Manual asignatura. ruido y vibraciones

LABORATORIO HIGIENE INDUSTRIAL II
Apuntes de clases preparado por:
Pablo Zamorano Maldonado
Ingeniero de Ejecución Químico
Experto Prof. Prev. De Riesgos Reg. Nª 658 M.S.
Experto en generadores de vapor Reg. Nº 10 S. S. A.
INDICE. PAGINA
1

Capitulo 1 RUIDO
1.1 Generalidades 3
1.2 Física del Sonido 4
1.2.1 Onda Sonora 4
1.2.2 Tonos Puros 5
1.2.3 Frecuencia 5
1.2.4 Longitud de Onda 6
1.2.5 Velocidad del Sonido 6
1.3 Presión Sonora 7
1.4 Intensidad Sonora 9
1.5 Potencia Sonora 10
1.6 Presión Sonora o Efectiva RMS 10
1.7 Análisis de Frecuencia 12
1.8 El Decibel 14
1.9 Nivel de Presión Sonora 15
1.10 Nivel de Intensidad Sonora 18
1.11 Nivel de Potencia Sonora 19
1.12 Dosis de Ruido 23
1.13 Combinación de Niveles Sonoros 31
1.14 Tipos de Ruidos 37
1.15 Características de Fuentes de Ruido y Propagación 37
1.15.1 Fuente de Ruido No Direccional en un Campo Libre 38
1.15.2 Fuente de Ruido Direccional en un Campo Libre 38
1.15.3 Fuente de Ruido en un Campo No Libre 40
1.15.3.1 Absorción de Sonido 41
1.15.3.2 Coeficiente de Absorción 41
1.15.4 Campo Reverberante 43
1.16 Medición del Sonido 48
1.17 Instrumentos de Medición Sonora 54
1.18 Control de Ruido 61
1,19 Decreto Supremo Nº 594 75
Capitulo 2 VIBRACIONES
2.1 Generalidades 79
2.1.1 Magnitud 81
2.1.2 Frecuencia 82
2.1.3 Dirección 82
2.1.4 Duración 83
2.2 Vibración de Cuerpo Completo 83
2.2.1 Exposición Profesional 83
2.2.2 Biodinámica 84
2.2.3 Efectos Agudos 85
2.2.4 Efectos a Largo Plazo 88
2

2.3 Vibraciones Transmitidas a las Manos 89
2.3.1 Exposición Profesional 89
2.3.2 Biodinámica 90
2.3.3 Factores que Influyen en la Dinámica de los Dedos y Manos 91
2.3.4 Efectos Agudos 91
2.4 Decreto Supremo Nº 594 94
2.5 Medidas y Evaluación de la Exposición 98
2.6 Prevención 99
Capitulo 3 ILUMINACION Y AMBIENTE CROMÁTICO
3.1 Generalidades 101
3.2 La Iluminación y la Eficiencia 103
3.3 La Visión Humana 103
3.4 Factores de la Visión 109
3.5 Conceptos y Unidades Luminotécnicas Básicas 114
3.6 Confort Visual 119
3.7 Ambiente Cromático 122
3.8 Sistemas de Iluminación 126
3.8.1 Iluminación Natural 127
3.8.2 Iluminación Artificial 129
3.9 Decreto Supremo 594 140
3.10 Calculo Básico de un Alumbrado 142
3.11 Glosario de Términos 152
BIBLIOGRAFÍA 156
3

CAPITULO 1 : RUIDO
1.1 GENERALIDADES.
Los procedimientos de trabajo que se vinculan con las operaciones donde
hay una corriente de gas o vapor, tomas de aire, turbinas, descargas de aire
comprimido, motores, bombas estampados de metal y amoladura para citar sólo
algunas, exponen al trabajador a niveles de ruido que pueden producir
anormalidades auditivas en forma permanente si el nivel de ruido y el tiempo de
exposición se prolonga excesivamente. Sin embargo, la mayoría de los ruidos
industriales pueden reducirse a niveles aceptables mediante un programa
apropiado de controles técnicos y administrativos y el uso de equipos de
protección personal, cuando éstos son necesarios.
Un programa completo de conservación auditiva requiere la identificación
de las áreas de trabajo donde el ruido supone un peligro, la reducción de todos los
niveles excesivos, el control de los niveles auditivos del personal y la creación de
un programa efectivo de protección auditiva.
De hecho, la forma ideal de prevenir una pérdida auditiva consiste en
eliminar el ruido en su fuente de origen. Hasta que estos controles técnicos se
desarrollen y se los obligue a usarlos, o en caso de que no sean factibles, la
decisión por parte de la gerencia de rotar a los trabajadores para sacarlos de los
lugares ruidosos o de parar periódicamente las máquinas ruidosas, puede reducir
a un nivel seguro la dosis de ruido que reciben.
La reglamentación actual para la conservación auditiva exige una
“protección contra los efectos de una exposición al ruido” que exceda de los
niveles establecidos (Artículo 77 y Artículo 81, Decreto Nº 594 de 1999). La
exposición se calcula por el nivel de ruido y su duración.
La exposición a diferentes niveles de ruido durante un día de trabajo se
computa por una fórmula mediante la cual se calcula la suma de las relaciones del
tiempo real de exposición con respecto al tiempo de exposición permisible en cada
nivel de ruido.
Si un trabajador se expone a ruidos que sobrepasen los niveles
establecidos o cuando la formula de exposición mixta da por resultado una suma
mayor a uno, la reglamentación vigente exige “controles administrativos o técnicos
factibles”. Sí estos controles no pueden encuadrar al ruido dentro de niveles
permisibles, deberán suministrarse y usarse equipos de protección personal.
4

1.2 FISICA DEL SONIDO
El ruido es frecuentemente definido como cualquier sonido molesto. Es una
forma de vibración que puede conducirse a través de sólidos, líquidos o gases. Es
una forma de energía en el aire, vibraciones invisibles que entran al oído y crean
una sensación. Los sonidos de cualquier clase que sean pueden percibirse con
agrado en un momento y repudiarse en otro.
En el funcionamiento de máquinas industriales, se aplican fuerzas
desequilibradas a ciertas partes, lo cual puede producir el desplazamiento o
movimiento de dichas partes. Estos desplazamientos o movimientos son
vibraciones que crean ondas sonoras por el aire. Cuando las personas entran en
contacto directo con el ruido pueden producirse efectos indeseables.
El sonido es una forma de energía ondulatoria, la cual generalmente
aparece como variaciones en la presión y densidad de la atmósfera.
1.2.1 Ondas Sonoras.
Una fuente sonora que es familiar y físicamente simple es el Diapasón.
Cuando se golpea, las puntas vibran de arriba hacia abajo poniendo en
movimiento el aire de los alrededores. El movimiento relativo del aire en las
regiones vecinas causa fluctuaciones de presión por arriba y por debajo de la
presión atmosférica. Estas fluctuaciones de presión conocidas como
compresiones (zonas de aumento de presión) y enrarecimiento (regiones de
reducción de presión) viajan fuera de la fuente en todas direcciones y producen
una onda una onda sonora. (Figura I).
5
FIGURA I

En un campo libre o sea en áreas donde no hay obstáculos que interfieran
con la propagación de la onda, una fuente sonora puntual radia sonido igualmente
en todas direcciones y propaga lo que se llama sonido esférico. Una superficie
cualquiera, sobre esta esfera que se expande se conoce como una onda frontal.
En este tipo de campo las variaciones de la presión disminuyen inversamente con
la distancia desde la fuente.
1.2.2 Tonos Puros.
El sonido producido por un Diapasón es un tono simple, puro y estable o
sea un sonido de una sola frecuencia. De hecho es a menudo llamado un tono
puro. La variación de presión para semejante tono corresponde a la curva
sinusoidal mostrada en la Figura I cuya ecuación se expresa como:
Ecuación que corresponde al Movimiento Armónico Simple. Donde:
X expresa la presión
A la presión máxima en un ciclo dado
ω es igual a 2π veces la frecuencia
t el tiempo
1.2.3 Frecuencia.
Símbolo f. Unidad Herzio (Hz). Es el número de pulsaciones de una onda
acústica sinusoidal ocurrida en el tiempo de un segundo. A veces se utiliza el
concepto de velocidad angular (o frecuencia angular), relacionada con la
frecuencia mediante la expresión:
Periodo: Símbolo T. Unidad segundo (seg.). Es el tiempo transcurrido en
completar un ciclo. Su relación con la frecuencia es:
6
X = A sen ωt
Ecuación 1
ω = 2 π f
T = 1 / f = 2π / ω

Elongación : Símbolo X. Es el desplazamiento del punto en vibración
respecto a su posición de equilibrio. Cuando la elongación es máxima se
denomina amplitud (A)
O empleando la frecuencia angular
1.2.4 Longitud de Onda.
La distancia recorrida por una onda durante un tiempo igual al período T se
llama longitud de onda, es decir la distancia entre el máximo de una compresión al
máximo de la siguiente, y se designa por la letra griega lambda (λ). Y esta dada
por:
C = velocidad del Sonido
f = frecuencia
T = Periodo
1.2.5 Velocidad del Sonido.
La velocidad del sonido en un medio particular se define como el producto
de la frecuencia y la longitud de onda.
C = velocidad del sonido
f = frecuencia
λ = longitud de onda
7
X = A sen 2 π f t
X = A sen ωt
λ = C T = C / f
C = f λ
Ecuación 2

La velocidad del sonido en el aire, varía ligeramente con la temperatura y
está dada aproximadamente por la formula:
Donde:
C = velocidad del sonido en pies por segundos
t = temperatura ambiente en º F
A una temperatura de 32 ºF, o 0 ºC, la velocidad del sonido en el aire es de
1087 pies/seg, o 331,3 m/seg. La velocidad del sonido aumenta en 1 pie/seg por
cada ºF y 0,65 m/seg por cada ºC.
En un medio homogéneo, la velocidad del sonido es independiente de la
frecuencia; esto significa que en tal medio los sonidos de todas las frecuencias
viajan a la misma velocidad. En medios diferentes y a una frecuencia dada, la
longitud de onda varía directamente con la raíz cuadrada de la densidad, pero
inversamente con la raíz cuadrada de la compresibilidad del medio de transmisión.
La velocidad del sonido es aproximadamente:
En el agua : 4.700 pies/seg
En la madera : 13.000 pies/seg
En el acero : 16.500 pies/seg
1.3 PRESION SONORA.
8
C = 1.052 + 1,106 t (pies/seg) Ecuación 3
FIGURA II

Es fácil ver que estas dos variables, frecuencia y longitud de onda, no
describen completamente el tono producido por el diapasón. Este puede ser
golpeado ligeramente y produce un sonido débil o firmemente y produce un sonido
fuerte (Figura II). Ambos sonidos tendrán exactamente la misma frecuencia y
longitud de onda puesto que las puntas vibrarán de arriba hacia abajo el mismo
número de veces por segundo. Al ser golpeado mas duramente el diapasón,
mayor es la distancia que recorren las puntas en cada ciclo. Este mayor recorrido
de las puntas causará mayores fluctuaciones de la presión por encima y por
debajo de la presión atmosférica. Así mientras mas fuerte son golpeadas las
puntas mayor es la altura de la onda sonora.
La diferencia entre la presión atmosférica y la presión real durante el
enrarecimiento y la compresión es lo que se llama presión sonora. Y se
designa con la letra P. Una forma conveniente de medir la presión sonora es en
fracción de un bar que es la unidad de presión igual a la presión atmosférica. (bar
viene de la misma palabra griega que significa barómetro, instrumento que mide la
presión atmosférica). Las fluctuaciones de presión causadas por el sonido son
extremadamente pequeñas comparadas con un bar ( el bar corresponde a una
presión de 14,7 lbs/pulg2
), y por esos es conveniente usar una unidad mucho más
pequeña, “microbar”, esta unidad se abrevia µbar y es igual a una millonésima
de bar.
Tabla I. Equivalencias de presión
Unidad bar mbar kbar Pa kPa MPa
1 bar 1 1000 0,001 105
100 0,1
1 mbar 0,001 1 10-6
100 0,1 10-4
1 kbar 1000 106
1 108
105
100
1 Pa 10-5
0,01 10-8
1 0,001 10-6
1 kPa 0,01 10 10-5
1000 1 0,001
1 MPa 10 104
0,01 106
1000 1
Unidad bar Pa MPa kg/cm2 mm Hg psi plg H2O plg Hg
1 bar 1 105
0,1 1,02 750 14,50 401,5 29,53
1 Pa 10-5
1 10-6
1,02x10-5
7,5x10-3
0,1450x10-3
4,015x10-3
0,2953x10-3
1 MPa 10 106
1 10,2 7500 145,0 4015 295,3
1 kg /cm2 0,981 9,81x104
9,81x 102
1 736 14,22 393,7 28,96
1 mm Hg 1,333x10-3
133,32 1,333x10-4
1,36x10-3
1 1,934 x 10-2
0,535 3,937x10-2
1 psi 6,895x10-2
6895 6,895x10-3
7,031x10-2
51,70 1 27,88 2,036
1 plg H2O 2,491x10-3
249,1 2,491x10-4
2,54x10-3
1,868 3,613 x 10-2
1 7,36 x 10-2
1 plg Hg 3,386x10-2
3386,4 3,386x10-3
3,453x10-2
25,4 0,491 13,6 1
1 Pa = 1 N / m2
1 kPa = 1 kN / m2
1 MPa = 1 MN / m2
9

