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AA03 – Comparación de metodologías para el
monitoreo continuo de ruido y detección de aeronaves
UACh, Valdivia – Chile9, 10, 11 de Noviembre 2011
INGEACUS 2011Congreso Internacional de Acústica y Audio Profesional
Alejandro Osses Vecchi ([email protected]),
Laboratorio de Acústica, Sociedad Acustical S.A.
Max Glisser Donoso, Christian Gerard Büchi ,
Gerard Ingeniería Acústica SpA. (Control Acústico)
Ricardo Guzmán López,
Dirección General de Aeronáutica Civil DGAC
monitoreo continuo de ruido y detección de aeronaves
en las proximidades de aeropuertos
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Agenda
• Motivación del estudio
• Caso del Aeropuerto Internacional ArturoMerino Benítez AMB
• Plan de Monitoreo de Ruido
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• Plan de Monitoreo de Ruido
• Mediciones
• Metodologías para detección de eventos
• Resultados y análisis
• Conclusiones
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Motivación
• Cada aeropuerto posee una realidaddiferente.
• Establecimiento de límites de emisión deruido: necesidad de realizar monitoreosruido: necesidad de realizar monitoreos
continuos de ruido y/o modelaciones
(elaboración de mapas de ruido).
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Motivación
• Diagrama de un sistema de ruido:
• Correlación exitosa de aproximadamente un80% de las operaciones aéreas. 4
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Motivación
• ¿Se puede realizar la detección deoperaciones aéreas en ausencia de una señal
de RADAR?
• En el presente trabajo se presentan 2• En el presente trabajo se presentan 2metodologías basadas en el análisis del
historial temporal de los niveles de ruido
ponderados en A.
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Aeropuerto AMB
• Es el mayor aeropuerto en Chile
• Se presentaron 114.129 Operaciones durante el año 2010 (un promedio de 313 operaciones
diarias)diarias)
• Posee 2 Pistas (17L, 17R).
• Posee un Sistema de Monitoreo de Ruido: 3 Terminales (TMR)
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Aeropuerto AMB
• Despegues y aterrizajes:3 puntos de monitoreo
continuo de ruido
Punto de monitoreo de ruido
considerado en este estudio
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Punto de monitoreo de ruido
• Localizado en una zona residencial
• Infraestructura del TMR:– Micrófono de intemperie a una altura de
5 m
– Instrumentos Clase 1 de acuerdo a IEC– Instrumentos Clase 1 de acuerdo a IEC61672-1:2002
– Uso de protector contra viento y contra aves
• Condiciones ambientales:– Ausencia de precipitaciones– Temperaturas entre 13 y 31⁰C
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Punto de monitoreo de ruido
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Unidad de Micrófono +
Protector contra viento y
contra pájaros
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Mediciones
• Monitoreo continuo de ruido con unaresolución temporal de 1/8o de segundo
desde el 18 de febrero al 1 de marzo.
• Registro de LAeq,1 seg, LAS, LAF, bandas de 1/1 y 1/3 de octava (simultáneos).
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Método 1
• Está basado en la relación típica entre el Nivelde Exposición Sonora (SEL) y el Nivel dePresión Sonora Máxima (Lmax) durante undeterminado tiempo de integración.
• Para eventos de ruido de aeronaves:X dB < SEL – Lmax < Y dB
• Además, como segunda condición:SEL > Z dB(A)
• Los valores X, Y y Z deben ser determinadosempíricamente.
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Método 1
• Está basado en la relación típica entre el Nivelde Exposición Sonora (SEL) y el Nivel de
Presión Sonora Máxima (Lmax) durante un
determinado tiempo de integración.determinado tiempo de integración.
