Control de ruido

El control o la mitigación del ruido es un conjunto de estrategias para reducir la contaminación acústica o el impacto de ese ruido , ya sea en exteriores o en interiores.

Las principales áreas de mitigación o reducción del ruido son: control del ruido del transporte , diseño arquitectónico , planificación urbana a través de ^códigos de zonificación [ ^{1 ]} y control del ruido ocupacional . El ruido de las carreteras y el ruido de las aeronaves son las fuentes más generalizadas de ruido ambiental ^{[ 2 ]} . Las actividades sociales pueden generar niveles de ruido que afectan constantemente la salud de las poblaciones que residen u ocupan áreas, tanto interiores como exteriores, cerca de lugares de entretenimiento que presentan sonidos y música amplificados que plantean desafíos significativos para estrategias efectivas de mitigación del ruido.

Se han desarrollado diversas técnicas para abordar los niveles de ruido en interiores, muchas de las cuales están contempladas en los códigos de construcción locales . En el mejor de los casos, se recomienda a los planificadores colaborar con los ingenieros de diseño para analizar las ventajas y desventajas del diseño vial y arquitectónico. Estas técnicas incluyen el diseño de muros exteriores, muros medianeros y sistemas de pisos y techos; además, existen numerosos métodos especializados para amortiguar la reverberación en espacios con fines específicos, como auditorios , salas de conciertos , locales de entretenimiento y eventos sociales, comedores, salas de grabación de audio y salas de reuniones.

Muchas de estas técnicas se basan en aplicaciones de la ciencia de los materiales para la construcción de deflectores acústicos o el uso de revestimientos fonoabsorbentes en espacios interiores. El control del ruido industrial es una rama del control arquitectónico del ruido en interiores, con especial énfasis en métodos específicos de aislamiento acústico de la maquinaria industrial y para la protección de los trabajadores en sus puestos de trabajo.

El enmascaramiento sonoro consiste en la adición activa de ruido para reducir la molestia que producen ciertos sonidos, lo contrario del aislamiento acústico .

Cada organización tiene sus propios estándares, recomendaciones/directrices y normas sobre los niveles de ruido a los que los trabajadores pueden estar expuestos antes de que sea necesario implementar medidas de control del ruido.

Un modelo eficaz para el control del ruido es el modelo de fuente, trayectoria y receptor de Bolt e Ingard. ^{[ 9 ]} El ruido peligroso se puede controlar reduciendo la salida de ruido en su fuente, minimizando el ruido a medida que viaja a lo largo de una trayectoria hasta el oyente y proporcionando al oyente o receptor equipos para atenuar el ruido.

• Aislamiento acústico : previene la transmisión del ruido mediante la introducción de una barrera de masa. Los materiales comunes que poseen propiedades de alta densidad son el ladrillo, el vidrio grueso, el hormigón, el metal, etc.
• Absorción acústica : un material poroso que actúa como una "esponja acústica" al convertir la energía sonora en calor dentro del material. Los materiales comunes de absorción acústica incluyen baldosas desacopladas a base de plomo, espumas de celda abierta y fibra de vidrio.
• Amortiguación de vibraciones : aplicable a grandes superficies vibrantes. El mecanismo de amortiguación funciona extrayendo la energía de vibración de la lámina delgada y disipándola en forma de calor. Un material común es el acero insonorizado.
• Aislamiento de vibraciones : impide la transmisión de energía vibratoria desde una fuente a un receptor mediante la introducción de un elemento flexible o una barrera física. Los aisladores de vibraciones más comunes son los resortes, los soportes de goma, el corcho, etc.

Los estudios sobre barreras acústicas han mostrado resultados mixtos en cuanto a su capacidad para reducir eficazmente la contaminación acústica . ^{[ 11 ]} Los vehículos eléctricos e híbridos podrían reducir la contaminación acústica, pero solo si estos vehículos constituyen una alta proporción del total de vehículos en la carretera; incluso si el tráfico en un área urbana alcanzara una composición del cincuenta por ciento de vehículos eléctricos, la reducción general del ruido lograda sería de solo unos pocos decibelios y sería apenas perceptible. ^{[ 12 ]} El ruido de la autopista se ve menos afectado hoy en día por el tipo de motor , ya que los efectos a mayor velocidad están relacionados con la aerodinámica y el ruido de los neumáticos . Otras contribuciones a la reducción del ruido en la fuente son: mejoras en el diseño de la banda de rodadura de los neumáticos para camiones en la década de 1970, mejor blindaje de las chimeneas diésel en la década de 1980 y regulación local de vehículos sin silenciador . ^{[ 13 ]}

