el ruido se percibe mediante un micrófono de banda ancha, que convierte las vibraciones sonoras en vibraciones eléctricas. Estos últimos se amplifican y se alimentan al rectificador del instrumento puntero (medidor). A la salida del amplificador se pueden conectar analizadores de frecuencia, registradores y otros dispositivos.

Los sonómetros objetivos sólo pueden determinar niveles de ruido aproximados debido a sus características de sensibilidad de frecuencia limitadas.

Las mediciones de los niveles de ruido en la industria se llevan a cabo mediante sonómetros de varios tipos, de los cuales los más utilizados son el sonómetro Sh-63 con un filtro de paso de banda de octava PF-1 adjunto y el sonómetro Sh-3M. con un analizador LIOT de 1/3 de octava. En la Fig. 30 dado forma general sonómetro Sh-63.

Arroz. treinta.

El sonómetro tiene tres escalas (A, B y C), teniendo en cuenta la composición frecuencial del ruido medido. La característica del ruido en la escala A corresponde a la curva de sonoridad de 40 von, es decir, en cierta medida, la percepción subjetiva del nivel de sonoridad y permite una evaluación aproximada de la "molestia" o "nocividad" del ruido. Por lo tanto, el nivel de ruido medido en la escala A en decibelios (dB A) es de gran importancia para las prácticas higiénicas a la hora de evaluar el ruido industrial.

La característica del ruido en la escala B corresponde a una curva igual a una sonoridad de 70 von.

Para obtener el espectro de ruido, las mediciones deben realizarse en la escala C. La respuesta de frecuencia en línea recta C en el rango de 60-5000 Hz mostrará una respuesta puramente cantidad física- nivel de presión de sonido.

La composición espectral del ruido se estudia mediante dispositivos especiales llamados analizadores de ruido. Los más utilizados son los analizadores de octava, que permiten medir los niveles de presión sonora en bandas de octava.

banda de octava- esta es una banda en la que la frecuencia límite superior es igual al doble de la frecuencia inferior (por ejemplo, 45-90; 90-180, etc.). La banda de octava se caracteriza por una frecuencia promedio (la media geométrica de las frecuencias límite superior f 1 e inferior f 2

Para medir el ruido constante (estacionario), los niveles de ruido se miden con un sonómetro durante 5 a 10 minutos. Durante este tiempo, se toman varias lecturas de la aguja del instrumento. A partir de todas las lecturas, se encuentran los valores mínimo y máximo y se calcula el nivel de ruido promedio. En evaluación higiénica Las fuentes de ruido están orientadas hacia valores máximos. Los niveles de ruido resultantes se expresan en decibeles o decibeles A, dependiendo de la corrección de frecuencia a la que se realizaron las mediciones: C o A.

El ruido impulsivo (explosivo, de impacto, etc.) no se puede medir con sonómetros convencionales, ya que estos últimos tienen una gran inercia. Para medir el nivel de energía del pulso se utilizan sonómetros especiales 2203 “Brühl y Kjer”, PSJ 201, RFT-GDR (Fig. 31), etc.

Los valores normalizados de los niveles máximos permitidos de presión sonora se dan en las Normas Sanitarias para el Diseño de Empresas Industriales SN 245-71. Los niveles máximos de presión sonora permitidos están estandarizados en bandas de frecuencia de octava con frecuencias medias geométricas de 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Hz.

En mesa 6 muestra los espectros de ruido límite actuales. Los valores indicados en la tabla deben aclararse en función de la naturaleza del ruido y del tiempo de su exposición. Así, por ejemplo, los indicados en la tabla. Se pueden aumentar 6 valores para el ruido de banda ancha en 6 dB si la duración total de la exposición al ruido por persona es de 1 a 4 horas por turno, en 12 dB, con una duración de exposición de 15 minutos a 1 hora, en 18 dB - con una duración de exposición de 5 a 15 minutos y por 24 dB - con una duración de exposición al ruido de menos de 5 minutos. A la hora de desarrollar medidas para combatir el ruido industrial hay que tener en cuenta que los niveles máximos de ruido permitidos establecidos por las normas sanitarias no tienen como objetivo eliminar el efecto cansino del ruido, sino sólo para excluir la posibilidad de desarrollar una enfermedad profesional (las normas tienen en cuenta las dificultades técnicas para reducir los niveles de ruido durante los distintos procesos de producción).

Por ello, siempre que sea posible, se deben conseguir niveles de ruido inferiores a los establecidos por las normas sanitarias. Por lo tanto, un ruido que no supere los 30-35 dB no resulta cansado ni perceptible y puede recomendarse como el máximo permitido para salas de lectura, oficinas de diseño y tecnología, así como para áreas de trabajo mental.

