Barrera acústica

Una barrera acústica (también llamada muro de contención , barrera de sonido o barrera acústica ) es una estructura exterior diseñada para proteger a los habitantes de zonas sensibles al ruido de la contaminación acústica . Las barreras acústicas son el método más eficaz para mitigar el ruido procedente de carreteras , ferrocarriles e industrias, aparte de la cesación de la actividad que genera el ruido o el uso de medidas de control de la fuente.

En el caso del ruido del transporte terrestre, otros métodos para reducir la intensidad del ruido incluyen fomentar el uso de vehículos híbridos y eléctricos , mejorar la aerodinámica de los automóviles y el diseño de los neumáticos , y elegir materiales de pavimentación de bajo nivel de ruido . El uso generalizado de barreras acústicas comenzó en Estados Unidos tras la introducción de las normativas sobre ruido a principios de la década de 1970.

Las barreras acústicas se construyeron en Estados Unidos desde mediados del siglo XX, cuando el tráfico vehicular experimentó un auge. La primera se instaló en 1968 a lo largo de un tramo de la I-680 en Milpitas, California . ^{[ 1 ]} A finales de la década de 1960, surgió la tecnología acústica analítica para evaluar matemáticamente la eficacia del diseño de una barrera acústica adyacente a una carretera específica . Para la década de 1990, se diseñaban barreras acústicas que incluían el uso de materiales transparentes en Dinamarca y otros países de Europa occidental. ^{[ 2 ]}

Los mejores de estos primeros modelos informáticos consideraron los efectos de la geometría de la carretera , la topografía , los volúmenes de vehículos , las velocidades de los vehículos, la composición del tráfico de camiones, el tipo de superficie de la carretera y la micrometeorología . Varios grupos de investigación estadounidenses desarrollaron variaciones de las técnicas de modelado informático: la sede de Caltrans en Sacramento, California ; el grupo ESL Inc. en Sunnyvale, California ; el grupo Bolt, Beranek y Newman ^{[ 3 ]} en Cambridge, Massachusetts , y un equipo de investigación en la Universidad de Florida . Posiblemente el primer trabajo publicado que diseñó científicamente una barrera acústica específica fue el estudio para la autopista Foothill en Los Altos, California . ^{[ 4 ]}

Numerosos estudios de caso en todo Estados Unidos pronto abordaron docenas de carreteras existentes y planificadas. La mayoría fueron encargados por los departamentos de carreteras estatales y realizados por uno de los cuatro grupos de investigación mencionados anteriormente. La Ley Nacional de Política Ambiental de Estados Unidos , promulgada en 1970, impuso efectivamente el análisis cuantitativo de la contaminación acústica de cada proyecto financiado por la Ley Federal de Carreteras en el país, impulsando el desarrollo y la aplicación de modelos de barreras acústicas. Con la aprobación de la Ley de Control de Ruido de 1972 , ^{[ 5 ]} la demanda de diseño de barreras acústicas se disparó debido a una serie de consecuencias derivadas de la regulación del ruido .

A finales de la década de 1970, más de una docena de grupos de investigación en los EE. UU. estaban aplicando tecnología de modelado por computadora similar y abordando al menos 200 ubicaciones diferentes para barreras acústicas cada año. A partir de 2006Esta tecnología se considera un estándar en la evaluación de la contaminación acústica proveniente de las autopistas. La naturaleza y precisión de los modelos informáticos utilizados son prácticamente idénticas a las versiones originales de la tecnología de la década de 1970.

En la mayoría de las barreras acústicas existen pequeñas aberturas, diseñadas específicamente para permitir a los bomberos acceder a las bocas de incendio cercanas y pasar las mangueras , que generalmente están señalizadas con un letrero que indica la calle transversal más cercana y un pictograma de una boca de incendio. Sin embargo, en algunos casos, estas aberturas canalizan las mangueras a través de pequeños conductos subterráneos debajo del muro.