• Para eventos de ruido de aeronaves:
10 dB < SEL – Lmax < 13 dB
• Además, como segunda condición:
SEL > 75 dB(A)
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Método 1
• Este método se ha utilizado en la evaluación de:
A. Aeropuerto de Mataveri (IPC, Isla de Pascua)
B. Aeropuerto Arturo Merino Benítez (SCL, Santiago)
C. Aeropuerto Carriel Sur (CCP, Concepción)C. Aeropuerto Carriel Sur (CCP, Concepción)
D. Aeropuerto El Tepual (PMC, Puerto Montt)
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Método 1
• Este método ha sido utilizado para calibrar modelaciones realizadas en INM:
Aeropuerto Carriel Sur (CCP, Concepción) Aeropuerto Arturo Merino Benítez (SCL, Santiago)
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Método 2
• Está basado en un gatillado por múltiplesumbrales, considerando la variación entre unamuestra actual y una muestra previa:
• Donde a(t) es un descriptor acústico: LAeq,1 seg• Diferentes eventos poseen diferentes duraciones
(por ejemplo, el sobrevuelo de una aeronavepuede durar 30 s y un disparo, 1 s)
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Método 2
• Para no considerar fuentes de ruido impulsivas(por ejemplo, ladridos de perro), el descriptor
acústico elegido debe ser suavizado:
y = α x + (1 – α) yyn = α xn + (1 – α) yn-1– Yn : muestra actual suavizada
– Xn: muestra actual sin suavizar
• α es llamado coeficiente de suavización (0
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Método 2
• Se muestra una aeronave en presencia defuentes de ruido imprevisto, usando α = 0
(0%); 0,50 (50%) y 0,95 (95%):80 80
28 28.5 29 29.5 3040
45
50
55
60
65
70
75
80
t [sec]
α = 0α =0.5
28 28.5 29 29.5 3040
45
50
55
60
65
70
75
80
t [sec]
α = 0α =0.95
dB(A)dB(A)
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Método 2
• La detección por umbral es aplicada a laderivada, considerando la respuestasuavizada:
Historial temporal
de niveles dB(Z)
• Th, TL1, TL2, α y h deben ser determinadosempíricamente.
de niveles dB(Z)
Derivada de los
valores dB(Z)
suavizada
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Método 2
• Para el punto de monitoreo estudiado se usó:Th = 0,50; TL1 = -0,45; TL2 = -0,30; α = 0,95; h = 20 s
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Método de Referencia
• De acuerdo a la norma ISO 20906:2009,cualquier método usado para detectar el ruidode aeronaves debe cumplir:
– (a) La incerteza del nivel de exposición acumuladopara todas las aeronaves no debe exceder los 3(a) La incerteza del nivel de exposición acumuladopara todas las aeronaves no debe exceder los 3dB;
– (b) Al menos el 50 % de los eventos de ruido deaeronaves deben ser correctamente clasificados
como ruido de aeronaves;
– (c) El número de eventos de ruido incorrectamenteclasificados como ruido de aeronaves debe sermenor al 50% de las operaciones presentadas.
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Método de Referencia
• Los porcentajes de los criterios (b) y (c),consideran el número total de eventos de
ruido de aeronaves en función de la
correlación manual entre los niveles de ruidocorrelación manual entre los niveles de ruido
y las bitácoras de vuelo asociadas.
• Las bitácoras de vuelo fueron provistas por laDirección General de Aeronáutica Civil, DGAC.
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Resultados y Análisis
• Correlación Manual (Método de referencia)
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Resultados y Análisis
• Diferencia global:Método 1: 57,5 dB(A) – 57,4 dB(A) = 0,1 dB
Método 2: 58,4 dB(A) – 57,4 dB(A) = 1,0 dB
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Resultados y Análisis
• De acuerdo a las bitácoras de vuelo oficiales:
• Detección de eventos de ruido de aeronaves usando los métodos 1 y 2:
> 50% < 50% > 50% < 50% 26
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Resultados y Análisis
• 19 de febrero de 2011, de 7.00 a 7.59 Hrs.
07.00 07.10 07.20 07.30 07.40 07.50 08.00
50
60
70
80
90
t [hh.mm]
LA
eq,1
s d
B(A
)
07.00 07.10 07.20 07.30 07.40 07.50 08.00-2
-1
0
1
2
( ∆
LA
eq,1
s d
B(A
) )
/ h
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Observaciones
• Se usó un set de parámetros fijos para cadamétodo.
• El Método 1 depende del ruido de fondo. Elrendimiento se incrementa si se utilizanrendimiento se incrementa si se utilizan
diferentes umbrales para el día y para la
noche.