Tabla 6 Niveles de presión sonora aceptables y niveles sonoros en lugares de trabajo permanentes.

Nombre	Frecuencias medias geométricas de bandas de octava en Hz								Niveles de sonido en dBA
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
	Niveles de presión sonora en dB
1. En caso de ruido procedente del exterior de locales situados en el territorio de las empresas:
a) oficinas de diseño, salas de cálculo y programadores de computadoras electrónicas, locales de laboratorio para trabajos teóricos y procesamiento de datos experimentales, salas de recepción de pacientes, centros de salud	71	61	54	49	45	42	40	38	50
b) salas de control (salas de trabajo)	79	70	63	58	55	52	50	49	60
c) cabinas de observación y control remoto	94	87	82	78	75	73	71	70	80
d) lo mismo, con comunicación de voz por teléfono	83	74	68	63	60	57	55	54	65
2. En caso de ruido que surja en el interior y penetre en locales ubicados en el territorio de las empresas:
a) locales y áreas de montaje de precisión, oficinas de mecanografía	83	74	68	63	60	57	55	54	65
b) locales de laboratorio, locales para colocar unidades "ruidosas" de máquinas informáticas (tabuladores, perforadores, tambores magnéticos, etc.)	94	87	82	78	75	73	71	70	80
3. Empleos permanentes en locales de producción y en el territorio de las empresas	103	96	91	88	85	83	81	80	90

Las ondas sonoras se caracterizan por su longitud de onda, frecuencia, velocidad de onda, intensidad, presión sonora y varios otros parámetros. Las ondas sonoras incluyen ondas elásticas de aquellas frecuencias que se encuentran dentro del rango de audibilidad del oído humano, es decir, de aproximadamente 16 a 20.000 Hz. Las ondas elásticas con una frecuencia inferior a 16 Hz se denominan infrasonidos y, por encima de 20.000 Hz, ultrasonidos. El oído es más sensible en frecuencias entre 1000 y 4000 Hz. Los infrasonidos y los ultrasonidos no van acompañados de una sensación auditiva. La intensidad del sonido (I, W/cm2) se mide por la cantidad de energía transferida por una onda sonora en 1 s a través de un área de 1 cm perpendicular a la dirección del movimiento ondulatorio (1 W/cm2 - 107 Erg/cm2) . El oído humano no es sensible a la intensidad, sino a presión sonora(R):

Pa donde P es la presión sonora Pa: F es la fuerza normal con la que actúa la onda sonora sobre la superficie, N; S es la superficie sobre la que incide la onda sonora, m2. Los valores máximo y mínimo de presión e intensidad del sonido percibidos por una persona como sonido se denominan valores umbral. Los sonidos de baja intensidad, apenas audibles, se denominan umbral de audibilidad. El umbral de audición a una frecuencia de 1000 Hz corresponde a una intensidad Io = 10-12 W/m2 y una presión sonora Po = 2 * 10-5 Pa. Valores máximos(umbral de dolor) corresponden a sonidos que causan dolor en los órganos auditivos. La energía del sonido al borde del dolor es 1014 veces mayor que la energía de un sonido apenas audible (umbral de audibilidad) de la misma frecuencia. Este enorme rango de intensidad del sonido (desde el umbral de audibilidad hasta el umbral del dolor) está disponible debido a la capacidad del oído humano para responder a cambios relativos en la intensidad del sonido. Esta característica fisiológica se resume en la ley de Burt-Fechner:

DB, dB donde L es el nivel de fuerza (intensidad del sonido), dB (decibelios); I - intensidad del sonido audible, W/m2; I0 - intensidad del sonido en el umbral de audibilidad, W/m2; P - presión sonora del sonido audible, Pa; P0 - presión sonora en el umbral de audibilidad, Pa (igual a 2*10-5 Pa). El nivel de fuerza (intensidad) del sonido es el logaritmo de la relación entre los valores de intensidad de la relación entre los valores del sonido o la presión sonora de un sonido audible y los valores correspondientes al umbral de audibilidad en un frecuencia de referencia de 1000 Hz. El rango de frecuencia audible (20 Hz - 20 KHz) se divide en 8 bandas de octanaje estandarizadas. Cada banda de octanaje se caracteriza por una frecuencia media geométrica fcp

Donde f1 es el límite inferior de la banda de octanaje; f2 es el límite superior de la banda de octanaje Serie de frecuencias medias geométricas estándar: fcp = 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Hz. La dependencia del nivel logarítmico de presión sonora (intensidad) de la frecuencia representa el espectro del ruido. Al realizar una evaluación aproximada de las características del ruido constante, está permitido utilizar el nivel de ruido general; está permitido utilizar el nivel de sonido general dBA, medido en la escala A del sonómetro

Donde Pa es el valor cuadrático medio de la presión sonora teniendo en cuenta la corrección A del sonómetro. Una característica del ruido no constante es el criterio integrado en el tiempo: el nivel de sonido equivalente (en energía) en dBA. Se determina de acuerdo con la fórmula.