Las áreas más fértiles para la mitigación del ruido vial se encuentran en las decisiones de planificación urbana, el diseño de carreteras, el diseño de barreras acústicas, ^{[ 14 ]} el control de velocidad, la selección de pavimentos y las restricciones para camiones. El control de velocidad es efectivo ya que las menores emisiones sonoras provienen de vehículos que se mueven suavemente a 30 a 60 kilómetros por hora. Por encima de ese rango, las emisiones sonoras se duplican con cada cinco millas por hora de velocidad. A las velocidades más bajas, predomina el ruido de frenado y aceleración (del motor).

La elección del pavimento puede duplicar los niveles de ruido a velocidades superiores a 30 kilómetros por hora. Los pavimentos más silenciosos son porosos, con una textura superficial negativa y utilizan áridos de tamaño pequeño a mediano; los más ruidosos presentan superficies con surcos transversales, texturas superficiales positivas y áridos de mayor tamaño. La fricción superficial y la seguridad vial también son factores importantes a considerar en la elección del pavimento.

Al diseñar nuevas autopistas o vías arteriales urbanas , existen numerosas decisiones de diseño con respecto a la alineación y la geometría de la calzada. ^{[ 15 ]} El uso de un modelo informático para calcular los niveles de sonido se ha convertido en una práctica estándar desde principios de la década de 1970. De esta manera, se puede minimizar la exposición de los receptores sensibles a niveles de sonido elevados. Existe un proceso análogo para los sistemas de transporte público urbano y otras decisiones de transporte ferroviario. Los primeros ejemplos de sistemas ferroviarios urbanos diseñados utilizando esta tecnología fueron: las ampliaciones de la línea MBTA de Boston (década de 1970), la ampliación del sistema BART de San Francisco (1981), el sistema METRORail de Houston (1982) y el sistema de tren ligero MAX en Portland, Oregón (1983).

Las barreras acústicas pueden aplicarse a proyectos de transporte terrestre existentes o planificados. Son una de las medidas más eficaces para la rehabilitación de carreteras existentes y suelen reducir los niveles de ruido en las zonas adyacentes hasta en diez decibelios. Se requiere un modelo informático para diseñar la barrera, ya que el terreno, la micrometeorología y otros factores específicos de la zona hacen que el proyecto sea muy complejo. Por ejemplo, una carretera en un terraplén o con fuertes vientos predominantes puede generar un entorno donde la propagación del sonido atmosférico sea desfavorable para cualquier barrera acústica.

Al igual que con el ruido del tráfico rodado, se ha avanzado poco en la reducción del ruido de los aviones en su origen, salvo la eliminación de los motores ruidosos de la década de 1960 y anteriores. Debido a su velocidad y volumen, el ruido de los gases de escape de los motores de turbina a reacción no se puede reducir con métodos sencillos.

Las formas más prometedoras de reducir el ruido de los aviones son la planificación territorial, las restricciones a las operaciones de vuelo y el aislamiento acústico de las viviendas . Las restricciones de vuelo pueden incluir el uso preferencial de pistas, la trayectoria y pendiente de despegue, y limitaciones horarias. Estas tácticas a veces generan controversia, ya que pueden afectar la seguridad aérea, la comodidad de los pasajeros y la rentabilidad de las aerolíneas.

En 1979, el Congreso de los Estados Unidos autorizó ^{[ 16 ]} a la FAA a diseñar tecnología y programas para intentar aislar las viviendas cercanas a los aeropuertos. Si bien esto obviamente no ayuda al medio ambiente exterior, el programa ha sido eficaz para interiores residenciales y escolares. Algunos de los aeropuertos en los que se aplicó la tecnología en sus inicios fueron el Aeropuerto Internacional de San Francisco , ^{[ 17 ]} el Aeropuerto Internacional de Seattle-Tacoma , el Aeropuerto Internacional John Wayne y el Aeropuerto Internacional de San José ^{[ 18 ]} en California.