Así entonces el tono puro de la figura I, se describe completamente por
medio de la frecuencia en cps., y la presión en µbar. No hay relación entre la
frecuencia y la presión puesto que un tono puro a una frecuencia dada puede
tener cualquier presión sonora, grande o pequeña. Por eso, ambas, la frecuencia y
la presión sonora u otra cantidad equivalente deben ser determinada para poder
así definir completamente un sonido. (Figura III)
1.4 INTENSIDAD SONORA. ( I )
La intensidad sonora puede definirse como : la cantidad de energía
acústica por unidad de tiempo que pasa a través de una unidad de área que
es normal a la dirección de propagación. Para una onda sonora que se propaga
libremente; la intensidad sonora puede expresarse por:
Expresión valida para una onda frontal que se propaga libremente, donde:
P = presión sonora rms, o efectiva,
ρ = es la densidad del medio; para el aire a 22 ºC es de 1,18 x 10 –3
gr/cm3
C = velocidad del sonido en el medio; en el aire es de 34.490 cm/seg a
22 ºC
10
I = P2
/ ρ C (erg / seg cm2
) Ecuación 4
FIGURA III

El producto ρC recibe el nombre de impedancia característica del medio.
Para el aire a 22 ºC es de 40,7 gr/ cm2
seg
1.5 POTENCIA SONORA. ( w )
La potencia sonora de una fuente es la cantidad de energía acústica
producida por la fuente en la unidad de tiempo. La potencia sonora se
relaciona con la intensidad sonora por la siguiente ecuación:
Donde:
I es la intensidad sonora promedio a la distancia r desde la fuente sonora
cuya potencia acústica es W. La cantidad 4πr2
es el área de una esfera sobre cuya
superficie se ha promediado la intensidad.
Desde esta relación es evidente que la intensidad disminuirá con el
cuadrado de la distancia desde la fuente, o sea la conocida “ley de los cuadrados
inversos”.
1.6 PRESION SONORA O EFECTIVA O RMS.
Los instrumentos de medición de sonido están diseñados para medir la
presión sonora efectiva RMS, tan exactamente como sea posible.
La abreviación RMS quiere decir “ Raíz Media Cuadrada”, lo cual significa
que las presiones sonoras instantáneas en un intervalo de tiempo son primero
elevadas al cuadrado luego promediados y finalmente extraídas las raíz cuadrada
del promedio. Así por ejemplo el tono a 1.000 cps más débil capaz de ser
11
W = I 4πr2
(watt)
Ecuación 5
2
*4 r
W
I
Π
=

escuchado por el oído humano corresponde a una presión máxima de 0,00028
µbar. La presión sonora RMS equivalente es 0,0002 µbar.
El calculo de la presión efectiva para una onda sinusoidal (tono puro) en
función de la presión sonora máxima se expone a continuación.
n
PPPP
P n
RMS
22
3
2
2
2
1 .......++++
=
Para una sinusoide de expresión igual a X = A sen θ , en que θ = ωt, :
θθ
ππ
ππ
dsenAdXXPPPP n ∗==++++ ∫∫
2
0
2
0
222
3
2
2
2
1
11
.......
θθ
π
π
dsen
A
∗∫0
2
2
π
θ
θ
π 0
2
2
4
1
2
sen
A
−
si ángulo θ = 0
00
2
0
02
4
1
2
0 22
=−=∗−
ππ
A
sen
A
si ángulo θ = π
22
0
4
1
2
2
4
1
2
2222
AA
sen
A
sen
A
=∗=−=−
π
π
π
π
π
π
π
A
AA
XdXPRMS 707,0
22
1 2
0
==== ∫
π
π
12

1.7 ANALISIS DE FRECUENCIA.
El sonido puede consistir de un tono puro (una sola frecuencia) o el puede
consistir de una compleja combinación de muchos tonos semejantes. En la
industria, el último es el caso usual y a “este fenómeno se le llama ruido”. En
muchas situaciones es más importante conocer la frecuencia de los componentes
de un ruido que conocer la conducta exacta a lo largo del tiempo. Por eso un
método alternativo de describir sonidos y que se usa a menudo es el llamado
análisis de frecuencia. Para este propósito se divide el rango de frecuencias
audibles (que va desde 20 cps a10.000 cps) que interesa, en una serie completa
de bandas de frecuencias, dividiendo el rango en ocho segmentos se produce las
bandas de octavas. La palabra octava es usada aquí porque el limite superior de
la banda de frecuencia es justamente el doble del límite inferior. Hay también
bandas de media y un tercio de octava. Además de los tonos puros es de interés
mencionar los ruidos de banda angosta que tiene su energía acústica confinada a
un estrecho rango de frecuencia y generalmente menos de una octava. A menudo
a un tono puro o banda muy estrecha se le llama ruido puntudo. También existen
los ruidos de banda ancha, en que la banda es normalmente más ancha que una
octava y su energía acústica está presente en amplio rango de frecuencia.
Como ya se ha dicho el ruido tiene una estructura compleja y que está
compuesto por varias frecuencias, e incluso, en la mayoría de los casos, por la
mayor parte de las frecuencias que componen el margen audible. En este
supuesto el espectro tendrá una forma continua.
Existen distintas fases en el análisis de la protección de los trabajadores
contra el ruido, en las que nos interesa conocer, no sólo el nivel de presión
acústica producido por el ruido, sino además, como se distribuye la energía
acústica en cada una de las frecuencias o grupos de frecuencia que componen el
ruido estudiado.
Si un ruido complejo tiene componentes en la mayoría de las frecuencias
comprendidas en el espectro audible, sería muy difícil y poco práctico determinar
una a una las frecuencias componentes.
Lo que se hace es dividir el espectro de frecuencias en grupos de
frecuencias o bandas, siendo las mas utilizadas las bandas de ancho
proporcional y en especial las bandas de octava y tercio de octava.
13

Bandas de Octava. Se denomina banda de octava al grupo de frecuencias
comprendidas entre dos frecuencias f1 y f2 que cumplen la relación:
Frecuencia Central. Se denomina frecuencia central de la banda a la
media geométrica de las frecuencias extremas:
La frecuencia central se utiliza para denominar la banda, es decir, a la
banda de octava con frecuencias extremas f1 = 707 Hz y f2 = 1.414 Hz se la
denomina banda de octava de 1.000 Hz.
De las dos ecuaciones anteriores se deduce:
f1 20 44 89 177 353 707 1414 2828 5656
fc 31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
f2 44 89 177 353 707 1414 2828 5656 11312
Es importante destacar que la banda se va haciendo “mas ancha” (con mas
frecuencias componentes) conforme aumenta la frecuencia.
Bandas de tercio de Octavas. Cuando se desea un análisis de ruido más
detallado, se utilizan las bandas de tercio de octava.
Una banda de un tercio de octava es un grupo de frecuencias
comprendidas entre dos frecuencias f1 y f2, que cumplen la relación:
14
f2 = 2 f1
fc = 21 ff ∗
f1 = 2
cf
; f2 = cf∗2
f2 = 1
3
2 f∗

Se denomina frecuencia central de la banda a la media geométrica de las
dos frecuencias extremas. La frecuencia central se utiliza para denominar la
banda.
De las dos ecuaciones se deduce:
1.8 EL DECIBEL.
El sonido más débil que un oído sano puede escuchar o detectar tiene una
amplitud de una veinteava millonésima de un Pascal (20 mPa) – algo así como
5.000.000.000 veces menos que la presión atmosférica normal. Un cambio de
presión de 20 mPa es tan pequeño que hace que la membrana del oído se
deflecte una distancia menor que el diámetro de una sola molécula de hidrógeno.
Sorprendentemente, el oído puede tolerar presiones sonoras de hasta un millón de
veces más alta que ésta. Así, si medimos el sonido en Pa, terminaríamos con
números muy grandes y poco manejables.
Otro problema es la manera no lineal como el oído responde al sonido. Los
experimentos han demostrado que el oído responde logaritmicamente en relación
a la audibilidad de un estimulo aplicado.
Ambos problemas pueden ser resueltos en forma práctica al emplear el
decibel una unidad usada comúnmente en terminología eléctrica para expresar
niveles de voltaje y potencia eléctrica. Por definición el decibel es una unidad
adimensional usada para expresar el logaritmo de la razón entre una
cantidad medida y una cantidad de referencia. De esta manera el decibel es
usado para describir niveles de presión, potencia e intensidad acústica.
El decibel es una relación matemática del tipo logarítmica donde si aumenta
3 dB un ruido, significa que aumenta al doble la energía sonora percibida. El
umbral de audición está en el 0 dB, y el umbral de dolor en los 120 dB. Debido a
que nuestro oído no responde igual a todas las frecuencias de un ruido, vale decir,
que escuchamos mejor ciertos sonidos que otros dependiendo de su frecuencia,
se definió el decibel A (dBA). Esta es otra unidad, basada en el dB, que es una
aproximación de la percepción auditiva del oído humano y se obtiene mediante la
utilización de un filtro incluido en el sonómetro de medición.
15
fc = 21 ff ∗
61
2
cf
f = ; cff ∗= 6
2 2

La población en general está expuesta a niveles de ruido que oscilan entre
los 35 y 85 dBA. Por debajo de los 45 dBA en un clima de ruido normal, nadie se
siente molesto, pero cuando se alcanzan los 85 nadie deja de estarlo: por eso
entre 60 y 65 dBA, para ruido diurno, se suele situar el umbral donde comienza la
molestia. Para tener una idea, podemos establecer que en el ambiente de una
biblioteca se tienen 40 dBA, una conversación en voz alta a un metro de distancia
registra unos 70 dBA, el tráfico de una calle muy agitada sobrepasa fácilmente los
85 dBA al borde de la vereda, y el despegue de un avión a 70 metros de distancia
son 120 dBA.
Tabla II. Niveles de Presión Sonora
140 Despegue de un avión
130 Prensa hidráulica (3 m)
120 Despegue de un avión (70 m)
110 Motocicleta sin silenciador (7 m)
100
90 Camión pesado (15 m)
80 Tren de carga (15 m)
70 Conversación en voz alta (15 m)
60 Calle residencial
50 Tráfico rodado reducido (30 m)
40 Biblioteca
30 Estudio de grabación
20
10 Umbral de percepción
0
1.9 NIVEL DE PRESION SONORA. NPS.
La mayoría de los instrumentos de medición sonora están calibrados para
leer en términos del logaritmo común de la razón de las presiones sonoras RMS.
Esta lectura se llama “nivel de presión sonora” (NPS) y se expresa en decibeles.
La palabra nivel pone de relieve el hecho que el valor es sobre la base de una
presión de referencia (P0) dada. Para mediciones sonoras en el aire, el valor
0,0002 µbar sirve como la presión de referencia. Esta referencia fue escogida a
causa de que se aproxima al umbral del oído humano en 1.000 cps.
El nivel de presión sonora esta definido por:
16
NPS = 20 log 0p
p
(dB) Ecuación 6

Donde:
P = es la presión sonora efectiva RMS
P0 = es la presión sonora RMS de referencia.
Para la presión de referencia de 0,0002 µbar, el nivel de presión sonora
puede expresarse como sigue:
A esto se llega de la siguiente manera:
NPS = 20 log
0P
P
NPS = 20 log P - 20 log P0
NPS = 20 log P - 20 log 0,0002
NPS = 20 log P - 20 (-3,7)
NPS = 20 log P + 74
La notación dB proporciona la ventaja adicional de seguir las características
de respuesta del oído mucho más aproximadamente que las unidades de presión
directa.
De la ecuación 6 podemos encontrar la presión si se conoce el NPS
NPS = 20 log P +74
Despejando P de la ecuación anterior tenemos:
17
NPS = 20 log P + 74 (dB) Ecuación 6





 −
=
20
74
log
NPS
antiP
Ecuación 7
µbar

La figura siguiente muestra la relación entre la presión sonora en µbar y el nivel de
presión sonora en dB referidos a 0,0002 µbar
Tabla III. Niveles Sonoros y Respuesta Humana
Sonidos característicos Nivel de presión sonora [dB] Efecto
Zona de lanzamiento de cohetes (sin
protección auditiva)
180
Pérdida auditiva
irreversible
Operación en pista de jets. Sirena
antiaérea
140 Dolorosamente fuerte
Trueno 130
Despegue de jets (60 m). Bocina de auto (1
m)
120 Máximo esfuerzo vocal
Martillo neumático. Concierto de Rock 110 Extremadamente fuerte
Camión recolector. Petardos 100 Muy fuerte
Camión pesado (15 m). Tránsito urbano 90
Muy molesto
Daño auditivo (8 hrs.)
Reloj Despertador (0,5 m). Secador de
cabello
80 Molesto
Restaurante ruidoso. Tránsito por
autopista
Oficina de negocios.
70 Difícil uso del teléfono
Aire acondicionado. Conversación normal 60 Intrusivo
Tránsito de vehículos livianos (30 m) 50 Silencio
Líving. Dormitorio. Oficina tranquila 40
Biblioteca. Susurro a 5 m 30 Muy silencioso
Estudio de radiodifusión 20
10 Apenas audible
0 Umbral auditivo
18