Donde T es el tiempo promedio. Se permite utilizar dosis de ruido o dosis relativa como característica del ruido intermitente.

Pa2*hora, Dosis tiene en cuenta la energía acústica de exposición de una persona durante un período de tiempo determinado. La dosis relativa de Drel está determinada por la dependencia.

Donde aquí Ra es el nivel sonoro permitido, Trd es el tiempo del turno de trabajo.

Clasificación de ruido.

Según la naturaleza del espectro de ruido, se distinguen los siguientes:

 ruido tonal, en cuyo espectro hay tonos pronunciados. La naturaleza tonal del ruido a efectos prácticos se establece midiendo en bandas de frecuencia de 1/3 de octava el exceso del nivel en una banda sobre las vecinas en al menos 10 dB.

Según las características temporales del ruido existen:

 ruido constante, cuyo nivel sonoro durante una jornada laboral de 8 horas o durante el período de medición en viviendas y edificios públicos, en una zona residencial cambia con el tiempo en no más de 5 dBA cuando se mide en el tiempo característico de un sonómetro "lentamente";

 ruido no constante, cuyo nivel durante una jornada laboral de 8 horas, un turno de trabajo o durante mediciones en edificios residenciales y públicos, en áreas residenciales, cambia con el tiempo en más de 5 dBA cuando se mide según la característica de tiempo de un sonómetro “lentamente”.

Los ruidos variables se dividen en:

 ruido que fluctúa en el tiempo, cuyo nivel de sonido cambia continuamente con el tiempo;

 ruido intermitente, cuyo nivel de sonido cambia paso a paso (en 5 dBA o más), y la duración de los intervalos durante los cuales el nivel permanece constante es de 1 so más;

 ruido impulsivo, que consiste en una o más señales sonoras, cada una de las cuales dura menos de 1 s, y los niveles de sonido en dBAI y dBA, medidos respectivamente según las características de tiempo "pulso" y "lento", difieren en al menos 7 dB.

Estos términos se utilizan para describir el nivel de ruido de una unidad eléctrica impulsada por un motor de combustión interna. Cuanto mayor sea el nivel de ruido, menos cómodos se sentirán tanto el operador de la unidad como las personas que lo rodean. A menudo hablamos no sólo de comodidad, sino también de una estricta necesidad de producción, que exige el cumplimiento de los requisitos de las normas y reglas de protección laboral y/o ambiente. El ruido acústico son vibraciones aleatorias del aire provocadas por diversos motivos, caracterizadas por una estructura temporal y espectral compleja. Para cuantificar el ruido se utilizan parámetros promediados, determinados sobre la base de leyes estadísticas que tienen en cuenta la estructura del ruido en su origen y las propiedades del entorno en el que se propaga. Normalmente, los niveles de ruido se miden como “presión sonora” LpA o “potencia sonora” LWA. La “potencia sonora” LWA caracteriza el nivel de ruido en su fuente y es un valor constante para un equipo determinado, la “presión sonora” LpA depende de la distancia entre el oyente y la fuente de ruido. Los distintos fabricantes de unidades generadoras de electricidad caracterizan las características sonoras de sus productos en diferentes cantidades (presión sonora y/o potencia sonora), y para la presión sonora también mediante diferentes distancias(normalmente 7 m) y para distintos grados de carga de la unidad eléctrica (normalmente estamos hablando de aproximadamente el 75% de la potencia máxima prevista por las normas europeas vigentes). Unidad de medida cuantitativa del ruido: decibel acústico - dB(A), en ruso dB(A) o dBA. El valor dBA es el nivel de presión sonora medido con un dispositivo especial, un sonómetro, con un filtro especial que tiene en cuenta las peculiaridades de la percepción del ruido por parte del audífono humano y reduce la sensibilidad del dispositivo a frecuencias bajas y muy altas. para obtener estimaciones reales del volumen, lo desagradable o la aceptabilidad del sonido.

