Ruido de aire y estructural

Instrumentos y métodos para medir el ruido.Para comparar las características del ruido generado por máquinas y mecanismos con estándares sanitarios aceptables, así como para desarrollar métodos para tratar 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 la medición, el método subjetivo son los instrumentos: fonómetros, en los que el sonido o ruido medido se compara con el 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, tienen un uso muy limitado.

Para medir los niveles de ruido utilizando un método objetivo, los medidores de nivel de sonido son ampliamente utilizados. En estos dispositivos, el ruido se percibe utilizando un micrófono de banda ancha, que convierte las vibraciones de sonido en eléctricas. Estos últimos se amplifican y se alimentan al rectificador del medidor de cuadrante (medidor). Se pueden conectar analizadores de frecuencia, grabadores y otros dispositivos a la salida del amplificador.

Los medidores de nivel de sonido objetivos le permiten determinar solo valores aproximados de los niveles de volumen de ruido debido a las características de frecuencia limitadas de la sensibilidad.

Las mediciones de ruido en la industria se realizan con medidores de sonido de varios tipos, de los cuales el medidor de nivel de sonido Sh-63 con filtro de paso de banda de octava PF-1 y el medidor de nivel de sonido Sh-3M con un analizador LIOT de 1/3 de octava son los más utilizados. En la fig. 30 muestra una vista general del medidor de nivel de sonido Sh-63.

Fig. 30)

El medidor de nivel de sonido tiene tres escalas (A, B y C), teniendo en cuenta la composición de frecuencia del ruido medido. La característica de ruido en una escala A corresponde a una curva de sonoridad de 40 de fondo, es decir, en cierta medida, una percepción subjetiva del nivel de volumen y permite una evaluación aproximada del "problema" o "nocividad" del ruido. Por lo tanto, el nivel de ruido medido en una escala en decibelios (dB A) es de gran importancia para la práctica higiénica de evaluar el ruido industrial.

La característica de ruido en una escala B corresponde a una curva igual a un volumen de 70 de fondo.

Para obtener un espectro de ruido, las mediciones deben realizarse en una escala C. La respuesta de frecuencia rectilínea C en el rango de 60-5000 Hz mostrará una cantidad puramente física: el nivel de presión acústica.

La composición espectral del ruido es estudiada por instrumentos especiales, llamados analizadores de ruido. Muy a menudo, los analizadores de octava se utilizan para medir los niveles de presión acústica en bandas de octava.

Tira de octava- esta es una banda en la que la frecuencia de corte 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 (media geométrica de las frecuencias límite superiores f 1 e inferior f 2

Para medir el ruido constante (estacionario), los niveles de ruido se miden con un medidor de nivel de sonido durante 5-10 minutos. Durante este tiempo, se toman varias muestras de las lecturas de la flecha del dispositivo. De todas las lecturas, se encuentran los valores mínimo y máximo y se calcula el nivel de ruido promedio. En la evaluación higiénica de la fuente de ruido, se guían por los valores máximos. Los niveles de ruido resultantes se expresan en decibelios o decibelios A, dependiendo de la corrección de frecuencia a la que se realizaron las mediciones: C o A.

El ruido de impulso (explosivo, choque, etc.) no se puede medir con medidores de nivel de sonido convencionales, ya que estos últimos tienen una alta inercia. Para medir el nivel de energía del pulso, se utilizan medidores de nivel de sonido especiales 2203 “Bruhl y Kjерr”, PSJ 201, RFT-GDR (Fig. 31), etc.

Los valores normalizados de los niveles máximos permisibles de presión acústica se dan en las Normas sanitarias para el diseño de empresas industriales SN 245–71. Los niveles máximos permisibles de presión sonora se normalizan en bandas de frecuencia de octava con frecuencias medias geométricas de 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Hz.

En la mesa 6 muestra el espectro de ruido límite actual. Los valores indicados en la tabla deben aclararse según la naturaleza del ruido y el tiempo de exposición. Entonces, por ejemplo, se indica 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 en una persona es de 1 a 4 horas por turno, en 12 dB para una duración de exposición de 15 minutos a 1 hora, en 18 dB para una duración de exposición de De 5 a 15 minutos y 24 dB, con una duración de exposición al ruido de menos de 5 minutos. Al desarrollar medidas para combatir el ruido industrial, debe tenerse en cuenta que los niveles de ruido máximos permisibles establecidos por las normas sanitarias no tienen como objetivo eliminar el efecto agotador del ruido, sino solo para excluir la posibilidad de desarrollar una enfermedad profesional (las normas tienen en cuenta las dificultades técnicas para reducir el nivel de ruido en diferentes procesos de producción).