1.10 NIVEL DE INTENSIDAD SONORA. NI
Las unidades de intensidad sonora tal como las unidades de presión sonora
deben cubrir un amplio tramo en las aplicaciones prácticas y es ventajoso usar los
niveles en dB para contraer la escala de medidas y aproximar mejor las
características de respuesta del oído. El nivel de intensidad se define como sigue:
Donde:
I = es la intensidad medida en un punto (watt / cm2
)
I0 = es la intensidad de referencia (watt / cm2
)
La intensidad de referencia usada comúnmente es de 10-16
watt / cm2
.
en el aire esta referencia corresponde a la presión de referencia de 0,0002 µbar.
Usando la ecuación la ecuación 4 , determinamos la intensidad de
referencia:
I0 =
C
P
∗ρ
2
0
=
( )
7.40
0002,0
2
I0 = 9,83 x 10-10
(erg /seg cm2
)
1 (watt /cm2
) = 107
(erg / seg cm2
)
Por lo tanto: I0 = 0.983 x10-16
= 10-16
(watt / cm2
).
Para la intensidad sonora de referencia I0 = 10-16
el nivel de intensidad
sonora puede expresarse como sigue:
Conocido el NI podemos determinar la intensidad sonora, a partir de la
siguiente ecuación:
19
0
lg10
I
I
NI =
Ecuación 8
NI = 10 log I + 160 (dB) Ecuación 8





 −
=
10
160
log
NI
antiI
Ecuación 9
dB
(watt /cm2
)

1.11 NIVEL DE POTENCIA SONORA. NWS.
A causa del amplio rango de las unidades de potencia implicadas es a
menudo conveniente describir una fuente sonora por el nivel de potencia sonora
(NWS) que se define como sigue:
La potencia de referencia escogida arbitrariamente y usada
comúnmente es de 10 –13
watt.
Para la potencia sonora de referencia W0 = 10-13
el nivel de potencia sonora
puede expresarse como sigue:
De la misma forma conocido el NWS se puede determinar la potencia de la
fuente a partir de:
EJEMPLOS DE CALCULOS:
Una fuente sonora tiene una presión de 8 µbar a una distancia de 6,5 mts.
Determinar el NPS, NI y NWS de la fuente.
Datos:
P = 8 µbar
r = 6,5 mts = 650 cm
20
0
log10
W
W
NWS =
Ecuación 10
NWS = 10 log W + 130 (dB) Ecuación 10





 −
=
10
130
log
NWS
antiW
Ecuación 11
(dB)
(watt)

Desarrollo:
Para calcular NPS, de la ecuación 6 tenemos:
NPS = 20 log P + 74
NPS = 20 log 8 + 74
NPS = 92,06 dB
Para calcular el NI, de la ecuación 8 tenemos:
NI = 10 log I + 160
Como no conocemos I, usaremos la ecuación 4:
I =
C
P
∗ρ
2
(erg /seg cm2
)
I =
( )
7.40
8
2
= 1,57 (erg /seg cm2
)
Par usar la ecuación 8 la intensidad I debe estar en (watt /cm2
), por lo
tanto:
I = 1,57 (erg / seg cm2
) = 1,57 x 10-7
(watt / cm2
)
Por lo tanto:
NI = 10 log 1,57 x 10-7
+ 160
NI = 91,96 dB
Para calcular el NWS, de la ecuación 10 tenemos:
NWS = 10 log W + 130
Para calcular la potencia W usaremos la ecuación 5
W = I 4 π r2
W = 1,57 x 10-7
(watt /cm2
) 4 π (650)2
(cm)2
W = 0,83 watt
21

Por lo tanto, usando la ecuación 10 tenemos:
NWS = 10 log W + 130
NWS = 10 log 0,83 +130
NWS = 129,19 dB
Calcular el NPS, NI, y el NWS para una fuente que tiene una potencia de 8
watt, los niveles se requieren para una distancia de 10 mts.
Datos:
W = 8 watt
r = 10 mts = 1.000 cm
Desarrollo:
De la ecuación 6 podemos determinar el NPS:
NPS = 20 log P + 74
Como no conocemos el valor de P; usaremos la ecuación 4 que relaciona la
intensidad con la presión:
I =
C
P
∗ρ
2
(erg /seg cm2
)
Despejando P tenemos:
P = CI ∗∗ρ (µbar)
En la ecuación anterior no conocemos el valor de I, por lo tanto, usaremos
la ecuación 5 que relaciona la intensidad con la potencia:
W = I 4πr2
(watt)
Despejando I tenemos:
I = 2
4 r
W
∗∗π
=
( )2
10004
8
∗∗π
I = 6,37 x 10-7
(watt /cm2
)
Para calcular P de la ecuación 4, la intensidad debe tener unidades de (erg
/seg cm2
)
I = 6,37 x 10-7
(watt /cm2
) = 6,37 (erg / seg cm2
)
22

Por lo tanto:
P = 7,4037,6 ∗
P = 16,10 µbar
Conocida la presión determinaremos NPS:
NPS = 20 log16,10 + 74
NPS = 98,14 dB
Determinación del NI, de la ecuación 8 tenemos:
NI = 10 log I + 160
NI = 10 log 6,37x10-7
+ 160
NI = 98,04 dB
Determinación de NWS, de la ecuación 10 tenemos:
NWS = 10 log W + 130
NWS = 10 log 8 +130
NWS = 139,03 dB
Un trabajador ubicado a 7 mts de una fuente sonora recibe un nivel de
presión sonora de 88 dB . se desea determinar la intensidad y la potencia de la
fuente.
Datos:
r = 7 mts = 700 cm
NPS = 88 dB
Desarrollo:
Para determinar la Intensidad, usaremos la ecuación 4:
I =
C
P
∗ρ
2
(erg /seg cm2
)
En la ecuación anterior no conocemos P, por lo tanto, usaremos la ecuación
7 que relaciona la presión con el NPS.
23

P = antilog 




 −
20
74NPS
P = antilog 




 −
20
7488
P = 5,01 µbar
La intensidad de la fuente es:
I =
( )
7.40
01,5
2
I = 0,62 (erg /seg cm2
)
I = 6,2 x 10-8
(watt /cm2
)
La potencia de la fuente es:
W = I 4 πr2
W = 6,2x10-8
x 4π(700)2
W = 0,38 (watt)
1.12 DOSIS DE RUIDO. D.
La podemos definir como la cantidad de ruido recibida por un
trabajador, y se expresa generalmente como un porcentaje de la dosis
máxima (100%).
Según nuestra legislación, Decreto Nº 594, Titulo IV, Párrafo III, Artículo 76:
“Cuando la exposición diaria a ruido está compuesta de dos o más
períodos de exposición a diferentes niveles de presión sonora continuos
equivalentes, deberá considerarse el efecto combinado de aquellos períodos
cuyos NPSeq sean iguales o superiores a 80 dB(A) lento. En este caso deberá
calcularse la dosis de ruido diaria (D), mediante la siguiente fórmula:
24
n
n
Tp
Te
Tp
Te
Tp
Te
D +++= .......
2
2
1
1
Ecuación 12

Te = Tiempo total de exposición a un determinado NPSeq.
Tp = Tiempo total permitido de exposición a ese NPSeq.
La dosis de ruido diaria máxima permisible será 1 (100%)
Para determinar el tiempo permitido Tp se puede hacer mediante la tabla
que aparece en el Artículo 75 del Decreto Nº 594. o bien usando la siguiente
expresión matemática:
Ejemplo: determinar el tiempo de exposición diario permitido para un
trabajador que esta expuesto a un nivel de presión sonora de 90 dB, usando la
ecuación 13:
Desarrollo:
3
8290 −
= 2,67
Tp = 67.2
2
16
= 2,51 hrs.
Tabla IV. Tiempos de exposición diaria del Articulo 75, Decreto Nº 594
NPSeq
[dB(A) lento]
Tiempo de exposición por día
Horas Minutos Segundos
80 24,00
81 20,16
82 16,00
83 12,70
84 10,08
25





 −
=
3
82
2
16
NPS
Tp
Ecuación 13
(hrs.)

85 8,00
86 6,35
87 5,04
88 4,00
89 3,17
90 2,52
91 2,00
92 1,59
93 1,26
94 1,00
95 47,40
96 37,80
97 30,00
98 23,80
99 18,90
100 15,00
101 11,90
102 9,40
103 7,50
104 5,90
105 4,70
106 3,75
107 2,97
108 2,36
109 1,88
110 1,49
111 1,18
112 56,40
113 44,64
114 35,43
115 29,12
Estos valores se entenderán para trabajadores expuestos sin protección auditiva personal.
Relación entre la Dosis de Ruido D y el Nivel de Presión Sonora NPS:
De la ecuación 12 tenemos:
D = Tp
Te
Despejando Tp:
Tp =
D
Te
26

De la ecuación 13 tenemos:
Tp = 




 −
3
82
2
16
NPS
Haciendo: Tenemos:
3
82−NPS
= X Tp = X
2
16
Igualando la ecuación 13 con el despeje de Tp de la ecuación 12, tenemos:
X
2
16
=
D
Te
⇒ 2X
Te = 16 D
Aplicando log a la expresión anterior, tenemos:
log 2X
+ log Te = log D + log 16
X log 2 = log D + log 16 – log Te
Despejando X, tenemos:
X = 2log
log16loglog TeD −+
Reemplazando el valor de X
3
82−NPS
= 2log
log16loglog TeD −+
despejando NPS:
NPS = 823*
2log
log16loglog
+




 −+ TeD
Según Decreto Nº 594 el tiempo máximo de exposición diaria a ruido
continuo para un trabajador es de 8 horas, por lo tanto, Te = 8,
Reemplazando en la expresión anterior los siguientes valores tenemos:
log 16 = 1,20
27

log 8 = 0,90
log 2 = 0,30
NPS = 823*
30,0
90,020,1log
+




 −+D
EJEMPLOS DE CALCULOS.
En una maestranza, un trabajador realiza diferentes actividades
exponiéndose a los siguientes niveles de ruido durante su jornada laboral. Se
requiere determinar la dosis de ruido y el nivel de presión sonoro equivalente a la
dosis a que está expuesto el trabajador y el tiempo permitido a ese NPS..
Datos:
NPS dB(A) Tiempo exposición (hrs.) Equipo
93 2 Torno
95 1 Fresadora
88 3 Rectificadora
El resto del tiempo el trabajador esta expuesto a un nivel promedio de 85
dB.
Desarrollo:
De la ecuación 12 y los valores de la tabla IV, tenemos:
NPS dB(A) Te (hrs.) Tp (hrs.)
93 2 1,26
95 1 0.79
88 3 4.00
85 2 8.00
D =
8
2
4
3
79.0
1
26.1
2
+++ = 3,86
28
823
30,0
30,0log
+




 +
=
D
NPS
Ecuación 14
(dB)

La Dosis de ruido es de 3,86 , lo que significa que el trabajador esta
expuesto 3,86 veces mas de lo permitido.
Calculo del NPS a partir de la Dosis:
De la ecuación 14 , tenemos :
NPS = 823*
30,0
30,086,3log
+




 +
= 90,9 dB(A)
El NPS equivalente a la dosis es de 90,9 dB(A)
Calculo del Tiempo permitido para el NPS equivalente.
De la ecuación 13, tenemos:
Tp = 




 −
3
829.90
2
16
= 2,04 (hrs.)
El tiempo de exposición permitido para el NPS de 90,9 dB(A) es de 2,04
Hrs.
Un trabajador ubicado a 4 mts de una fuente cuya potencia es de 0,95 watt.
Determinar cual es la dosis de ruido que recibe durante su jornada laboral. Si la
dosis es mayor que 1 a que distancia se debe ubicar para que la dosis sea 1.
Datos:
r = 4 mts = 400 cm
W = 0,95 watt
Desarrollo:
De ecuación 12, tenemos:
D = Tp
Te
En la ecuación anterior no se conoce Tp; de la ecuación 13, tenemos:
Tp = 




 −
3
82
2
16
NPS
29

En la expresión anterior no se conoce NPS, de la ecuación 6, tenemos:
NPS = 20 log P + 74
En la ecuación anterior no conocemos P, de la ecuación 4, tenemos
I =
7.40
2
P
⇒ P = I*7.40
De la expresión anterior I no es conocido, en la ecuación 5, tenemos:
W = I 4πr2
⇒ I = 2
**4 r
W
π
Conocidos W y r , reemplazamos en la ecuación anterior:
I =
( )2
400**4
95.0
π
= 4,72 x10-7
(watt /cm2
) = 4,72 (erg /seg cm2
)
Conocido I calculamos P:
P = 72.4*7.40 = 13,86 µbar
Conocido P calculamos NPS:
NPS = 20 log 13,86 + 74 = 96,84 dB
Con el NPS, calculamos Tp:
Tp = 




 −
3
8284.96
2
16
= 0,52 hrs.
Conocido Tp, calculamos la dosis:
D = Tp
Te
=
52.0
8
= 15,38
Como la dosis es mayor que 1, se requiere determinar a que distancia se
debe ubicar el trabajador para que la dosis sea igual a 1:
30F r 1 = 4 m
r2 = X mW = 0,95 watt
NPS = 96,84 dB
Dosis = 15,38
Dosis = 1
NPS = 85 dB