• El Método 2 puede ser complementado con elgatillado por umbral usando otros
descriptores acústicos (Análisis en bandas de
frecuencia). 28
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Observaciones
• Las metodologías de análisis de ruido deaeronaves con información “auto-contenida”
en descriptores acústicos determinados
pueden ser utilizadas para la validación delpueden ser utilizadas para la validación del
reconocimiento de eventos realizados por un
sistema de monitoreo de ruido.
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Observaciones
• En el Aeropuerto Charles de Gaulle (París) seposee un sistema de monitoreo compuesto
por 8 estaciones y se está comenzando a
utilizar un sistema de validación de
características similares al Método 2:características similares al Método 2:
Rosin; Barbo. “Aircraft Noise Monitoring: Threshold overstepping detection vs Noise level shape and audio
pattern recognition detection”. ICSV 18th, RJ – Brasil, 2011. 30
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Trabajos futuros
• El Método 1 fue evaluado integrando los nivelesde ruido en períodos de 1 minuto, sin embargootros tiempos de integración podríanincrementar la eficacia del método (30 s, 2 min,etc.).etc.).
• En la bibliografía, el Método 2 es propuesto paraser utilizado considerando otros descriptoresacústicos. (por ejemplo, los valores dB(Z) de lasbandas de 125 y 250 Hz para la detección deaeronaves)
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Conclusiones
• Se mostró que los niveles de ruido en dB(A) poseen informaciónautocontenida suficiente para cumplir los requerimientos delestándar ISO 20906:2009 para la detección de eventos de ruido deaeronaves.
• Método 1:– Ventaja: resultados globales con gran precisión (se captan las
aeronaves más ruidosas)aeronaves más ruidosas)
– Desventaja: es muy sensible a los cambios en el ruido de fondo; losumbrales X, Y y Z son difíciles de determinar.
• Método 2:– Ventaja: es robusto a cambios en el ruido de fondo; método eficiente
(alto porcentaje de eventos de ruido de aeronaves correctamenteclasificados).
– Desventaja: los parámetros Th, TL1, TL2, α, h deben ser determinadospara cada punto de monitoreo.
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Bibliografía
1. IEC, International Electrotechnical Commission: IEC 61672-1:2002: Electroacoustics – Sound Level Meters – Part 1:
Specifications, 2002.
2. Glisser, M; Gerard, C. “Results and methodologies of airport noise studies“. J. Acoust. Soc. Am. 128, 2420 (2010).
3. ISO, International Standard ISO 20906:2009(E): Acoustics – Unattended monitoring of Aircraft sound in the vicinity
of airports, Geneva, 2009.
4. A. Osses, M. Glisser, C. Gerard , R. Guzmán, “Comparison of methodologies for continuous noise monitoring and
aircraft detection in the vicinity of airports”. 18th International Congress on Sound and Vibration, Rio de Janeiro,
Brazil, July 10-14 (2011)Brazil, July 10-14 (2011)
5. C. Rosin, B. Bertrand, “Aircraft Noise Monitoring: Threshold overstepping detection vs Noise level shape and audio
pattern recognition detection”. 18th International Congress on Sound and Vibration, Rio de Janeiro, Brazil, July 10-
14 (2011)
6. J. Van der Heijden, “Recognition and quantification of aircraft noise events inside dwellings”, Internoise 2001, The
Hague, The Netherlands, August 27-30 (2001).
7. R. Wright, G. Goulamhoussen, “Improvements in Source Identification from unattended sound level
measurements using threshold-triggered audio recording”, Internoise 2010, Lisbon, Portugal, June 13-16 (2010).
8. Meteorology Group, Department of Geophysics, University of Chile (http://infomet.dgf.uchile.cl/)
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Agradecimientos
• A la Dirección General de Aeronáutica Civil (DGAC) porpermitirnos el acceso a las dependencias de los TMR y a
las bases de datos de las bitácoras de vuelo.
• A Ricardo Guzmán (DGAC)
• A Guillaume Goulamhoussen y Richard Wright• A Guillaume Goulamhoussen y Richard Wright
• A nuestras empresas: y
• A los organizadores de este encuentro internacional, porpermitirnos participar en este evento.
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¿Preguntas?
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