Por lo tanto, en todos los casos donde sea posible, se deben lograr niveles de ruido más bajos en comparación con los establecidos por las normas sanitarias. Por lo tanto, el ruido que no exceda los 30–35 dB no se considera tedioso o notable y puede recomendarse como extremadamente aceptable para salas de lectura, oficinas de diseño y tecnológicas, y también para salas de trabajo mental.

Tabla 6 Niveles de presión sonora permitidos 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 que penetre desde fuera de los locales ubicados en el territorio de las empresas:
a) oficinas de diseño, salas para calculadoras y programadores de computadoras electrónicas, laboratorios para trabajo teórico y procesamiento de datos experimentales, salas para pacientes, centros de salud	71	61	54	49	45	42	40	38	50
b) locales de gestión (salas de trabajo)	79	70	63	58	55	52	50	49	60
c) cabinas de vigilancia y control remoto	94	87	82	78	75	73	71	70	80
d) lo mismo con la comunicación de voz por teléfono	83	74	68	63	60	57	55	54	65
2. En caso de ruido que surja dentro de los locales y penetre en los locales ubicados en el territorio de las empresas:
a) locales y secciones de montaje de precisión, oficinas mecanografiadas	83	74	68	63	60	57	55	54	65
b) locales de laboratorios, locales para acomodar unidades de computadoras "ruidosas" (tabuladores, perforadores, tambores magnéticos, etc.)	94	87	82	78	75	73	71	70	80
3. Trabajos permanentes en locales industriales y en el territorio de las empresas.	103	96	91	88	85	83	81	80	90

Las ondas de sonido se caracterizan por la longitud de onda, la frecuencia, la velocidad de propagación de la onda, la intensidad, la presión del sonido y otros parámetros. Las ondas sonoras incluyen ondas elásticas de esas frecuencias que se encuentran dentro de los oídos del oído humano, es decir, de aproximadamente 16 a 20,000 Hz. Las ondas elásticas con una frecuencia de menos de 16 Hz se denominan infrasonidos, y por encima de 20,000 Hz, ultrasonido. El oído es más sensible a frecuencias de 1000 a 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 transportada por una onda de sonido en 1 s a través de una plataforma de 1 cm perpendicular a la dirección del movimiento de la onda (1 W / cm2 - 107 Erg / cm2). El oído humano es sensible no a la intensidad, sino a la presión sonora (P):

Pa donde P es la presión sonora Pa:, F es la fuerza normal con la que la onda sonora actúa sobre la superficie, N; S es el área de superficie sobre la que cae la onda de sonido m2. Los valores máximos y mínimos de las presiones e intensidades del sonido, percibidos por una persona como sonido, se denominan umbrales. Los sonidos de baja intensidad, apenas audibles, se denominan umbral de audibilidad. El umbral de audibilidad a una frecuencia de 1000 Hz corresponde a la intensidad Io \u003d 10-12 W / m2 y la presión sonora Po \u003d 2 * 10-5 Pa. Los valores máximos (umbral de dolor) corresponden a sonidos que causan dolor en los órganos de los rumores. La energía del sonido al borde del dolor es 1014 veces mayor que la energía de un sonido apenas audible (umbral auditivo) de la misma frecuencia. Se encuentra disponible un rango de potencia de sonido tan grande (desde el umbral de audición hasta el umbral de dolor) debido a la capacidad del oído humano para responder a un cambio relativo en la potencia del sonido. Esta característica fisiológica está generalizada por la ley de Bert - 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 es la presión sonora del sonido audible, Pa; P0 - presión de sonido en el umbral de audibilidad, Pa (igual a 2 * 10-5 Pa). El nivel de intensidad (intensidad) del sonido es el logaritmo de la relación de los valores de intensidad de la relación de los valores del sonido o la presión del sonido del sonido audible a los valores correspondientes al umbral de audibilidad a una frecuencia de referencia de 1000 Hz. El rango de frecuencia audible (20 Hz - 20 KHz) se divide en 8 bandas de octano estandarizadas. Cada banda de octano se caracteriza por una frecuencia media geométrica fcp