Tal como ilustra la figura, en el punto 2 conocemos la dosis que es igual a 1
o NPS igual a 85 dB , entonces de la ecuación 5 tenemos:
W = I 4π r2
⇒ r = π4I
W
En esta ecuación no se conoce el nuevo valor de I (punto 2), de la ecuación
4, tenemos:
I =
7.40
2
P
En esta ecuación P no es conocida, pero de ecuación 7:
P = antilog 




 −
20
74NPS
Reemplazando el valor de NPS en el punto 2, tenemos:
P = antilog 




 −
20
7485
= 3,55 µbar
Conocido P, calculamos I
I =
( )
7.40
55.3
2
= 0,31 (erg / seg cm2
) = 0,31 x10-7
(watt /cm2
)
Conocido I, calculamos r:
r =
π*4*1031,0
95,0
7−
x
= 1.561,62 cm
la distancia a la que se debe ubicar al trabajador para que la dosis sea
igual a 1 es de 1.561,62 cm.
1.13 COMBINACIÓN DE NIVELES SONOROS.
En estudios de ruidos, hay casos donde varias lecturas en dB deben
combinarse. Un ejemplo común es la combinación de niveles de bandas de octava
usados para obtener el nivel de presión sonora total.
Otro ejemplo es la estimación del efecto de ubicar una máquina de espectro
conocido en una sala de la cual el nivel de ruido es ya considerado alto. En estos
casos no se permite sumar los niveles de decibeles individuales aritméticamente,
a causa de que es una cantidad logarítmica y con logaritmos la adición simple
significa multiplicación.
31

Generalmente, las fuentes de ruido industrial pueden considerarse que
tienen un espectro de banda ancha desordenado. Un punto importante de anotar
es que las presiones sonoras de fuentes desordenadas no pueden ser sumadas
directamente y no puede usarse la ecuación 6 para determinar el NPS de la
combinación. La única vez que las presiones pueden ser sumadas es cuando ellas
están exactamente en fases esto es cuando las dos presiones pasan
continuamente a través compresiones y depresiones al mismo tiempo. (Figura VI),
(Figura V).
La única variable que puede sumarse es la intensidad, obteniéndose una
intensidad total, que representa la intensidad equivalente a una sola fuente, con
esta intensidad total se puede determinar una presión total para calcular el NPS
mediante la ecuación 6.
Para resolver esta situación usaremos la siguiente expresión matemática
para determinar el nivel de presión sonora total.
Tres fuentes sonoras tienen los siguientes niveles de presión sonora.
NPS1 = 88 dB
NPS2 = 86 dB
32
∑
=
=
=
ni
i
NPSi
NPS
1
10
10log10
(dB)
Ecuación 15
FIGURA IVFIGURA V

NPS3 = 90 dB
Se desea determinar el nivel de presión sonora total.
Desarrollo:
NPS = 







++ 10
90
10
86
10
88
101010log10 = 93,07 dB
Una fuente sonora presenta el siguiente análisis de frecuencias (tabla). Se desea
determinar el nivel de presión sonora de la fuente.
fc (Hz) 31.5 63 125 250 500 1.000 2.000 4.000 8.000
NPS (dB) 89 89 86 78 84 86 90 91 90
NPS = 







++++++++ 10
90
10
91
10
90
10
86
10
84
10
78
10
86
10
89
10
89
101010101010101010log10 = 98,03 dB
Un trabajador esta expuesto a tres fuentes sonoras .Calcular el NPS
combinado de las fuentes que tiene las siguientes características:
Si el NPS total es mayor que 85 dB, determinar las distancia a cada fuente
par que el NPS sea de 85 dB.
Desarrollo:
Para determinar el NPS total, usaremos la ecuación 15:








++= 101010
321
101010log10
NPSNPSNPS
NPS
De la ecuación anterior no se conocen los NPS de cada fuente, para
determinarlos usaremos la ecuación 6:
NPS = 20 log P + 74
En la ecuación anterior no se conoce la P; de la ecuación 4, tenemos:
Fuente Potencia W (watt) Distancia r (mts)
Pulidora 0.75 3,0
Canteadora 0,83 3,8
Sierra 0,95 4,2
33

7.40
2
P
I = ⇒ 7.40*IP =
En la ecuación anterior no es conocida la intensidad I , de la ecuación 5,
tenemos:
W = I 4πr2
⇒ 2
4 r
W
I
∗∗
=
π
Conocida la potencia y la distancia r, para cada Fuente se calcula la
intensidad:
FUENTE 1 FUENTE 2 FUENTE 3
( )2
3004
75.0
∗∗
=
π
I
( )2
3804
83.0
∗∗
=
π
I
( )2
4204
95.0
∗∗
=
π
I
I1 = 6,63 x10-7
(watt /cm2
) I2 = 4,57 x10-7
(watt /cm2
) I3 = 4,29 x10-7
(watt / cm2
)
Conocidas las intensidades de cada fuente, determinaremos las presiones
sonoras para cada fuente; recordemos que la intensidad debe estar en (erg /seg
cm2
):
7.4063.6 ∗=P 7.4057.4 ∗=P 7.4029.4 ∗=P
P1 = 16,43 µbar P2 = 13,64 µbar P3 = 13,21 µbar
Con cada presión determinaremos el NPS para cada Fuente:
NPS1 = 20 log 16,43 + 74 = 98,31 dB
NPS2 = 20 log 13.64 + 74 = 96,69 dB
NPS3 = 20 log 13,21 + 74 = 96,42 dB
Conocidos los tres NPS, estamos en condiciones de determinar el NPS
total:








++= 10
42.96
10
69.96
10
31.98
101010log10NPS = 101, 99 dB
Como el NPS total es mayor que 85 decibeles, debemos determinar las
distancias de cada fuente para que el NPS total sea 85 dB.
34

Para determinar la distancia r, usaremos la ecuación 5; despejando r
tenemos:
π4I
W
r =
de la ecuación anterior no se conoce la intensidad de cada fuente a la
nueva distancia.
Sabemos que las intensidades de cada fuente es la sumatoria de la
intensidad total (Pág. 32), para determinar la intensidad total usaremos la ecuación
4:
7.40
2
P
I =
En la expresión anterior no conocemos P, de la ecuación 7 determinamos la
presión ya que NPS total es de 85 dB:





 −
=
20
7485
logantiP = 3,55 µbar
Conocida la presión total, determinaremos la intensidad total:
( )
7.40
55.3
2
=I = 0,31 (erg /seg cm2
)
35

Sabemos que la intensidad total es igual a la suma de las intensidades
parciales de cada Fuente:
IT = I1 + I2 + I3 = 0,31 (erg /seg cm2
) = 0,31 x10-7
(watt /cm2
)
Ahora, debemos determinar el valor de cada intensidad, para lo cual
recurriremos a las intensidades de la parte anterior del problema para hacer una
analogía, los valores son:
I1 = 6,63 x10-7
(watt /cm2
) I2 = 4,57 x10-7
(watt /cm2
) I3 = 4,29 x10-7
(watt / cm2
)
Sumando estos tres valores tenemos la intensidad total anterior:
IT = 6.63 x10-7
+ 4,57 x10-7
+ 4,29 x10-7
= 15,49 x10-7
(watt / cm2
)
Entonces la Intensidad total es de 15,49 x10-7
(watt /cm2
), ahora
determinaremos que porcentaje aporta cada intensidad a este total:
7
7
1
1049.15
1063.6
% −
−
=
x
x
I = 42,8% 7
7
2
1049.15
1057.4
% −
−
=
x
x
I = 29,5 % 7
7
3
1049.15
1029.4
% −
−
=
x
x
I =
27,7%
Entonces tenemos que:
La I1 es un 42,8 % de la intensidad total: la I2 es un 29,5 % de la intensidad
total y la I3 es un 27,7 % de la intensidad total.
Con estos antecedentes, podemos determinar cuanto vale cada intensidad
parcial, si la intensidad total es de 0,31 x10-7
(watt / cm2
).
I1= 42,8% IT ⇒
100
1031.08.42 7
1
−
∗
=
x
I = 0,13 x10-7
(watt /cm2
)
I2 = 29.5% IT ⇒
100
1031.05.29 7
2
−
∗
=
x
I = 0,91 x10-8
(watt /cm2
)
I3 = 27,7% IT ⇒
100
1031,07.27 7
3
−
∗
=
x
I = 0,86 x10-8
(watt /cm2
)
Conocidas las intensidades de cada Fuente, determinaremos las nuevas
distancias:
π∗∗
= −
41013,0
75,0
71
x
r = 1.898,89 cm
36

π∗∗
= −
41091.0
83.0
82
x
r = 2.694,10 cm
π∗∗
= −
41086.0
95.0
83
x
r = 2.964,88 cm
Por lo tanto para que el nivel de presión sonora total sea de 85 dB, el
trabajador deberá alejarse a 19 metros de la fuente 1, a 27 metros de la fuente 2 y
a 30 metros de la fuente 3. de acuerdo a estas distancias es recomendable aplicar
otra medida de control.
1.14 TIPOS DE RUIDOS.
En la exposición laboral a ruido se distinguen el ruido estable, el ruido
fluctuante y el ruido impulsivo (Artículo 70, Decreto Nº 594)
Ruido Estable: es aquel ruido que presenta fluctuaciones del nivel de
presión sonora instantáneo inferiores o iguales a 5 dB(A) lento, durante un periodo
de observación de 1 minuto
Ruido Fluctuante: es aquel ruido que presenta fluctuaciones del nivel de
presión sonora instantáneo superiores a 5 dB(A) lento, durante un periodo de
observación de 1 minuto
Ruido Impulsivo: es aquel ruido que presenta impulsos de energía
acústica de duración inferior a 1 segundo a intervalos superiores a 1 segundo.
En la práctica el ruido se presenta como una mezcla de todos tipos, por ello
acertadamente la norma recomienda el Nivel Sonoro Equivalente (Leq), el cual
representa en un nivel de presión de sonido continuo constante la misma cantidad
de energía sonora que el sonido continuo fluctuante medio durante el mismo
periodo. Excepcionalmente en el Ruido Impulsivo, el criterio de mayor importancia
es el valor pico, y por lo tanto el Nivel Sonoro Equivalente no es aplicable.
1.15 CARACTERISTICAS DE FUENTES DE RUIDO Y
PROPAGACIÓN.
Frecuentemente es necesario determinar la potencia sonora generada por
una fuente de ruido, para predecir la presión o intensidad que ciertas máquinas
producirán en una situación dada a una distancia y dirección pre-establecida. Al
determinar estos factores es necesario conocer cuanto ruido se propaga bajo
distintas condiciones ambientales.
37

1.15.1 FUENTE DE RUIDO NO DIRECCIONAL EN UN CAMPO
LIBRE.
Un campo libre se define como un campo sonoro en el cual la presión
sonora disminuye inversamente con la distancia desde la fuente. Las
condiciones de campo libre raramente se encuentran en el ambiente industrial,
pero ellas a veces se encuentran al aire libre o cerca de fuentes ubicadas en salas
muy grandes. Para condiciones de campo libre (suponiendo condiciones normales
de temperatura y presión), el nivel de potencia de una fuente puntual simple puede
calcularse a partir de una simple medición del nivel de presión sonora por:
Ecuación 16
Donde:
r = es la distancia en pie desde la fuente de ruido al punto de
medición.
NPS = es el nivel de presión sonora total referido a 0,0002 µbar.
El nivel de potencia determinado de esta ecuación se expresará en dB
referido a W0 = 10-13
watt.
La potencia de la fuente en watt puede por lo tanto calcularse desde la
ecuación 11.
1.15.2 FUENTE DE RUIDO DIRECCIONAL EN UN CAMPO LIBRE.
La mayoría de las fuentes de ruido encontradas en la industria no son
fuentes puntuales simples. En lugar de eso, ellas están hechas de varias fuentes,
las cuales radian más energía sonora en una dirección que en otra. Por eso para
determinar la potencia sonora de una fuente de ruido direccional, es necesario
tomar en cuenta la variación del nivel de presión sonora alrededor de la fuente.
La determinación es equivalente a resumir las intensidades medidas sobre
la superficie de una esfera imaginaria a una distancia especificada de la fuente.
38
( ) 5,10log20 ++= rNPSdBNWS

Con el fin de predecir los niveles de presión sonora en varios puntos en una
dirección especificada desde la fuente, es a menudo conveniente agregar un
factor de direccionalidad Q, a la ecuación 16.
Q se define como la razón entre la potencia de una fuente puntual
imaginaria que produce el mismo nivel de presión sonora observado en el
lugar especifico de medición y la potencia sonora total de la fuente real.
Q puede encontrarse también desde la razón de la intensidad sonora en el
punto especificado con la intensidad promedio alrededor de la fuente a la misma
distancia. La expresión para el nivel de presión sonora producido por una fuente
direccional en un campo libre puede escribirse como sigue:
Ecuación 17
Donde:
NWS = es el nivel de potencia de la fuente
Q = es el factor direccional (10 log Q se llama índice direccional)
r = es la distancia en pie desde la fuente al punto de medida
EJEMPLO: supongamos que es necesario calcular con un mínimo de
mediciones los niveles de presión sonora en varios puntos a lo largo de una
trayectoria específica desde una fuente sonora. También se supone que la fuente
tiene un espectro continuo uniforme y una potencia sonora W de 0,06 watt.
Primero el nivel de presión sonora es medido a una distancia conocida de la
fuente a lo largo de la trayectoria especifica; supongamos que es de 74 dB a una
distancia de 100 pies.
Datos:
W = 0.06 watt
NPS = 74 dB a 100 pie
Desarrollo:
Se debe determinar la direccionalidad de la fuente mediante la siguiente
ecuación:
r
i
W
W
Q =
debemos determinar la Wi , o sea, la potencia de la fuente imaginaria, para
ello usaremos la ecuación 5:
W = I 4πr2
39
( ) 5.10log20log10 −−+= rQNWSdBNPS