La tecnología subyacente es un modelo informático que simula la propagación del ruido de los aviones y su penetración en los edificios. Se pueden analizar las variaciones en los tipos de aeronaves, los patrones de vuelo y la meteorología local, así como los beneficios de estrategias alternativas de rehabilitación de edificios , como la mejora de los tejados, el acristalamiento de las ventanas , el aislamiento acústico de las chimeneas , el sellado de las juntas de construcción y otras medidas. El modelo informático permite evaluar la rentabilidad de diversas estrategias alternativas.

En Canadá, Transport Canada elabora pronósticos de exposición al ruido (NEF, por sus siglas en inglés) para cada aeropuerto, utilizando un modelo informático similar al que se usa en Estados Unidos. Se desaconseja el desarrollo de terrenos residenciales dentro de las áreas de alto impacto identificadas por el pronóstico. ^{[ 19 ]}

Revestimientos acústicos

Los motores de las aeronaves , generalmente turbofanes , utilizan revestimientos acústicos para amortiguar el ruido. Estos revestimientos se aplican en las paredes internas de la góndola del motor , tanto en los conductos de admisión como en los de derivación, y utilizan el principio de resonancia de Helmholtz para la disipación de la energía acústica incidente.

Las prácticas de control del ruido en la acústica arquitectónica incluyen la reducción de la reverberación del sonido en interiores, la mitigación de la transmisión del ruido entre habitaciones y el refuerzo de la envolvente exterior del edificio.

En el caso de la construcción de apartamentos , condominios , hospitales y hoteles nuevos (o remodelados) , muchos estados y ciudades tienen códigos de construcción estrictos con requisitos de análisis acústico, para proteger a los ocupantes del edificio. Con respecto al ruido exterior, los códigos generalmente requieren la medición del entorno acústico exterior para determinar el estándar de rendimiento requerido para el diseño de la envolvente exterior del edificio. El arquitecto puede trabajar con el científico acústico para llegar a los medios más rentables para crear un interior silencioso (normalmente 45 dBA ). Los elementos más importantes del diseño de la envolvente del edificio suelen ser: acristalamiento (espesor del vidrio, diseño de doble panel, etc.), metal perforado (usado interna o externamente), ^{[ 20 ]} material del techo, estándares de sellado, deflectores de chimenea , diseño de puertas exteriores, buzones, puertos de ventilación del ático y montaje de acondicionadores de aire a través de la pared. 

En cuanto al sonido generado dentro del edificio, existen dos tipos principales de transmisión. En primer lugar, el sonido aéreo viaja a través de paredes o conjuntos de pisos y techos y puede emanar de actividades humanas en espacios habitables adyacentes o de ruido mecánico dentro de los sistemas del edificio. Las actividades humanas pueden incluir voz, ruido de sistemas de sonido amplificados o ruido de animales. Los sistemas mecánicos son sistemas de ascensores , calderas , sistemas de refrigeración o aire acondicionado , generadores y compactadoras de basura. Las fuentes aerodinámicas incluyen ventiladores, neumática y combustión. El control de ruido para fuentes aerodinámicas incluye boquillas de aire silenciosas , silenciadores neumáticos y tecnología de ventiladores silenciosos . Dado que muchos sonidos mecánicos son inherentemente fuertes, el elemento de diseño principal es exigir que el conjunto de pared o techo cumpla con ciertos estándares de rendimiento, ^{[ 21 ]} (típicamente una clase de transmisión de sonido de 50), lo que permite una atenuación considerable del nivel de sonido que llega a los ocupantes.

El segundo tipo de ruido interior se denomina transmisión de Clase de Aislamiento de Impacto (IIC). Este efecto no se produce por transmisión aérea , sino por la transmisión del sonido a través del propio edificio. La percepción más común del ruido IIC es el sonido de los pasos de los ocupantes en los espacios habitables superiores. El ruido de baja frecuencia se transmite fácilmente a través del suelo y los edificios. Este tipo de ruido es más difícil de atenuar, pero se debe considerar el aislamiento del piso superior o la suspensión del techo inferior sobre perfiles elásticos .