Donde f1 es el límite inferior de la banda de octano; f2 es el límite superior de la banda de octano El rango de frecuencia media geométrica estándar: fcp \u003d 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Hz. La dependencia del nivel de presión sonora logarítmica (intensidad) de la frecuencia es el espectro de ruido. Para una estimación aproximada de la característica del ruido constante, se permite usar el nivel de ruido total; es posible usar el nivel de sonido global dBA, medido en la escala A del medidor de nivel de sonido

Donde Pa es la presión sonora rms teniendo en cuenta la corrección A del medidor de nivel sonoro. Una característica del ruido intermitente es un 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 usar una dosis de ruido o una dosis relativa como característica del ruido intermitente.

Pa2 * hora, la dosis tiene en cuenta la energía acústica del impacto en la persona durante un cierto período de tiempo. La dosis relativa Drel está determinada por la dependencia.

Donde está Ra - nivel de sonido permisible, Trd - tiempo de turno de trabajo.

Clasificación de ruido.

Por la naturaleza del espectro de ruido, hay:

 ruido tonal, en cuyo espectro hay tonos pronunciados. El carácter tonal del ruido para fines prácticos se establece midiendo en bandas de frecuencia de 1/3 de octava excediendo el nivel en una banda sobre las vecinas en al menos 10 dB.

Las características de tiempo del ruido emitido:

 ruido constante, cuyo nivel de sonido durante un día laboral de 8 horas o durante la medición en las instalaciones de edificios residenciales y públicos en el territorio de edificios residenciales cambia en el tiempo en no más de 5 dBA cuando se mide en la característica temporal del medidor de nivel de sonido "lentamente";

 ruido no constante, cuyo nivel durante un día laboral de 8 horas, turno o durante la medición en las instalaciones de edificios residenciales y públicos en el territorio de edificios residenciales cambia en el tiempo en más de 5 dBA cuando se mide en la característica temporal del medidor de nivel de sonido "lentamente".

Los ruidos intermitentes se dividen en:

 ruido que fluctúa en el tiempo, cuyo nivel de sonido cambia continuamente en 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 de impulso, que consiste en una o más señales de sonido, cada una de las cuales dura menos de 1 s, mientras que los niveles de sonido en dBAI y dBA medidos en las características de tiempo de "pulso" y "lento", respectivamente, difieren en al menos 7 dB.

Estos términos se utilizan para describir el nivel de ruido de una central eléctrica accionada por un motor de combustión interna. Cuanto mayor sea el nivel de ruido, menos cómodo será el operador de la unidad y las personas que lo rodean. A menudo estamos hablando no solo de la comodidad, sino también de las difíciles necesidades de producción, que requieren el cumplimiento de los requisitos de las normas y reglas de protección laboral y / o el medio ambiente. El ruido acústico son ondas de aire aleatorias causadas por varias razones, caracterizadas por una compleja estructura temporal y espectral. Para cuantificar el ruido, use los parámetros promediados determinados sobre la base de leyes estadísticas que tengan en cuenta la estructura del ruido en su fuente y las propiedades del medio en el que se propaga este ruido. Típicamente, el nivel de ruido se mide como la "presión de sonido" LpA o como la LWA de "potencia de sonido". La "potencia de sonido" de la LWA caracteriza el nivel de ruido en su fuente y es constante para este equipo, la "presión de sonido" de LpA depende de la distancia entre el oyente y la fuente de ruido. Diferentes fabricantes de unidades eléctricas caracterizan las características de ruido de sus productos en diferentes cantidades (presión de sonido y / o potencia de sonido), y para la presión de sonido también a diferentes distancias (con mayor frecuencia 7 m) y para diferentes grados de carga de la unidad eléctrica (generalmente estamos hablando de los estipulados por los europeos actuales Normas 75% de potencia máxima). Unidad de medida cuantitativa del ruido: decibelios acústicos - dB (A), en ortografía rusa dB (A) o dBA. El valor dBA es el nivel de presión acústica medido con un dispositivo especial, un medidor de nivel sonoro, con un filtro especial que tiene en cuenta la peculiaridad de la percepción del ruido por el audífono humano y reduce la sensibilidad del dispositivo a frecuencias bajas y muy altas para obtener estimaciones reales del volumen, efectos desagradables o aceptabilidad del sonido. .

