Calibración de sonómetros clase 1 y 2

Henry DiazResponsable del Laboratorio de Acústica de la Dirección de Metrología de INACAL19 de mayo de 2016

Perú, calidad que deja huella

Marco legal

En el Decreto Supremo Nº 085-2003-PCM “Reglamento de Estándares Nacionales

de Calidad Ambiental para Ruido” [10] se indican las funciones y competencias

de cada entidad administrativa en temas de calidad ambiental para ruido.

En el artículo 21º del Decreto Supremo Nº 085-2003-PCM [10], se indican como

funciones de INDECOPI:

“El INDECOPI, en el marco de sus funciones, tiene a su cargo las siguientes:

a) Aprobar las normas metrológicas relativas a los instrumentos para la

medición de ruidos; y,

b) Calificar y registrar a las instituciones públicas o privadas para que realicen la

calibración de los equipos para la medición de ruidos.”

Estas funciones han sido asumidas por INACAL desde junio del 2015. A la fecha

no existe ningún organismo acreditado para atender este tipo de servicios por lo

cual la Dirección de Metrología de INACAL (antes Servicio Nacional de Metrología

de INDECOPI) atiende estos servicios de manera directa desde el año 2009.

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Marco legal

La relación de sonómetros calibrados por la Dirección de Metrología de INACAL (antes Servicio Nacional de

Metrología de INDECOPI) es una información pública que la puede ubicar en nuestra página web:

http://www.inacal.gob.pe/inacal/index.php/certificados-de-control1/medidores-de-ruido.

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Marco legal

Los sonómetros que cuentan con un certificado de calibración emitido por la Dirección de Metrología de INACAL se

encuentran aptos para realizar mediciones acústicas.

El Decreto Supremo Nº 085-2003-PCM [10] no indica un tiempo de vigencia de los certificados de calibración de

sonómetros. Es el solicitante, usuario o propietario del sonómetro a quien le corresponde disponer en su momento

la ejecución de una nueva calibración, la cual está en función del uso, conservación y mantenimiento del

instrumento de medición o a reglamentaciones vigentes de tal manera que se encuentren aptos para realizar

mediciones acústicas. No obstante recomendamos que se calibren estos cada año para asegurar su adecuado

funcionamiento.

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Sonómetro

Un sonómetro es una combinación de un micrófono, un procesador de señal y

un dispositivo de presentación de resultados.

La calibración se basa en la aplicación de señales acústicas y eléctricas al

sonómetro. Las señales acústicas se aplicarán mediante un calibrador acústico

multifunción acoplado al micrófono del sonómetro y las señales eléctricas

mediante un generador de frecuencias.

Para las pruebas eléctricas es necesario que se pueda separar el micrófono del

sonómetro para sustituirlo por una impedancia equivalente (un adaptador

capacitivo) que permita la aplicación de estas señales eléctricas.

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Presentación para los ensayos

Se debe contar con un manual de instrucciones del modelo y versión del sonómetro para sus ensayos periódicos. El

manual de instrucciones debe incluir toda la información pertinente exigida por la norma IEC 61672-1 [7].

El sonómetro debe estar acompañado de todos los accesorios requeridos para su ensayo y de aquellos que el

laboratorio lo solicite según lo indicado en su manual de instrucciones.

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Presentación para los ensayos

No se procederá a realizar los ensayos si el sonómetro no cuenta con la

designación de marca, modelo, número de serie, clase y las exigidas por la norma

IEC 61672-1 [7].

Debe estar disponible un calibrador acústico y debe ser tal que produzca el mismo

nivel nominal de presión acústica a la misma frecuencia que el modelo

especificado en el manual del sonómetro. Se debe demostrar mediante

calibración que el calibrador acústico cumple con la norma IEC 60942 [8].

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Requisitos generales de ensayo

Antes de cualquier medición, el sonómetro y todos sus accesorios deben ser

objeto de una inspección visual, asegurándose de que la rejilla de protección o

el diafragma del micrófono no haya sufrido daños.

Para todos los ensayos se debe seleccionar el modo de alimentación preferencial

del sonómetro u otro modo de alimentación del sonómetro, si el usuario lo

solicita.

Los ensayos periódicos deben realizarse para las siguientes condiciones:

Temperatura: 20 ºC a 26 ºC

Humedad relativa: 25 % a 70%

Presión estática del aire: 80 kPa a 105 kPa

Los ensayos se realizarán en el laboratorio a excepción del ensayo de ruido

intrínseco el cual se debe realizar en otro ambiente para reducir en lo posible el

ruido del ambiente.

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Requisitos generales de ensayo

El sonómetro deberá estar encendido al menos 15 minutos antes de realizar los ensayos para alcanzar el equilibrio a

las condiciones ambientales o el tiempo que recomiende el fabricante para la estabilización.

Los equipos de medición permanecerán encendidos al menos una hora antes de comenzar los ensayos o el tiempo

que se indique en sus manuales.

Las señales eléctricas deben aplicarse al sonómetro con la ayuda de un adaptador de entrada. La frecuencia de las

señales de entrada no debe exceder a ± 0,25% de la frecuencia especificada.

Cuando se reemplace el micrófono del sonómetro por un adaptador de entrada en la realización de los ensayos

eléctricos, deberá colocarse el micrófono en un lugar seguro para preservarlo de daños.

