Fundamentos de control de ruido
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Mantenimiento Mecánico Planta Equipo CAT “911 EN ACCION” FUNDAMENTOS DE CONTROL DE RUIDO 1 Mecanismo Fisiológico de la audición Antes de entrar en el tema del ruido, es necesario conocer el comportamiento del oído, pues en torno al funcionamiento de este órgano y de los efectos psicológicos que de él se derive es que nacen los criterios para evaluar y controlar el ruido. El oído consta de 3 partes: El oído externo, el oído medio y el oído interno, tal como lo muestra la Figura 1. El oído externo, está conformado por el pabellón de la oreja y el canal auditivo. El Pabellón de la oreja, es pequeño comparado con las longitudes de onda del sonido, es por este motivo que presenta un efecto direccional pobre. Cabe aclarar que en la percepción de altas frecuencias, la cabeza, el pabellón del oído y el torso tienen importancia. La función del oído externo es recibir y canalizar la onda incidente recibida hasta el tímpano, membrana que está unida a tres huesecillos, martillo, yunque y estribo, conjunto que conforma el oído medio, es importante mencionar que el oído está comunicado con la cavidad bucal a través de la trompa de eustaquio, conducto que nos permite igualar la presión que actúa sobre el tímpano en caso necesario; por ejemplo, en un avión. Los tres huesecillos actúan como un acoplador de impedancia (adaptador), entre el oído externo y el oído interno, esta adaptación es necesaria pues cuando a través de los huesecillos la onda incidente llega al oído interno vía ventana oval, tendrá que propagarse en un medio líquido. Además de la función mencionada anteriormente, los huesecillos tienen una segunda función, que es, la de proteger de daños al oído interno, en presencia de niveles peligrosos de sonidos los huesecillos se desvían lateralmente. Finalmente, se encuentra el oído interno conformado por la ventana oval y la coclea. Al vibrar la ventana oval por acción de los huesecillos, hace que la onda de sonido se propague a través del fluido que contiene la coclea, ésta se encuentra dividida en dos partes por la membrana basilar, donde se encuentran distribuidos los sensores del sonido, los que a su vez están conectados a los terminales nerviosos, estos sensores, son capaces de discriminar las diferentes frecuencias que conforman una onda. 2 El decibel (dB) Normalmente se acostumbra expresar la presión en Pascal y la potencia en Watt, pero cuando hablamos del rango de presiones y potencia acústica que somos capaces de percibir, nos encontramos con que es demasiado amplio, como lo muestran las Tablas 1 y 2, por ejemplo, podemos oir niveles de presión sonora que van de los 20 x 10 -6 Pa hasta los 100 Pa. Entonces para expresar este amplio rango de valores, se ha visto que es conveniente hacerlo empleando una escala logarítmica, una forma de lograr esto es usar el decibel (dB)
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Mantenimiento Mecánico Planta Equipo CAT “911 EN ACCION”
FUNDAMENTOS DE CONTROL DE RUIDO
1 Mecanismo Fisiológico de la audición
Antes de entrar en el tema del ruido, es necesario conocer el comportamiento del oído, pues
en torno al funcionamiento de este órgano y de los efectos psicológicos que de él se derive es
que nacen los criterios para evaluar y controlar el ruido.
El oído consta de 3 partes: El oído externo, el oído medio y el oído interno, tal como lo
muestra la Figura 1.
El oído externo, está conformado por el pabellón de la oreja y el canal auditivo. El Pabellón de
la oreja, es pequeño comparado con las longitudes de onda del sonido, es por este motivo que
presenta un efecto direccional pobre. Cabe aclarar que en la percepción de altas frecuencias,
la cabeza, el pabellón del oído y el torso tienen importancia.
La función del oído externo es recibir y canalizar la onda incidente recibida hasta el tímpano,
membrana que está unida a tres huesecillos, martillo, yunque y estribo, conjunto que conforma
el oído medio, es importante mencionar que el oído está comunicado con la cavidad bucal a
través de la trompa de eustaquio, conducto que nos permite igualar la presión que actúa sobre
el tímpano en caso necesario; por ejemplo, en un avión.
Los tres huesecillos actúan como un acoplador de impedancia (adaptador), entre el oído
externo y el oído interno, esta adaptación es necesaria pues cuando a través de los
huesecillos la onda incidente llega al oído interno vía ventana oval, tendrá que propagarse en
un medio líquido.
Además de la función mencionada anteriormente, los huesecillos tienen una segunda función,
que es, la de proteger de daños al oído interno, en presencia de niveles peligrosos de sonidos
los huesecillos se desvían lateralmente.
Finalmente, se encuentra el oído interno conformado por la ventana oval y la coclea. Al vibrar
la ventana oval por acción de los huesecillos, hace que la onda de sonido se propague a
través del fluido que contiene la coclea, ésta se encuentra dividida en dos partes por la
membrana basilar, donde se encuentran distribuidos los sensores del sonido, los que a su vez
están conectados a los terminales nerviosos, estos sensores, son capaces de discriminar las
diferentes frecuencias que conforman una onda.
2 El decibel (dB)
Normalmente se acostumbra expresar la presión en Pascal y la potencia en Watt, pero cuando
hablamos del rango de presiones y potencia acústica que somos capaces de percibir, nos
encontramos con que es demasiado amplio, como lo muestran las Tablas 1 y 2, por ejemplo,
podemos oir niveles de presión sonora que van de los 20 x 10-6 Pa hasta los 100 Pa.
Entonces para expresar este amplio rango de valores, se ha visto que es conveniente hacerlo
empleando una escala logarítmica, una forma de lograr esto es usar el decibel (dB)
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Un decibel (dB) es la razón de energía, potencia o intensidad que cumple con la siguiente
definición.