Los estándares actuales de la Unión Europea requieren que la potencia acústica LWA de las unidades eléctricas con una potencia de más de 2 kVA (a un nivel de carga del 75% del máximo) no supere los 97 dBA, que a una distancia de 7 m del motor de la unidad corresponde a una presión acústica de LpA (7) \u003d 72 dBA.

Se puede escribir que a una distancia de 7 m: LpA (7) dBA \u003d (LWA - 25) dBA,

a una distancia de 4 m: LpA (4) dBA \u003d (LWA - 20) dBA,

y a una distancia de 0m: LpA (0) dBA \u003d LWA dBA

El nivel de ruido de funcionamiento ("potencia de sonido") de la unidad eléctrica depende del tipo de motor (gasolina o diesel), el tipo de sistema de enfriamiento (aire o líquido) y la velocidad nominal de la unidad. En general, podemos afirmar que:

° Las unidades de gasolina son más silenciosas que las diésel
° Las unidades con una velocidad de 1500 rpm son más silenciosas que con una velocidad de 3000 rpm
° Las unidades refrigeradas por líquido son más silenciosas que con aire

Ya hemos notado que dos tipos de ruido se distinguen por la naturaleza de su propagación en la sala: aire y estructural. Con el ruido aéreo, las vibraciones creadas, por ejemplo, por los altavoces de un televisor en funcionamiento, causan ondas de sonido en forma de vibraciones de aire. Este tipo de ruido prevalece en exteriores. La primera de las tablas a continuación muestra las fuentes más comunes en la vida cotidiana, cuyo ruido supera el nivel estándar (40 dBA por la tarde, 30 dBA por la noche, según SNiPu II-12-77).

Una acción mecánica, como clavar un clavo en la pared o mover muebles en el piso, también puede actuar como fuente de ruido. Este ruido se llama ruido estructural, y nace de esta manera: la vibración del piso desde los escalones se transmite a la pared, y sus vibraciones se escuchan en la habitación contigua. El ruido estructural más desagradable es el tipo de choque. Muy a menudo, se extiende a grandes distancias desde la fuente. El mismo golpe en la tubería de calefacción central en un piso es perfectamente audible en todos los demás y es percibido por los inquilinos como si su fuente estuviera en su habitación. En la segunda tabla, puede ver las fuentes de ruido estructural.

Tabla 2. Fuentes de ruido doméstico
A. Aire
№	Fuente de ruido	Nivel de ruido, dBA
1	TV	70
2	Centro de musica	85
3	Conversación (calma)	65
4	Bebé llorando	78
5	Tocando el piano	80
6	Operación de aspiradora	75
7	- // - lavadora	68
8	- // - refrigerador	42
9	- // - máquinas de afeitar eléctricas	60
10	- // - polo eléctrico	83
11	- // - ventilación forzada	42
12	- // - aire acondicionado	45
13	Cocinar en la estufa	35-42
14	Relleno de baño	36-58
15	Llenando 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 del elevador	34-42
2	Golpee la puerta del elevador con cerradura	44-52
3	Ruido de una rampa cerrada	42-58
4	Tocar el tubo de calefacción central.	45-60

También hay electrodomésticos que son fuentes de ruido de ambos tipos. Estos incluyen un sistema de ventilación forzada. El ruido aéreo ingresa a la habitación a través de los conductos de aire, y el ruido estructural surge debido a la vibración de las paredes de la protección 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 las partículas del medio. Las vibraciones sonoras difieren en cierta amplitud y frecuencia. Una persona puede escuchar sonidos que varían en amplitud decenas de millones de veces. Bueno, las frecuencias percibidas por nuestro oído están en el rango de 16-20 000 Hz. Caracterizado por la energía de la intensidad del sonido (W / m2) o la presión del sonido (Pa). Desde el nacimiento, tenemos la capacidad de escuchar los truenos y el más leve susurro del follaje. Para poder comparar estos diferentes sonidos, se adoptaron los siguientes: el indicador del nivel de intensidad del sonido L y la unidad de medida es 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 e inestable de sonidos que actúa negativamente sobre el sistema nervioso.