De la ecuación anterior no es conocida la intensidad, para determinarla
usaremos la ecuación 4
7.40
2
P
I =
En la ecuación anterior se desconoce la P, puede determinarse de la
ecuación 7, ya que el NPS es conocido:





 −
=
20
7474
logantiP = 1 µbar
Conocida la presión, determinamos I:
( )
7.40
1
2
=I = 0,025 (erg /seg cm2
) = 2,5 x10-9
(watt /cm2
)
Luego la W es :
W = 2.5x10-9
x 4 π (3.048)2
= 0,292 watt
Por lo tanto, el factor direccional Q:
06.0
292.0
=Q = 5
De La Ecuación 17 el nivel de presión sonora ahora puede calcularse a
cualquier distancia desde la fuente a lo largo de la trayectoria especificada. Por
ejemplo a 200 pie de la fuente el nivel de presión sonora es:
5,10200log205log1078,117 −−+=NPS = 68,25 dB
1.15.3 FUENTE DE RUIDO EN UN CAMPO NO LIBRE.
En la mayoría de las situaciones industriales, no existen las condiciones de
campo libre a causa de paredes u otras superficies ubicadas cerca de la fuente de
ruido. En estos casos, la longitud de onda del sonido llega a ser una importante
consideración en los cálculos. Un objeto que es grande en comparación con la
longitud de onda del sonido reflejará o desparramará el sonido y causará una
sombra sonora. Si la longitud de onda es mucho mayor que el obstáculo el sonido
rodeará al objeto y seguirá adelante sin perturbación. El paso del sonido o rodeo
alrededor de objetos se llama difracción.
Cuando el sonido se refleja pueden formarse ondas permanentes.
Afortunadamente la mayoría de las situaciones industriales implican fuentes de
ruido de banda ancha y salas grandes y de forma irregular donde las variaciones
de presión de la onda estacionaria son relativamente pequeñas. Por estas
40

condiciones existen una relación relativamente simple entre el nivel de presión
sonora promedio, el nivel de potencia de la fuente y las características de la sala.
Las características acústicas de la sala dependen en su mayor parte del
área superficial y de sus coeficientes de absorción sonora.
1.15.3.1 ABSORCION DE SONIDO.
Es el cambio en la energía sonora en otro tipo de energía (generalmente
calor) al pasar a través de un material o golpear una superficie. Las superficies
reflejantes tienen una absorción muy baja, mientras que los materiales blandos,
porosos, fibrosos, como las telas, las personas, fibra de vidrio etc., absorben altos
porcentajes de energía de las ondas sonoras que las golpean.
Un material poroso, suave, con un inmenso número de espacios de aire
interconectados, es ideal para absorver una gran parte del sonido que llega a él.
La energía sonora se convierte en calor, pero a intensidades normales la
elevación de temperatura resultante es insignificante.
Ningún material puede absorver mas sonido del que llega a él. Aquel
hermoso cuadro del material absorbente que succiona sonido del aire es
totalmente inexacto. Un material que absorbe sonido tan bien como lo hace una
ventana abierta es óptimo.
Se necesitan formas y arreglos especiales para lograr mejoramientos
locales pequeños que superen esta absorción óptima y aún estos
“superabsorbentes” no son mejores que una ventana abierta cuando se considera
una absorción promedio sobre una gran área. Se ve claro que es una locura
encerrar una máquina ruidosa con un material absorbente en un esfuerzo por
reducir el sonido interior del recinto. La mejor absorción de sonido alrededor de
una máquina es el espacio vacío.
1.15.3.2 COEFICIENTE DE ABSORCIÓN.
Parte del sonido que llega a cualquier material es absorbido y parte
reflejado. Si la mayor parte del sonido es reflejado, el material es no absorbente y
es probable que tengamos una superficie dura e impermeable tal como la de los
metales, ladrillo, concreto, estuco,. Si muy poco del sonido es reflejado, el material
es absorbente y es probable que tengamos una superficie suave, porosa como las
telas de alfombras, lanas de vidrio o nieve, “la fracción de intensidad sonora
incidente que es absorbida por una superficie” se llama Coeficiente de
Absorción. Una ventana abierta tiene un coeficiente de absorción igual a 1, en
tanto que un trozo de mármol tiene coeficiente cercano a cero.
41

El coeficiente de absorción α, de la mayoría de los materiales no es igual
para todas las frecuencias. Esto es especialmente verdadero para los
“materiales acústicos”, los que son diseñados para una absorción alta.
A continuación una tabla con la fracción de energía de un sonido que es
absorbida al reflejarse en diversos materiales:
Material
Frecuencia (Hz)
125 250 500
100
0
200
0
4000
Pared de ladrillos 0.020.030.030.04 0.05 0.06
Pared de ladrillos estucada y pintada 0.010.010.010.01 0.02 0.02
Paneles de madera terciada 0.600.300.100.09 0.09 0.09
Piso de Concreto 0.020.020.020.04 0.05 0.05
Piso de madera 0.150.110.100.07 0.06 0.07
Piso de alfombra 0.1 0.150.250.3 0.3 0.3
Cortinaje grueso 0.140.350.550.72 0.70 0.66
Alfombra gruesa sobre piso de
concreto
0.020.060.150.40 0.60 0.60
Vidrio de una ventana 0.300.200.200.10 0.07 0.04
Butaca (sin ocupar) 0.200.400.600.70 0.60 0.60
Butaca ocupada 0.400.600.800.90 0.90 0.90
Silla metálica o de madera 0.020.030.030.06 0.06 0.05
No existe un material absorbente ideal, uno debe escoger el material mas a
mano, pero que tenga las características mejores par el problema particular en
estudio.
El coeficiente de absorción promedio αP, de una pieza es un buen indicador
de la naturaleza del campo sonoro dentro de la pieza. Se puede calcular por la
ecuación siguiente.
Donde:
S = es la superficie cubierta por el material absorbente (pie)2
∝ = es el coeficiente de absorción del material
42
n
nn
P
SSS
SSS
+++
+++
=
.......
.......
21
2211 ααα
α
Ecuación 18

CONSTANTE DE LA SALA:
En la mayoría de los ambientes industriales, las características acústicas
pueden definirse en términos de la sala ( R) dada por:
Donde:
∝P = es el coeficiente promedio de absorción sonora de la superficie
de la sala.
S = es el área total de la sala (pie)2
Relación entre el NPS y el NWS para una fuente no direccional.
El nivel de presión sonora relativo al nivel de potencia para una fuente
direccional en función de la distancia de la fuente y la constante de la sala esta
dada por la siguiente ecuación:
Donde:
r = es la distancia en pie desde la fuente al punto de medición
R = constante de la sala en pie cuadrados.
Relación entre el NPS y el NWS para una fuente direccional.
El nivel de presión sonora relativo al nivel de potencia sonora para una
fuente direccional en función de la distancia de la fuente y la constante de la sala
esta dada por la siguiente ecuación.
1.15.4 CAMPO REVERBERANTE.
43
P
PS
R
α
α
−
=
1 Ecuación 19
5,0
4
4
1
log10 2
+





+
∗∗
+=
Rr
NWSNPS
π (dB)
Ecuación 20
5,0
4
4
log10 2
+





+
∗∗
+=
Rr
Q
NWSNPS
π (dB)
Ecuación 21

Una gran cantidad de energía sonora es reflejada desde la superficie de las
salas. A menudo, la energía sonora se refleja en grado tal que los niveles de
presión medidos a ciertas distancias de la fuente son esencialmente independiente
de la dirección y distancia a la fuente. Una región de esta clase se llama campo
reverberante.
La región donde cesan las condiciones de campo libre y comienzan las
características de campo reverberante esta determinada por la constante de la
sala y el factor de direccionalidad.
En el campo reverberante el nivel de presión sonoro promedio puede
expresarse por:
Una fuente sonora opera en una sala donde cada una de las dos paredes
laterales tiene una superficie de 4.000 pie cuadrado, cada pared extrema tiene
una superficie de 2.800 pie cuadrado, el cielo y el piso cada uno tiene un área de
7.000 pie cuadrado. El 75% de las paredes laterales y extremas están cubiertas
por un material X, el 25% restante y el piso son de concreto no tratado y el cielo
en su totalidad esta tratado con un material Y. Los coeficientes de absorción para
cada material son los siguientes; ∝X = 0,69 ; ∝Y = 0,75 y ∝C = 0,02.. Se desea
determinar el nivel de presión sonoro de la fuente a una distancia de 7,5 mts, si la
potencia de la fuente es de 0,075 watt, para las siguientes condiciones:
a) Si la fuente es no direccional en un campo libre
b) Si la fuente es direccional en un campo libre ; si a 6 mts. de la fuente el
NPS es de 90 dB
c) Si la fuente es no direccional en un campo no libre
d) Si la fuente es direccional en un campo no libre
e) Si la fuente está en un campo reverberante.
Datos:
Paredes laterales S = 8.000 pie2
Paredes extremas S = 5.600 pie2
Cielo S = 7.000 pie2
Piso S = 7.000 pie2
∝X = 0,69
∝Y = 0,75
∝C = 0,02
r = 7,5 mts = 24,75 pie
44
5,6log10 +−= RNWSNPS
(dB) Ecuación 22

W = 0,075 watt
Desarrollo:
a) Fuente no Direccional en Campo Libre:
Para una fuente no direccional en campo libre aplicaremos la ecuación 16:
( ) 5,10log20 ++= rNPSdBNWS
De la ecuación anterior no se conoce NWS, de la ecuación 10 tenemos:
NWS = 10 log 0,075 + 130 = 118,75 dB
Conocido el NWS, volvemos a la ecuación 16:
NPS = 118,75 – 20 log 24,75 – 10,5 = 80,38 dB
b) Fuente Direccional en Campo Libre :
Para una fuente direccional en un campo libre tenemos la ecuación 17 ,
para determinar el NPS:
( ) 5.10log20log10 −−+= rQNWSdBNPS
En la ecuación anterior no conocemos Q , pero sabemos que:
r
i
W
W
Q =
En la ecuación anterior no conocemos el valor de Wi , en la ecuación 5
tenemos:
W = I 4πr2
(watt)
De la ecuación anterior no conocemos I, pero de la ecuación 4 tenemos:
7.40
2
P
I = (erg /seg cm2
)
La presión la calculamos de la ecuación 7:





 −
=
20
7490
logantiP = 6,31 µbar
Con la presión calculamos I:
45

( )
7.40
31,6
2
=I = 0,98 (erg /seg cm2
) = 0,98 x10-7
(watt /cm2
)
Por lo tanto la potencia de la Fuente imaginaria es:
Wi = 0,98x10-7
x 4 π (600)2
= 0,44 (watt)
Conocida la potencia imaginaria, calculamos Q:
075.0
44.0
=Q = 5,87
Ahora podemos determinar el NPS:
NPS = 118,75 + 10 log 5,87 –20 log 24,75 –10,5 = 88,06 dB
c) Fuente no Direccional en un Campo no Libre:
Para una fuente no direccional en un campo no libre usamos la ecuación 20
5,0
4
4
1
log10 2
+





+
∗∗
+=
Rr
NWSNPS
π
En la ecuación anterior no conocemos la constante de la sala R, de la
ecuación 19 tenemos:
P
PS
R
α
α
−
=
1
Para determinar la constante de la sala necesitamos conocer el coeficiente
de absorción promedio αP , que esta dado por la ecuación 18:
n
nn
P
SSS
SSS
+++
+++
=
.......
.......
21
2211 ααα
α
Como antecedentes tenemos:
El 75% de las paredes laterales y extremas están cubiertas por un material
X, el 25% restante y el piso son de concreto no tratado y el cielo en su totalidad
esta tratado con un material Y
Paredes laterales S = 8.000 pie2
Paredes extremas S = 5.600 pie2
Total S paredes S = 13.500 pie2
46

75 % S paredes S1 = 10.125 pie2
25 % S paredes S3 = 3.375 pie2
Superficie Cielo S2 = 7.000 pie2
Superficie piso S3 = 7.000 pie2
( ) ( ) ( )( )
500.27
02.0000.7375.375.0000.769.0125.10 ∗++∗+∗
=pα = 0,45
Conocido el coeficiente promedio de absorción calculamos la constante de
la sala R:
45.01
45.0500.27
−
∗
=R = 22.500
El NPS de la ecuación 20 es:
( )
5,0
500.22
4
75.244
1
log1075,118 2
+







+
∗∗
+=
π
NPS = 84,13 dB
d) Fuente Direccional en Campo no Libre
Para una fuente direccional en un campo no libre usamos la ecuación 21
5,0
4
4
log10 2
+