Las normas vigentes de la Unión Europea exigen que la potencia sonora LWA de unidades eléctricas con una potencia superior a 2 kVA (a un nivel de carga del 75% del máximo) no supere los 97 dBA, que a una distancia de 7 m de el motor de la unidad corresponde a una presión sonora LpA (7) = 72 dBA.

Podemos escribir que a una distancia de 7m: LpA (7) dBA = (LWA – 25) dBA,

a una distancia de 4 m: LpA (4) dBA = (LWA – 20) dBA,

y a una distancia de 0m: LpA (0) dBA = LWA dBA

El nivel de ruido de funcionamiento (“potencia sonora”) de una unidad eléctrica depende del tipo de motor (gasolina o diésel), del tipo de sistema de refrigeración (aire o líquido) y de la velocidad nominal de la unidad. En general se puede afirmar que:

° Las unidades de gasolina son más silenciosas que las unidades diésel.
° Las unidades de 1500 rpm son más silenciosas que las de 3000 rpm
° Las unidades enfriadas por líquido son más silenciosas que las unidades enfriadas por aire

Ya hemos señalado que existen dos tipos de ruido en función de la naturaleza de su distribución en la habitación: el aéreo y el estructural. En el caso del ruido aéreo, las vibraciones creadas, por ejemplo, por los altavoces de un televisor encendido, provocan ondas sonoras en forma de vibraciones del aire. Este tipo de ruido predomina en el exterior. La primera de las tablas a continuación muestra las fuentes más comunes en la vida cotidiana, cuyo ruido excede el nivel estándar (40 dBA durante el día, 30 dBA durante la noche, según SNiP II-12-77).

Una acción mecánica, como clavar un clavo en una pared o mover muebles por el suelo, también puede ser una fuente de ruido. Este ruido se llama ruido estructural y se genera de esta manera: la vibración del suelo por las pisadas se transmite a la pared y sus vibraciones se escuchan en la habitación contigua. El ruido estructural más desagradable es el de impacto. La mayoría de las veces se propaga a grandes distancias desde la fuente. El mismo golpe en el tubo de la calefacción central en un piso se oye claramente en todos los demás y los residentes lo perciben como si el origen estuviera en su habitación. En la segunda tabla se pueden ver las fuentes de ruido estructural.

Tabla 2. Fuentes de ruido doméstico
Un aire
№	fuente de ruido	Nivel de ruido, dBA
1	TELEVISOR	70
2	Centro musical	85
3	Conversación (tranquila)	65
4	llanto de bebé	78
5	tocar el piano	80
6	Operación de aspiradora	75
7	-//- lavadora	68
8	-//- refrigerador	42
9	-//- afeitadoras eléctricas	60
10	-//- pulidora eléctrica	83
11	-//- ventilación forzada	42
12	-//- aire acondicionado	45
13	Cocinar en la estufa	35-42
14	Llenando el baño	36-58
15	Llenar el tanque en el baño.	40-67
16	Agua que fluye de un grifo	44-50
B. Estructural
№	fuente de ruido	Nivel de ruido, dBA
1	Movimientos de ascensor	34-42
2	El sonido de la puerta del ascensor cerrándose.	44-52
3	El sonido de un vertedero de basura cerrándose.	42-58
4	Llamando al tubo de la calefacción central	45-60

También hay electrodomésticos que son fuentes de ambos tipos de ruido. Estos incluyen un sistema de ventilación forzada. El ruido del aire ingresa a la habitación a través de los conductos de aire y el ruido estructural se produce debido a la vibración de las paredes de la carcasa protectora del ventilador y de los propios conductos de aire.

Sonido y ruido

Entonces, el sonido es un proceso físico causado por el movimiento oscilatorio de partículas en un medio. Las vibraciones del sonido tienen una cierta amplitud y frecuencia. Una persona puede escuchar sonidos que difieren en amplitud decenas de millones de veces. Pues bien, las frecuencias que percibe nuestro oído están en el rango de 16-20.000 Hz. La energía del sonido se caracteriza por su intensidad (W/m2) o presión sonora (Pa). Desde que nacemos tenemos la capacidad de escuchar tanto el estruendo de los truenos como el más mínimo susurro de las hojas. Para poder comparar esto diferentes sonidos, se adoptaron: un indicador del nivel de intensidad del sonido L y unidades de medida: decibelios (dB). El umbral de audición humana corresponde a una presión sonora de 2 · 10 -5 Pa, o 0 dB. A su vez, el ruido es una mezcla caótica y discordante de sonidos que afecta sistema nervioso negativo.