La ciencia acústica del diseño de barreras acústicas se basa en considerar una vía aérea o ferroviaria como una fuente lineal . La teoría se fundamenta en el bloqueo del paso de los rayos sonoros hacia un receptor específico ; sin embargo, es necesario tener en cuenta la difracción del sonido.

El rendimiento acústico de una barrera se expresa comúnmente como su pérdida de inserción : la reducción del nivel de sonido en el receptor producida al insertar la barrera en un camino que, de otro modo, estaría abierto. Para una barrera delgada y rígida, la pérdida de inserción está determinada en gran medida por el número de Fresnel.${\displaystyle N=2\delta /\lambda }$donde δ es la diferencia entre la longitud del camino sonoro más corto que pasa por encima de la barrera y la distancia en línea recta desde la fuente hasta el receptor, y λ es la longitud de onda . Las barreras más altas, las barreras colocadas más cerca de la fuente o el receptor, y las frecuencias más altas aumentan δ / λ y, por lo tanto, la atenuación. Los gráficos de diseño empíricos publicados por Maekawa, que relacionan el número de Fresnel con la atenuación de la barrera, siguen siendo una base ampliamente utilizada para el diseño de barreras. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

Las ondas sonoras se curvan (hacia abajo) al pasar por un borde, como el vértice de una barrera acústica. Por lo tanto, las barreras que bloquean la línea de visión bloquearán más sonido. ^{[ 8 ]} Para complicar aún más las cosas, está el fenómeno de la refracción , la curvatura de los rayos sonoros en presencia de una atmósfera no homogénea . La cizalladura del viento y la termoclina producen tales inhomogeneidades. Las fuentes de sonido modeladas deben incluir el ruido del motor , el ruido de los neumáticos y el ruido aerodinámico , todos los cuales varían según el tipo de vehículo y la velocidad.

La barrera acústica puede construirse en terrenos privados, en una vía pública o en otros terrenos públicos. Dado que los niveles de sonido se miden en una escala logarítmica , una reducción de nueve decibelios equivale a la eliminación de aproximadamente el 86 por ciento de la potencia sonora no deseada.

Entre las posibles desventajas de las barreras acústicas se incluyen:

• Obstrucción de la visión para conductores y pasajeros de tren. Los elementos de vidrio en las pantallas acústicas pueden reducir la obstrucción visual, pero requieren limpieza regular.
• Impacto estético en el paisaje rural y urbano.
• Un objetivo ampliado para el grafiti , la publicidad de guerrilla no autorizada y el vandalismo.
• Creación de espacios ocultos a la vista y al control social (por ejemplo, en las estaciones de tren).
• Posibilidad de colisiones de aves contra ventanas en barreras grandes y transparentes.

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  Los muros de contención de ruido suelen obstruir la visibilidad de los pasajeros de tren o de los usuarios de la carretera y atraen grafitis.
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  Este muro de reducción de ruido en los Países Bajos tiene una sección transparente a la altura de los ojos del conductor para reducir el impacto visual para los usuarios de la carretera.
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  Los muros bajos cercanos a la vía evitan el impacto visual.

Se ha demostrado que las barreras acústicas en las carreteras reducen los niveles de concentración de contaminación atmosférica cerca de la vía . A una distancia de entre 15 y 50 m de la carretera, los niveles de concentración de contaminación atmosférica en el lado protegido de las barreras acústicas pueden reducirse hasta en un 50 % en comparación con los valores en la vía abierta. ^{[ 15 ]}

Las barreras acústicas obligan a las columnas de contaminación provenientes de la carretera a ascender y superar la barrera, creando el efecto de una fuente elevada y aumentando la dispersión vertical de la columna. La desaceleración y la desviación del flujo inicial causadas por la barrera acústica fuerzan la dispersión horizontal de la columna. A sotavento de la barrera se crea una zona de cizallamiento altamente turbulenta , caracterizada por velocidades bajas y una cavidad de recirculación, lo que intensifica aún más la dispersión; esto mezcla el aire ambiente con los contaminantes a sotavento, detrás de la barrera. ^{[ 16 ]}

• Efectos del ruido en la salud
• Control de ruido
• Barrera de seguridad
• Insonorización

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