+
∗∗
+=
Rr
Q
NWSNPS
π
Reemplazando valores tenemos:
( )
5.0
500.22
4
75.244
87.5
log1078.118 2
+







+
∗∗
+=
π
NPS = 89,01 dB
e) Fuente en Campo Reverberante:
Para una fuente en un campo reverberante usaremos la ecuación 22 para
determinar el NPS.
5,6log10 +−= RNWSNPS
Reemplazando valores tenemos:
NPS = 118,78 –10 log 22.500 +6,5 = 81.76 dB
47

1.16 MEDICION DEL SONIDO.
La audición es el resultado de una serie de procesos acústicos, mecánicos,
nerviosos y mentales dentro de la combinación oído-cerebro que dan a una
persona la impresión de sonido. La impresión que un humano recibe no es
idéntica a la forma de onda acústica verdadera presente en el canal auditivo
porque parte de la entropía de la onda se pierde.
La agudeza del oído humano es asombrosa, ya que puede detectar cantidades
minúsculas de distorsión y aceptar un enorme rango dinámico. El único criterio de
calidad de que se dispone consiste en el hecho de que si el oído es incapaz de
detectar distorsión alguna, se dice que el sonido es perfecto. Por tanto, el criterio
de calidad es completamente subjetivo y sólo se puede comprobar mediante
pruebas de audición.
Estructura física del oído. El oído se divide en tres zonas, llamadas oído
externo, oído medio y oído interno, de acuerdo a su ubicación en el cráneo. El
oído externo es la parte del aparato auditivo que se encuentra en posición lateral
al tímpano. Comprende la oreja y el conducto auditivo externo, que mide tres
centímetros de longitud, como se puede observar en la Figura VI .
Figura VI . Oído externo
El oído medio se encuentra situado en la cavidad timpánica llamada caja
del tímpano, cuya cara externa está formada por el tímpano, que lo separa del
oído externo. Incluye el mecanismo responsable de la conducción de las ondas
sonoras hacia el oído interno. Es un conducto estrecho, que se extiende unos
quince milímetros en un recorrido vertical y otros quince en recorrido horizontal. La
impedancia del oído es mucho más alta que la del aire y el oído medio actúa como
un transformador adaptador de impedancias que mejora la transferencia de
potencia.
Hay una cadena formada por tres huesos pequeños y móviles que atraviesa el
oído medio. Estos tres huesos reciben los nombres de martillo, yunque y estribo.
48

Los tres conectan acústicamente el tímpano con el oído interno, que contiene un
líquido. Ver la Figura VII .
Figura VII . Oído medio
El oído interno, o laberinto, se encuentra en el interior del hueso temporal
que contiene los órganos auditivos y del equilibrio. Está separado del oído medio
por la ventana oval. El oído interno consiste en una serie de canales
membranosos alojados en una parte densa del hueso temporal, y está dividido en:
cóclea (en griego, "caracol óseo"), vestíbulo y tres canales semicirculares (Ver la
Figura VIII ). Estos tres canales se comunican entre sí y contienen un fluido
gelatinoso denominado endolinfa.
Figura VIII . Oído interno
Proceso de audición. Los sonidos penetran al oído a través de la oreja y
chocan con el tímpano haciéndolo vibrar. Esta vibración es recibida por los tres
huesecillos articulados en cadena y controlados por dos pequeños pero poderosos
músculos. El final de la cadena lo constituye el estribo que está alojado en un
nicho llamado ventana oval que es el lugar por donde ingresa el sonido (oído
interno) a la cóclea o caracol. Los movimientos del estribo producen
desplazamientos del líquido en el oído interno que estimulan las terminaciones
nerviosas o células ciliadas, lugar donde realmente comienza el proceso auditivo.
49

Las células nerviosas estimuladas, envían la señal por el nervio auditivo
hasta los centros del cerebro, donde el estimulo eléctrico es procesado.
Audibilidad. La respuesta que da el oído al estimulo sonoro varía con la
frecuencia y con el nivel de presión o intensidad sonora. El oído tiene su respuesta
propia, particular al ruido , esta no es una simple medición de un fenómeno físico
sino mas bien una sensación auditiva. No podemos comparar el oído con un
instrumento de medición de sonido, su comportamiento frente al estimulo sonoro
es muchísimo más complejo tal comportamiento corresponde a un órgano que
tiene características fisiológicas. A la magnitud de la sensación auditiva se le
llama audibilidad y no debe confundirse con otras características distintas del
sonido. Por ejemplo, un ruido puede ser de tono alto o bajo, penetrante o
apagado, desordenado o calmado, pero todo esto en conjunto puede ser
interpretado por un valor de la audibilidad. La audibilidad es una característica del
sonido pero es una característica fisiológica, o sea, en relación al hombre, al oído
humano, y no debe confundirse con la presión sonora, intensidad sonora,
frecuencia o cualquier otra característica de tipo físico.
La audibilidad no puede ser medida directamente con un medidor de nivel
sonoro ordinario, a menos que las características del oído sean reproducidas en el
instrumento.
Esto es difícil de llevar a efecto a causa de la complejidad del oído, de
modo que los instrumentos son simplemente diseñados para nivel de presión
sonora, pero ellos pueden parcialmente simular el oído al usar filtros ponderadores
de frecuencia.
El nivel de presión sonora tiene la ventaja de ser una medida objetiva y
bastante cómoda de la intensidad del sonido, pero tiene la desventaja de que está
lejos de representar con precisión lo que realmente se percibe. Esto se debe a que
la sensibilidad del oído depende fuertemente de la frecuencia. En efecto, mientras
que un sonido de 1 kHz y 0 dB ya es audible, es necesario llegar a los 37 dB para
poder escuchar un tono de 100 Hz, y lo mismo es válido para sonidos de más de
16 kHz.
Cuando esta dependencia de la frecuencia de la sensación de sonoridad
fue descubierta y medida (por Fletcher y Munson, en 1933, ver gráfica), se
pensaba que utilizando una red de filtrado (o ponderación de frecuencia)
adecuada sería posible medir esa sensación en forma objetiva. Esta red de filtrado
tendría que atenuar las bajas y las muy altas frecuencias, dejando las medias casi
inalteradas. En otras palabras, tendría que intercalar unos controles de graves y
agudos al mínimo antes de realizar la medición.
50

Curvas de Fletcher y Munson
Había sin embargo algunas dificultades para implementar tal instrumento o
sistema de medición. El más obvio era que el oído se comporta de diferente
manera con respecto a la dependencia de la frecuencia para diferentes niveles
físicos del sonido. Por ejemplo, a muy bajos niveles, sólo los sonidos de
frecuencias medias son audibles, mientras que a altos niveles, todas las
frecuencias se escuchan más o menos con la misma sonoridad. Por lo tanto
parecía razonable diseñar tres redes de ponderación de frecuencia
correspondientes a niveles de alrededor de 40 dB, 70 dB y 100 dB, llamadas A, B
y C respectivamente. La red de ponderación A (también denominada a veces
red de compensación A) se aplicaría a los sonidos de bajo nivel, la red B a los de
nivel medio y la C a los de nivel elevado (ver figura). El resultado de una medición
efectuada con la red de ponderación A se expresa en decibeles A, abreviados
dBA o algunas veces dB(A), y análogamente para las otras
.
CURVAS DE PONDERACIÓN A, B y C
51

Por supuesto, para completar una medición era necesaria una suerte de
recursividad. Primero había que obtener un valor aproximado para decidir cuál de
las tres redes había que utilizar, y luego realizar la medición con la ponderación
adecuada.
La segunda dificultad importante proviene del hecho de que las curvas de
Fletcher y Munson (al igual que las finalmente normalizadas por la ISO,
Organización Internacional de Normalización) son sólo promedios estadísticos,
con una desviación estándar (una medida de la dispersión estadística) bastante
grande. Esto significa que los valores obtenidos son aplicables a poblaciones no a
individuos específicos. Más aún, son aplicables a poblaciones jóvenes y
otológicamente normales, ya que las mediciones se realizaron con personas de
dichas características.
La tercera dificultad tiene que ver con el hecho de que las curvas de
Fletcher y Munson fueron obtenidas para tonos puros, es decir sonidos de una
sola frecuencia, los cuales son muy raros en la Naturaleza. La mayoría de los
sonidos de la vida diaria, tales como el ruido ambiente, la música o la palabra,
contienen muchas frecuencias simultáneamente. Esta ha sido tal vez la razón
principal por la cual la intención original detrás de las ponderaciones A, B y C fue
un fracaso.
Estudios posteriores mostraron que el nivel de sonoridad, es decir la
magnitud expresada en una unidad llamada fon que corresponde al nivel de
presión sonora (en decibeles sin ponderación) de un tono de 1 kHz igualmente
sonoro, no constituía una auténtica escala. Por ejemplo, un sonido de 80 fon no es
el doble de sonoro que uno de 40 fon. Se creó así una nueva unidad, el son, que
podía medirse usando un analizador de espectro (instrumento de medición
capaz de separar y medir las frecuencias que componen un sonido o ruido) y
algunos cálculos ulteriores. Esta escala, denominada simplemente como
sonoridad, está mejor correlacionada con la sensación subjetiva de sonoridad, y
por ello la ISO normalizó el procedimiento (en realidad dos procedimientos
diferentes según los datos disponibles) bajo la Norma Internacional ISO 532. En la
actualidad existen inclusive instrumentos capaces de realizar automáticamente la
medición y los cálculos requeridos para entregar en forma directa la medida de la
sonoridad en son.
Hay diversos procedimientos para saber cuan audible es un ruido:
1. Un método sencillo, pero muy aproximado es obtener
mediciones con un medidor de nivel sonoro ponderado y
convertir estas mediciones a valores de audibilidad, pero este
frecuentemente no es adecuado.
2. Otra posibilidad es el método “jurado de sonido” que consiste en
que un grupo de personas debidamente seleccionadas
comparan al ruido que se quiere medir con otro sonido de
referencia.
52

3. Un tercer método depende de un análisis de frecuencia en
bandas de octavas y luego conocido el nivel de presión sonora
en cada banda se calcula la audibilidad.
Unidades de medidas de la Audibilidad:
 Escala Fon: Así como para la presión sonora, intensidad
sonora, etc., tenemos lo que hemos llamado nivel de presión
sonora, nivel de intensidad sonora, etc., asís igualmente la
audibilidad puede expresarse a través de un nivel de
audibilidad, pero en este caso la unidad no es el dB sino que
recibe el nombre de “fon”. El nivel de referencia elegido es un
sonido de presión igual a 0,0002 µbar y de frecuencia igual a
1.000 cps (Hz), o sea, un tono de 1.000 cps.
Los resultados del “juicio sonoro” se dan al expresar el nivel de
presión sonora de un tono de 1.000 cps que tiene la misma
audibilidad que el sonido desconocido.
Por ejemplo, si los observadores encuentran en promedio que un
ruido es escuchado tal como un tono de 1.000 cps que tiene un
nivel de presión sonora de 60 dB, entonces se dice que ese
ruido tiene un nivel audible de 60 fones. El término Fon: es el
nombre de la unidad de nivel audible y siempre que se usa
significa mediciones de sonidos hechas por un jurado e
involucra ya sea directa o indirectamente el intento de
predecir los resultados que un jurado sonoro obtendrá al
hacer una de estas comparaciones.
 Escala Son: Una distinción importante en acústica se hace entre
los términos “Audibilidad” y “niveles de Audibilidad”. La
unidad de audibilidad es el “son”, para cada valor en fones hay
un valor correspondiente en sones. Dentro de ciertos límites
puede definirse por la ecuación:
Donde:
N = audibilidad en sones
NA = nivel audible en fones
Por definición la audibilidad de 1 son ha sido arbitrariamente seleccionada
para corresponderá un nivel audible de 40 fones.
53
Log N = 0,03 NA – 1,2 ecuación 23

1.17 INSTRUMENTOS DE MEDICION SONORA.
Se hace imprescindible considerar una serie de parámetros a la hora de
realizar la selección de un sonómetro. Existe una variedad muy amplia de fuentes
de ruido y de ambientes ruidosos. De la misma forma, es posible obtener varios
indicadores que caracterizan a esas fuentes y paisajes sonoros. Esta situación
determina que no siempre sean los mismos objetivos los que se persiguen cuando
se decide realizar mediciones de ruido.
El sonómetro es un equipo que permite cuantificar objetivamente el nivel de
presión sonora. En esencia se compone de un elemento sensor primario
(micrófono), circuitos de conversión, manipulación y transmisión de variables
(módulo de procesamiento electrónico) y un elemento de presentación o unidad de
lectura. Cumpliendo, así, con todos los aspectos funcionales inherentes a un
instrumento de medición.
Teniendo en cuenta la existencia de varios tipos de ruido (continuo,
impulsivo, aleatorio, eventual), es de suponer la existencia de variedad de
sonómetros para la cuantificación de los mismos. Lo anterior define la utilización
de uno u otro instrumento. Los parámetros que puedan ser analizados durante la
medición, o postmedición, están en correspondencia con el equipamiento
disponible y sus potencialidades. De aquí se desprende que no todos los
medidores de nivel sonoro tienen idénticas posibilidades. Se diferencian en
precisión, rango dinámico, fiabilidad, etc. Surgiendo, de hecho, la necesidad de
elegir. ¡Y de elegir lo necesario! ¿Pero cómo?
Para ello será preciso tener en cuenta el uso que se le dará al equipo. Aquí
entran a desempeñar su papel dos aspectos que se combinan: entorno y
objetivos de las mediciones. Esto recoge si se realizarán en ambientes laborales,
si para la comprobación de ruido comunitario, si para la realización de mediciones
generales, si para diagnosticar el estado de máquinas, si para comprobar los
efectos de un aislamiento, etc.
EL SONÓMETRO: El Sonómetro es un instrumento diseñado para
responder al sonido en aproximadamente la misma manera que lo hace el oído
humano y dar mediciones objetivas y reproducibles del nivel de presión sonora.
Existen muchos sistemas de medición sonora disponibles. Aunque son diferentes
en el detalle, cada sistema consiste de un micrófono, una sección de
procesamiento y una unidad de lectura.
El micrófono convierte la señal sonora a una señal eléctrica equivalente. El
tipo más adecuado de micrófono para sonómetro es el micrófono de condensador,
el cual combina precisión con estabilidad. La señal eléctrica producida por el
micrófono es muy pequeña y debe ser amplificada por un preamplificador antes de
ser procesada.
54