10
1log R
Para expresar una relación en decibeles (dB), en primer lugar debemos escoger un valor de
referencia y luego aplicar la definición.
Supongamos que se quiere expresar una relación de intensidades en dB, en este caso se
tendrá:
referenciadeCantidad
CantidaddBenNivel log10
Si queremos expresar una relación de intensidad en dB tendremos
0
1 log10I
IL
Donde L1= Nivel de intensidad
I = Intensidad
I0 = Intensidad de referencia (10 –12 W/m2)
La presión sonora vendrá dada por:
0
log20P
PLp
Donde L p= Nivel de presión sonora
P = Presión
P0 = Presión de referencia (20 Pa)
El nivel de potencia acústica viene definido, por:
0
log10W
WLw
Donde L w = Nivel de potencia acústica
W= Potencia
W0 = Potencia de referencia (10 –12 W)
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3 Pérdida de la audición por envejecimiento
En forma natural las personas al envejecer presentan una pérdida de la sensibilidad del oído,
especialmente a partir de los 30 años, ésta pérdida de audición se manifiesta principalmente a
frecuencias por encima de los 1 000 Hz. La Figura 2 muestra el resultado de las
investigaciones realizadas por Spoor y Hinchcliffe. Lógicamente, en el resultado de esta
medición influyó el medio ambiente de las personas.
En las audiometrías, será necesario hacer las correcciones correspondientes a cada
frecuencia para eliminar el efecto de la pérdida de la audición debido a la edad y obtener de
ese modo el daño real debido a la exposición al ruido.
4 Pérdida de la audición inducida
Si el oído de una persona es sometido durante un corto período de tiempo a niveles altos de
ruido, se notará inmediatamente un deterioro transitorio del umbral de la audición. Pero, si un
nivel alto de ruido es aplicado en forma prolongada, se producirá en el individuo una pérdida
permanente de la audición; por ejemplo, un trabajador sometido a altos niveles de ruido por 8
horas diarias a lo largo de varios años.
Normalmente el deterioro se empezará a notar como una pérdida de la sensibilidad del oído
alrededor de los 4 kHz. La Figura 3 muestra el resultado del estudio realizado por Dundee en
Escocia a un grupo de tejedores de yute. Las condiciones para este estudio fueron
particularmente estables, muchos de los trabajadores habían trabajado en el mismo telar y en
la misma fábrica por 50 años.
5 Daño a la audición y criterio para evaluar el riesgo.
Hasta hace algunos años la presencia del ruido en el trabajo diario era aceptada como un
hecho normal tanto por empleadores como por empleados. Esto se debía en parte al hecho
de que aún no se reconocía plenamente los efectos dañinos del ruido y por otro lado, debido a
que para los no entendidos, ciertas mejoras les pueden parecer difíciles o hasta imposibles.
Está plenamente demostrado que el mecanismo de audición del oído humano puede ser
dañado debido a la exposición al ruido. La gravedad del daño dependerá del nivel de ruido, la
duración de éste, así como la sensibilidad del individuo al ruido.
Para tratar este tema se tomará como referencia la norma internacional ISO 1999 “Valoración
de ruido ocupacional con fines de protección de la audición” y la norma OSHA norteamericana
(Occupational Safety and Health Act). Ambas fijan niveles de ruido máximo permisibles según
el tiempo de exposición.
La norma ISO considera que un individuo puede estar sometido a un nivel de 90 dB con
ponderación A durante una semana de 40 horas, este nivel representa 100% de la dosis
tolerada por un individuo.
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Esta norma basada en un criterio de igual energía, permite un incremento en el nivel de ruido
de 3 dB cada vez que el tiempo de exposición se reduce a la mitad.
Por otro lado, la norma OSHA plantea que una persona puede tolerar un nivel de ruido de 90
dB con ponderación A durante un día de trabajo de 8 horas pero, en este caso existe una
diferencia fundamental con la norma ISO, y es en lo referente a la relación entre el incremento
de nivel y el tiempo de exposición permitido, según OSHA, cada vez que el nivel se
incrementa en 5 dB el tiempo de exposición debe disminuir a la mitad.
La Figura 4 muestra la relación entre el nivel de sonido y tiempo de exposición para ambas
normas.
El método planteado por ISO para el cálculo del nivel de ruido al que estaría sometido un
individuo durante 40 horas a la semana, se basa en el cálculo de unos índices parciales de
exposición al ruido, que se muestran en la Tabla 3.
Una vez calculados los índices parciales de exposición al ruido, de acuerdo a los niveles y
tiempos de exposición parciales a los que estuvo sometido el individuo, se suman
aritméticamente y se pasa a la Tabla 4, donde obtenemos el nivel de sonido equivalente
continuo.
Es importante mencionar que antes de aplicar una norma es necesario leer su contenido
completamente para conocer sus alcances y limitaciones, por ejemplo, la norma ISO 1999 no
es aplicable a tones impulsivos singulares de una duración menor de 1 s, o a ruidos
transitorios de muy alto nivel y de muy corta duración, como por ejemplo el disparo de una
pistola. Sin embargo, si el ruido impulsivo consiste de una serie de tonos impulsivos de
aproximadamente igual amplitud por ejemplo, un remachado repetitivo, se puede calcular un
índice de exposición al ruido basado en un nivel de 10 dB más alto que el valor medido.
En la Tabla 5 se presentan valores límite según normas nacionales de diferentes países.
Ing. Víctor D. Manríquez CIP 57684 Mantenimiento Mecánico Planta 20030403