Ambos efectos de transmisión mencionados anteriormente pueden provenir tanto de los ocupantes del edificio como de los sistemas mecánicos , como ascensores, sistemas de plomería o unidades de calefacción, ventilación y aire acondicionado. En algunos casos, basta con especificar la mejor tecnología de amortiguación de ruido disponible al seleccionar los componentes del edificio. En otros casos, puede ser necesario el montaje antivibración de los sistemas para controlar las vibraciones. En el caso de los sistemas de plomería, existen protocolos específicos, especialmente para las líneas de suministro de agua, para crear un aislamiento acústico de las tuberías dentro de las paredes del edificio. En el caso de los sistemas de aire acondicionado central, es importante insonorizar cualquier conducto que pueda transmitir sonido entre diferentes áreas del edificio.

El diseño de salas para usos especiales presenta desafíos más complejos, ya que estas pueden requerir características inusuales, como conciertos , grabaciones en estudios de sonido y aulas de conferencias. En estos casos, es fundamental analizar la reverberación y la reflexión para no solo insonorizar las salas, sino también evitar el eco. Para ello, se pueden especificar paneles acústicos especiales y materiales de revestimiento fonoabsorbentes que amortigüen los efectos no deseados.

Los paneles acústicos para paredes y techos son una solución común, tanto comercial como residencial, para el control del ruido en edificios ya construidos. Estos paneles pueden estar fabricados con diversos materiales, aunque en aplicaciones comerciales suelen estar compuestos de sustratos acústicos a base de fibra de vidrio o lana mineral . Por ejemplo, el tablero de fibra mineral es un sustrato acústico de uso común, y los aislamientos térmicos comerciales , como el que se utiliza en el aislamiento de tanques de calderas , se reutilizan con frecuencia para el control acústico del ruido debido a su eficacia para minimizar la reverberación. Los paneles acústicos ideales son aquellos sin una superficie o acabado que pueda interferir con el rendimiento del relleno acústico, pero las consideraciones estéticas y de seguridad suelen llevar al uso de revestimientos de tela u otros materiales de acabado para minimizar la impedancia. En ocasiones, los acabados de los paneles se realizan con una configuración porosa de madera o metal.

La eficacia del tratamiento acústico posterior a la construcción está limitada por el espacio disponible para dicho tratamiento, por lo que los paneles acústicos de pared se fabrican in situ para adaptarse a la forma del espacio preexistente. Esto se logra mediante la construcción de un marco perimetral, el relleno con el sustrato acústico y, posteriormente, el estiramiento y ajuste de la tela dentro del marco. Los paneles de pared se pueden construir para sortear marcos de puertas, zócalos o cualquier otro obstáculo. Con este método, se pueden crear paneles de gran tamaño (generalmente de más de 15 metros) en paredes y techos.

Las ventanas de doble acristalamiento y más gruesas también pueden impedir la transmisión del sonido desde el exterior.

Las comunidades pueden usar códigos de zonificación para aislar las actividades urbanas ruidosas de las áreas que deberían estar protegidas de tales exposiciones nocivas y para establecer estándares de ruido en áreas que tal vez no sean propicias para tales estrategias de aislamiento. Debido a que los barrios de bajos ingresos a menudo corren un mayor riesgo de contaminación acústica, el establecimiento de tales códigos de zonificación suele ser una cuestión de justicia ambiental . ^{[ 25 ]} Las áreas de uso mixto presentan conflictos particularmente difíciles que requieren atención especial a la necesidad de proteger a las personas de los efectos nocivos de la contaminación acústica. El ruido generalmente es una consideración en una declaración de impacto ambiental , si corresponde (como la construcción de un sistema de transporte).

General:

• contaminación acústica
• Efectos del ruido en la salud

• Comisión Internacional de Acústica
• Sociedad Acústica de América
• Asociación Europea de Acústica
• Instituto Americano de Arquitectos
• Consejo Nacional de Consultores Acústicos
• Asociación de Fabricantes de Mobiliario Comercial e Institucional
• Guía Citysounds de la ciudad de Melbourne sobre diseño residencial urbano
• Sociedad para la Reducción del Ruido
• Estudios de caso sobre el control del ruido
• Estudios de caso sobre el control del ruido industrial
• Varios artículos de investigación sobre aislamiento acústico para principiantes.
• Página de NIOSH sobre la compra de Quiet Topic
• Manual técnico de OSHA ; Capítulo III: Ruido