Varios procesamientos diferentes pueden aplicarse sobre la señal. La señal
puede pasar a través de una red de ponderación. Es relativamente construir un
circuito electrónico cuya sensibilidad varíe con la frecuencia de la misma manera
que el oído humano, y así simular las curvas de igual sonoridad: Esto ha resultado
en tres diferentes características estandarizadas internacionalmente, las
ponderaciones "A", "B" y "C". Además de una o más de éstas redes de
ponderación, los sonómetros usualmente tienen también una red "LINEAL". Esto
no pondera la señal, sino que deja pasar la señal sin modificarla.
Cuando se requiere más información, el rango de frecuencia de 20 Hz a 20
kHz puede ser dividido en secciones o bandas. Estas bandas tienen usualmente
un ancho de banda de una octava o un tercio de octava (una octava es una banda
de frecuencia donde la más alta frecuencia es dos veces la más baja frecuencia).
Después que la señal ha sido ponderada y/o dividida en bandas de frecuencia, la
señal resultante es amplificada, y se determina el valor Root Mean Square (RMS)
con un detector RMS. El RMS es un valor promedio matemático especial y es de
importancia en las mediciones de sonido porque está relacionado directamente
con la cantidad de energía del sonido que está siendo medido.
La última etapa del sonómetro es la unidad de lectura que muestra el nivel
sonoro en decibeles (dB), u otros como el dBA, que significa que el nivel sonoro
medido ha sido ponderado con el filtro A. La señal también puede estar disponible
en salidas AC o DC, para la conexión de instrumentos externos para un posterior
procesamiento.
Existen diversos tipos de sonómetros que se diferencian principalmente del
grado de precisión que deben cumplir en relación a los valores que son capaces
de medir. Ellos son los sonómetros tipo 0, 1, 2 y 3. El sonómetro Tipo 0 se utiliza
generalmente en laboratorios especializados y sirve como dispositivo estándar de
referencia. El Tipo 1, se utiliza tanto en laboratorio como en terreno cuando el
ambiente acústico debe ser especificado y/o medido con precisión. El Tipo 2, es
adecuado para mediciones generales en terreno y el tipo 3 se utiliza para realizar
mediciones de reconocimiento.
55
Pistofono
CalibradorMicrófonos

A continuación se proponen diez indicadores técnicos que deben facilitar la
tarea de elegir un sonómetro:
1. Clase del instrumento: Puede ser de clase 0, 1, 2, 3. Depende
de la precisión buscada en las mediciones y del uso que se
requiera del instrumento.
Clase 0: se utiliza en laboratorios. Sirve como referencia.
Clase 1: empleo en mediciones de precisión en el terreno.
Clase 2: utilización en mediciones generales de campo.
Clase 3: empleado para realizar reconocimientos. Mediciones
aproximadas.
2. Micrófono suministrado: Este aspecto es de suma importancia
puesto que determina el rango de frecuencias que podrá analizar
el instrumento. Aquí debe tenerse en cuenta el tipo de micrófono,
su sensibilidad, la banda de frecuencias, la capacitancia (pF) y el
nivel de ruido inherente. Este último no es más que la
combinación de valores de ruido eléctrico y térmico que sufre el
micrófono a 20 °C (expresados en dB). Varía de un tipo a otro de
ponderación de frecuencias. Es necesario conocer, además, por
cuáles micrófonos es posible intercambiar el suministrado. Y,
también, la respuesta del instrumento ante los infra y
ultrasonidos, en el caso que sean de interés.
3. Parámetros de medida: Este aspecto determina los tipos de
mediciones que pueden hacerse con el instrumento. Los
parámetros consideran dos tipos de ponderaciones, a saber:
Ponderaciones de frecuencia: pueden ser A, B, C, D, U.
Ponderaciones de tiempo: pueden ser S (slow), F (fast), I
(impulsive) y Peak (pico).
Es significativo que no todos los modelos de sonómetros
cuenten con el total de ponderaciones existentes. Una vez más
se hace imprescindible conocer, para no fallar en la elección, qué
se quiere medir y con qué objetivo. En la práctica, como se
puede deducir, es posible combinar las compensaciones de
tiempo y frecuencia del instrumento, en dependencia de las
características del evento acústico a estudiar.
A continuación se ofrece, en las tablas 1 y 2, una breve
caracterización de cada una de ellas.
56

Tabla 1. Ponderaciones de Frecuencia
Ponderaciones
de frecuencia
Caracterización
A Es la red de ponderación más comúnmente utilizada para la
valoración de daño auditivo e inteligibilidad de la palabra. Empleada
inicialmente para analizar sonidos de baja intensidad, es hoy,
prácticamente, la referencia que utilizan las leyes y reglamentos
contra el ruido producido a cualquier nivel.
B Fue creada para modelar la respuesta del oído humano a
intensidades medias. Sin embargo, en la actualidad es muy poco
empleada. De hecho una gran cantidad de sonómetros ya no la
contemplan.
C En sus orígenes se creó para modelar la respuesta del oído ante
sonidos de gran intensidad. En la actualidad, ha ganado prominencia
en la evaluación de ruidos en la comunidad, así como en la
evaluación de sonidos de baja frecuencia en la banda de frecuencias
audibles.
D
Esta red de compensación tiene su utilidad en el análisis del ruido
provocado por los aviones.
U
Es una red de ponderación de las más recientes. Se aplica para medir
sonidos audibles en presencia de ultrasonidos.
Tabla 2. Ponderaciones de Tiempo
Ponderaciones
de tiempo
Caracterización
S
El instrumento responde lentamente ante los eventos sonoros. El
promediado efectivo de tiempo es de aproximadamente un segundo.
F Brinda una respuesta al estímulo sonoro más rápida. La constante de
tiempo es menor (0.125 segundos) y por tanto, puede reflejar
fluctuaciones poco sensibles a la ponderación anterior.
I
Tiene una constante de tiempo muy pequeña. Se emplea para juzgar
cómo influye, en el oído humano, la intensidad de sonidos de corta
duración.
Peak Permite cuantificar niveles picos de presión sonora de
extremadamente corta duración (50 microsegundos). Posibilitando la
determinación de riesgo de daño auditivo ante los impulsos.
4. Funciones especializadas: Este aspecto esta regido por el
diseño de cada modelo de sonómetro. Dichas funciones dan
posibilidades para el estudio más completo del paisaje sonoro
que se analiza. Pueden ser los valores RMS, pico, filtros para
corregir los efectos de pantalla y la incidencia sonora frontal o
aleatoria, almacenamiento del historial de calibración, detectores
de sobrecarga, nivel de criterio, nivel de umbral, filtros para
análisis de infrasonidos y ultrasonidos...
57

5. Salidas auxiliares: Debe contar con salida de corriente continua
(CC) y de corriente alterna (CA). La salida CA es fundamental
para posibles mediciones con cinta para audio digital (DAT,
siglas en inglés) El DAT se conecta a la salida de CA obteniendo
un registro de la señal que permite analizarla posteriormente.
Una impedancia de salida aceptable puede ser 100 ohm. No
todos los sonómetros ofrecen la salida auxiliar de CA.
6. Capacidad de almacenamiento: En dependencia de los
objetivos que se fijen. Es importante si no se dispone de
grabadores DAT. Puesto que pueden mantenerse los registros
para su posterior análisis con un software adecuado. Tiene la
ventaja que permite recuperar los datos y mostrarlos en pantalla,
imprimirlos o transferirlos a la computadora para un estudio
superior. El inconveniente es que los software de análisis se
venden como elementos opcionales. ¡El costo de la inversión se
dispara!
7. Módulos de software opcionales: Característica muy vinculada
a la anterior. Permite realizar análisis más complejos de las
señales: análisis espectrales y estadísticos, informes
periódicos... En el caso del análisis de frecuencias, de oficio, se
requerirá de juegos de filtros de 1/1 y 1/3 de octava (que en
muchos casos se suministran como opcionales). Sin embargo,
es posible también utilizar un grabador DAT con una entrada
compatible con la salida de CA del sonómetro, para luego
transferir la información a la computadora. Para lo que se
necesita, además del DAT, de una tarjeta de sonido común que
genere archivos .WAV. Es una posibilidad que puede resultar
muy conveniente para cuando se dispone de escasos recursos.
8. Control de medición: puede ser manual o con tiempo
preestablecido (en el último caso existen equipos con
posibilidades de almacenamiento automático que van desde 1
segundo hasta 24 horas). Hay sonómetros que permiten
programar la fecha y hora de inicio de las mediciones con varias
semanas de antelación. Es un factor a considerar en mediciones
de eventos de ruido con largos intervalos temporales.
9. Interfaz de usuario: debe velarse por una disposición lógica de
las funciones. Teclas marcadas claramente y un tamaño de
pantalla que no dificulte los análisis in situ. Además, no debe
subestimarse la presencia de una ruta amigable durante la
configuración de los parámetros de medición y la protección de
los datos.
58

10. Accesorios opcionales: Existe una gran variedad de accesorios
opcionales que deben ser elegidos en dependencia del uso
destinado al sonómetro y de las posibilidades monetarias.
Algunos de ellos son: programas de análisis, calibradores,
impresoras portátiles, trípodes, pantallas antiviento, extensores,
fuentes de alimentación, maletas de transporte, juegos de filtro
de 1/1 y 1/3 de octava y otros.
Filtros de Ponderación: Los medidores de nivel sonoro están equipados
con filtros de ponderación los cuales tienen por objeto ajustar la respuesta del
instrumento a la frecuencia de manera de tener una respuesta algo semejante a la
que el oído da al ruido.
Como se sabe, la escala A es la mas utilizada internacionalmente a la
hora de establecer limites de exposición al ruido, pero, según esa misma
referencia, los intervalos de presión sonora en los que la respuesta de los
aparatos de medida se adapta mas a la realidad son los siguientes:
Escala A para < 55 dB
Escala B para 55-85 dB
Escala C para 85-120 dB
Escala D para > 120 dB
Filtros A y B: para ajustar la respuesta a la frecuencia en las frecuencias
inferiores del espectro y aproximar esta respuesta a los contornos de igual
audibilidad del oído humano. Estos por atenuación de las frecuencias inferiores
proporcionan una respuesta lo más ajustada posible al comportamiento del oído
en los niveles de presión sonora inferiores a 85 dB.
La mayor atenuación en las bajas frecuencias la proporciona el filtro A, en
tanto que el filtro B proporciona un grado intermedio. Estos filtros se conocen
respectivamente como filtros 40 y 70 dB a causa de su semejanza con los
contornos de igual audición en estos niveles.
Filtro C: este filtro proporciona igual respuesta del medidor de nivel sonoro
a sonidos de todas las frecuencias dentro del rango de frecuencias del
instrumento.
Es decir, la respuesta de este filtro es plana. Esta característica del filtro
permite aprovecharla en dos sentidos:
1. Cuando se requiere conocer las características físicas del ruido,
por ejemplo cuando se hacen análisis de bandas de octavas.
2. Además aproxima la respuesta en los niveles sonoros altos del
mismo modo como lo hace el oído (85 dB y más).
59

En todo caso la lectura con el filtro C representa una medida del nivel de
presión sonora física o real..
DOSÍMETROS. Un dosímetro es un tipo especial de sonómetro integrador
diseñado como equipo portátil para que pueda ser colocado en el bolsillo del
trabajador cuya exposición al ruido se desea medir.
Las lecturas que proporcionan los dosímetros es la dosis de ruido que
podemos definir como la cantidad de ruido recibida por un trabajador, y se
expresa generalmente como un % de la dosis máxima (100%).
Igual que sucede con el nivel de presión acústica continua equivalente
ponderado A, la dosis engloba dos conceptos; un Nivel de Ruido y un tiempo de
exposición.
El dosímetro es, sin duda, el equipo ideal para la medición del ruido al que
está expuesto el trabajador, en especial, en aquellas tareas que requieren la
movilidad del trabajador en ambientes acústicos muy diferentes entre ellos.
ANALIZADORES DE FRECUENCIA. El medidor de nivel sonoro indica el
nivel de presión sonora para la totalidad del rango de frecuencia audible.
Pero a causa de la importancia que tiene la distribución de los niveles de
presión sonora en distintas regiones del espectro sonoro es necesario un análisis
de frecuencia. Estos instrumentos son los analizadores de frecuencias de los
cuales hay varios tipos, tenemos el analizador de banda angosta que hace análisis
en bandas de frecuencia de ancho igual a 1/35 avo de octava y el analizador de
bandas de octava el más conocido y el mas útil para mediciones de higiene
industrial.
60

1.18 CONTROL DE RUIDO.
Si bien la ingeniería de control de ruido industrial necesita algún
conocimiento fundamental de acústica; el problema depende igualmente de un alto
grado de ingenio por parte del higienecita industrial o de cualquier otro individuo
responsable del control del ruido.
Los principios generales de acústica han sido perfectamente bien
establecidos. Sin embargo, las complejidades de las fuentes de ruido industrial y
de sus ambientes tienen en la mayoría de los casos de soluciones empíricas, de
ahí que ciertos procedimientos experimentales son usuales en el desarrollo del
control de ruido.
El primer paso en cualquier problema de control de ruido es asegurar
información adecuada tanto en calidad como en cantidad y en relación con la
magnitud del problema. Esto significa medir el espectro del ruido y asegurarse
información completa sobre el ambiente en el cual existe el ruido.
El siguiente paso lógico es la comparación de información de los valores
cuantitativos del ruido con los criterios establecidos para evitar daño auditivo,
molestias o problemas de comunicación de la voz. Sería juicioso considerar como
sospechoso y motivo de control todos los niveles de ruido que exceden el criterio.
La cantidad de control de ruido requerida para cada una de las bandas de
frecuencia es aquella atenuación suficiente para reducir el ruido a un nivel dentro
del criterio seleccionado. Si este grado de reducción de ruido no se alcanza, algún
riesgo debe aceptarse.
61

Habiendo determinado el grado de reducción de ruido requerido, el
higienista industrial debe entonces considerar distintas medidas de control tales
como: diseño ingenieril, protectores personales o limitación del tiempo de
exposición. El método preferido de reducción de ruido es generalmente el control
ingenieril, tal como, cambio de la producción sonora de la fuente, aplicación de
barreras, absorción sonora o montaje de maquinas. Sin embargo, tal control no es
siempre posible o factible, en cuyo caso, otras medidas de control deben
emplearse tal como aparatos de protección personal, limitación del tiempo de
exposición o una combinación de estos.
Una vez tomadas las medidas de control, el paso final en el programa de
control de ruido, es volver a medir el ruido para determinar el grado de éxito
alcanzado por un método de control especifico.
El grado de éxito no estará determinado solamente sobre la base de una
evaluación subjetiva. Es imperativo volver a medir el espectro del ruido con el fin
de determinar cuanta reducción se obtuvo realmente.
Cuando en un área hay implicada mas de una fuente, es esencial reducir la
más ruidosa si se quiere alcanzar una reducción efectiva.
Hay que hacer notar que el sonido producido por una fuente simple puede
viajar por mas de una trayectoria hasta el punto en el cual se hace molesto. Por
eso es conveniente hacer diagramas de flujo ruidoso los cuales son una buena
ayuda para un análisis exacto de un problema dado.
Por ejemplo, fuentes sonoras instaladas en un encierro puede tener:
 Radiación directa por el aire a través de aberturas en el encierro
 Radiación sonora dentro del encierro debido a vibración
producida en la fuente y transmitida por trayectoria sólida al aire.
 Radiación indirecta desde el encierro, esto es, sonido generado
por la fuente, transmitido por el aire en el interior del encierro y
seguida vuelto a radiar por la pared exterior del encierro.
El problema está en determinar cual trayectoria lleva la mayor cantidad de
energía y entonces seleccionar métodos apropiados, para obtener la reducción
deseada a lo largo de ellas.
El modo de atacar un problema de ruido es algo análogo al modo de
controlar cualquier riesgo ambiental.
Las medidas de control apropiadas incluyen cuestiones tales como, cambio
en el proyecto y diseño de la planta, sustitución por un método menos riesgoso,
reducción del riesgo en su fuente y reducción del riesgo una vez que este ha
abandonado su punto de origen. Es útil seguir un método planificado de análisis
62

de modo que ninguna posible medida de control quede sin controlar o sin
examinar. La siguiente relación puede usarse para hacer tal análisis:
I. Proyecto de la Planta
II. Sustitución
A. Uso de equipo mas silencioso
B. Uso de proceso mas silencioso
C. Uso de material mas silencioso
III. Modificación de la fuente de ruido
A. Reducir la fuerza impulsora sobre una superficie vibrante
1. Mantener el equilibrio dinámico
2. Minimizar la velocidad rotacional
3. Aumentar la duración del ciclo de trabajo
4. Decuplar la fuerza impulsora
B. Reducir respuesta de superficie vibrante
1. Aumentando la amortiguación
2. mejorando las uniones
3. Aumentando la rigidez
4. Aumentando la masa
5. Cambiando las frecuencias resonantes
C. Reducir área de la superficie vibrante
1. reduciendo dimensiones totales
2. Perforando la superficie
D. Usar direccionalidad de la fuente
E. Reducir la velocidad de flujo del fluido
F. Reducir la turbulencia
IV.Modificación de la onda sonora
A. Confinar la onda sonora
B. Absorber la onda sonora
1. Absorber sonido dentro de la sala
2. Absorber sonido a lo largo de la trayectoria de transmisión
C. Usar fenómeno de resonancia
I. Proyecto de plantas.
Una de las mejores oportunidades para el higienista industrial en el campo
de control de ruido es guiar el diseño de nuevas plantas y la modernización de las
existentes. De esta manera los problemas de ruido pueden ser evitados. Un
proyecto exitoso implica:
 Conocimiento de las características de ruido de cada máquina,
proceso y ambiente
 Selección del criterio de diseño
 Aislamiento geográfica de las operaciones ruidosas cuyo control
no es practico.
Junto con las especificaciones de diseño contenidas en las placas de
características de las máquinas debiera incorporarse un dato sobre la producción
63

de ruido de la máquina. Esto permitirá frente a varias opciones posibles,
seleccionar el equipo mas apropiado.
II. Sustitución.
A. Uso de Equipo más silencioso: A veces es posible sustituir una
máquina por otra menos ruidosa. Cuando se adquiere un equipo nuevo, el tipo y
velocidad deben seleccionarse, sobre la base del criterio de ruido aplicable. Por
ejemplo los ventiladores axiales producen ruido de mas alta frecuencia que los
ventiladores centrífugos. Puesto que el criterio específica niveles de ruido bajo en
las frecuencias altas, un ventilador centrífugo podría proporcionar un nivel de ruido
aceptable. Los ventiladores que trabajan a altas velocidades son más ruidosos
que aquellos que lo hacen a bajas velocidades; en efecto el nivel de intensidad
sonora varía con la quinta potencia de la velocidad.
En general los engranajes rectos son más ruidosos que los engranajes
helicoidales. El uso de transmisión por correa asegura una operación más
silenciosa que la transmisión por engranajes. El ruido producido por el chorro de
aire usado para botar las piezas cortadas en las prensas, puede ser eliminado al
usar un botador mecánico.
En general las herramientas portátiles neumáticas son mas ruidosas que las
herramientas eléctricas.
B. Uso de Procesos mas silenciosos: La sustitución de soldado en vez
de remachado proporciona una reducción de ruido importante, también se
consigue una reducción importante reemplazando el remachado por apernado de
alta resistencia. La llave para apretar las tuercas es por si misma una fuente de
ruido indeseable aunque no es tan mala como un martillo de remachado. A veces
es posible reducir el ruido al sustituir el desbastado con cincel neumático por
esmerilado.
64
Ventilador Axial Ventilador centrífugo

C. Uso de Materiales mas silenciosos: Los materiales usados para
construir edificios, máquinas cañerías o estanques tienen vital importancia en
control de ruido. Algunos materiales y estructuras tienen una amortiguación alta;
otros tienen poca y suenan cuando se les golpea.
Si dos materiales que están juntos se golpean y producen ruido, el ruido
puede reducirse al amortiguar el material o introduciendo un tope elástico entre
ellos.
Buenos materiales para topes son el caucho y los plásticos. Como ejemplos
se pueden mencionar los rellenos y empaquetaduras, los gorros para cabezas de
martillos, etc.
III. Modificación de la Fuente de Ruido.
Es conveniente al discutir este tipo de control separar las fuentes de ruido
en dos categorías generales, determinadas por los mecanismos de generación de
la onda sonora:
 La primera categoría incluye fuentes de ruido en la cual la onda
sonora resulta del movimiento superficial de un líquido o sólido
vibrante.
 La segunda categoría consiste de fuentes sonoras que resultan
desde la turbulencia de un medio gaseoso. Estas últimas fuentes
se originan por las interacciones entre el flujo de gas de alta
velocidad y el aire que lo rodea.
Hay también combinaciones de estas dos categorías. Uno de los primeros
pasos que deben darse en este tipo de control sería la reducción de las fuerzas
que en último término se transforman en vibraciones generadoras de ruidos. De la
misma manera, la reducción de las velocidades de flujo de los gases tendrá su
efecto sobre la generación de ruido por turbulencia.
65
Almohadillas de Hule Juntas Expansión Hule

Las fuerzas comúnmente encontradas en el equipo industrial pueden ser
descritas como fuerzas mecánicas repetitivas y fuerzas de impacto no repetidas.
A. Reducción de la Fuerza Impulsora sobre una Superficie Vibrante:
La fuerza repetitiva, resulta del desequilibrio en masas que rotan, ella aumenta
con el aumento de la velocidad rotacional. Las fuerzas repetitivas desequilibradas
pueden también producir por masa recíprocas tal como pistones, émbolos. Para
minimizar la magnitud de tales fuerzas es necesario equilibrar dinámicamente las
masas que deben moverse. Para mantener este equilibrio es esencial la
manutención de los descansos y lubricación apropiada.
El aumento de la velocidad resulta en fuerzas mayores y generalmente en
mayores niveles de ruido. Por eso, ninguna máquina debería operar a alta
velocidad innecesariamente.
La fuerza de impacto (la cual es generalmente no repetitiva en términos
audibles) se presenta en la mayoría de la operaciones de fabricación metálica,
tales como punzonado, forjado, remachado y cortado. A causa de la corta
duración de la mayoría de las fuerzas de impacto, el ruido depende en gran
medida de la amplitud máxima de la fuerza. El mismo trabajo puede a veces
efectuarse con una fuerza mas pequeña desarrollada en un periodo de tiempo
mas largo.
B. Reducción de la Respuesta de la Superficie Vibrante: esto puede
hacerse amortiguando la masa vibrante, mejorando sus soportes, aumentando su
rigidez, aumentando su masa o cambiando sus frecuencias resonantes.
66
Colgantes de Hule Soportes de Resortes Tacones de Hule

C. Reducir Area de Superficie Vibrante: La energía sonora generada por
superficies vibrantes depende no solamente de la velocidad del movimiento de la
superficie sino también del área de la superficie radiante.
Superficies grandes en relación a la longitud de onda de sonido en el medio
de que se trate, generan ruidos de baja frecuencia. Cualquier superficies de unos
pocos centímetros cuadrados radia sonido en frecuencia sobre 1.000 cps. En
general cualquier área de forma regular con una dimensión mayor que un cuarto
de longitud de onda puede radiar sonido en la frecuencia correspondiente a esa
longitud de onda en el aire.
Las superficies que radian sonido de baja frecuencia pueden algunas veces
devenir en radiaciones menos eficientes al dividirlos en pequeños segmentos o
también reduciendo el área total.
D. Usar Direccionalidad de la Fuente: La mayoría de las fuentes
industriales son direccionales, es decir, ellas radian mas sonido en una dirección
que en otra. Esta característica se puede aprovechar para hacer control al instalar
la fuente de tal modo que un mínimo del campo sonoro se manifieste en el punto o
área de interés.
Un ejemplo que permite un uso ventajoso de esta forma de control es una
chimenea vertical lo que dirige el sonido por encima del área ocupada.
Cuando se quiere proteger un punto que este ocupado en un campo
reverberante, hay cierta ventaja al dirigir la fuente sobre material altamente
absorbente, esto efectivamente reduce la potencia de la fuente.
E. Reducir la Velocidad de Flujo: Hay dos tipos de problemas en flujo de
chorros. El primer tipo tiene que ver con los sistemas de flujo de gas en los cuales
la presión estática del chorro en la tobera es menor que dos veces la presión del
chorro en el ambiente. Los niveles sonoros de cualquier chorro que reúnan estas
condiciones variarán con la sexta a octava potencia de la velocidad de la corriente
o directamente con el área y densidad del gas.
Los chorros como dispositivos propulsores directos pueden ser eficazmente
silenciados con silenciadores adecuados, lo interesante es seleccionar el
silenciador más adecuado. Los silenciadores pueden ser del tipo dispersivo,
disipativo o una combinación de ambos.
El silenciador dispersivo reduce la velocidad al esparcir el flujo en una gran
área. Este es muy efectivo para controlar ruido desde motores a chorro y escape
de maquinas neumáticas.
67

Manual asignatura. ruido y vibraciones

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