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Método

Los ensayos se realizan de acuerdo a la norma NMP 011 [4] (eqv. IEC 61672-3 [5]). El propósito de los ensayos

periódicos es asegurar que el desempeño de un sonómetro está conforme con los requisitos de la norma IEC 61672-

1 [7] para un número limitado de ensayos clave y para las condiciones en las cuales se realizan estos ensayos.

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http://www.inacal.gob.pe/inacal/index.php/cursos-eventos-y-

publicaciones/publicaciones/normas-metrologicas-peruanas

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Equipos y Materiales

- Calibrador Acústico Multifunción.

- Generador de Funciones o Frecuencias.

- Amplificador de Tensión o Calibrador Multifunción.

- Multímetro de 6 ½ dígitos.

Accesorios:

- Adaptadores capacitivos.

- Atenuadores de 10 dB, 20 dB, 40 dB.

- Conectores y cables BNC de diversos tamaños.

- Medidores de condiciones ambientales.

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Ensayos

Se realizarán los ensayos que se mencionan en la norma NMP 011 [4]:

Ruido intrínseco (con micrófono instalado y con micrófono retirado).

Anechoic test box - Brüel & Kjær

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SonómetroCable de extensión

Micrófono

Botellas de vidrio

Caja Acústica 1

Caja Acústica 2

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Ensayos

Indicación a la frecuencia de comprobación de la calibración (ajuste al valor de referencia).

Ensayos con señal acústica:

Ensayos de las ponderaciones frecuenciales con señal acústica (Ponderación LCF).

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Ensayos

Ensayos con señal eléctrica:

Ensayos de las ponderaciones frecuenciales con señales eléctricas (Ponderaciones LAF - LAeq - LCF - LCeq - LZF - LZeq).

Ponderaciones de frecuencia y tiempo a 1 kHz (Ponderaciones LAF - LCF - LZF - LAS - LAeq ).

Linealidad de nivel en el rango de nivel de referencia (Ponderación LAF).

Linealidad de nivel incluyendo el control de rango de nivel (Ponderación LAF).

Respuesta a un tren de ondas (Ponderaciones LAFmax - LASmax - LAE).

Nivel de presión acústica de pico con ponderación C (Ponderación LCpeak).

Indicación de sobrecarga (Ponderación LAeq).

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Toma y tratamiento de los datos

Los cálculos a realizar para cada uno de los puntos de cada ensayo consistirán en obtener la diferencia entre el valor

indicado por el sonómetro (I) y el nivel de señal aplicada (L), es decir:

En el caso de las pruebas acústicas, en las que la señal se aplica mediante el calibrador acústico se tiene que:

con:

En el caso de pruebas con señal eléctrica se tiene que:

con:

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LIE

0

log20)(P

PdBL PaP 200

0

log20V

VdBL VV 10

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Toma y tratamiento de los datos

Para el caso cuando se aplica una señal acústica tenemos:

Indicación del sonómetro.

Corrección por resolución del sonómetro.

Corrección debida a la influencia de la temperatura en la indicación del sonómetro.

Corrección debida a la influencia de la presión atmosférica en la indicación del sonómetro.

Corrección debida a la influencia de la humedad relativa en la indicación del sonómetro.

Indicación del calibrador acústico.

Corrección debida a la calibración del calibrador acústico.

Corrección debida a la corrección campo libre – campo de presión en el calibrador acústico.

Corrección debida a la influencia de la temperatura en el calibrador acústico.

Corrección debida a la influencia de la presión atmosférica en el calibrador acústico.

Corrección debida a la influencia de la humedad relativa en el calibrador acústico.

Corrección debida a la estabilidad a largo plazo del calibrador acústico.

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calibradorsonómetro LIE

estHrpresTcampocalHrpresTres CCCCCCLIIIIIE

resI

I

TI

presI

HrI

L

calC

campoC

TC

presC

HrC

estC

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Calculo de incertidumbre

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Toma y tratamiento de los datos

Para el caso cuando se aplica una señal eléctrica tenemos:

Indicación del sonómetro.

Corrección por resolución del sonómetro.

Corrección debida a la influencia de la temperatura en la indicación del sonómetro.

Corrección debida a la influencia de la presión atmosférica en la indicación del sonómetro.

Corrección debida a la influencia de la humedad relativa en la indicación del sonómetro.

Indicación del generador.

Corrección debida a la calibración del generador.

Corrección debida a la resolución del generador.

Corrección debida a la deriva del generador.

Corrección debida a la influencia de la temperatura en el generador.

Corrección debida a la influencia de la presión atmosférica en el generador.

Corrección debida a la influencia de la humedad relativa en el generador.

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resI

I

TI

presI

HrI

L

HrpresTderrescalHrpresTres GGGGGGLIIIIIE

generadorsonómetro LIE

calG

resG

derG

TG

presG

HrG

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Calculo de incertidumbre

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Calculo de incertidumbre

Para la determinación tanto de las incertidumbres típicas como de la incertidumbre combinada o expandida no se

deben realizar las operaciones matemáticas en decibeles (dB) sino que se hará previamente la transformación a

porcentaje (%). Las distintas componentes de incertidumbre se combinarán en porcentaje (%) y el resultado final se

transformará de nuevo a decibeles (dB). Las ecuaciones que permiten la transformación de porcentaje (%) a

decibeles (dB) y viceversa son:

Se debe proceder de esta forma para evitar los errores que se producirían si se tratara la unidad decibel (dB) como

lineal, siendo como una unidad logarítmica.

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100

%1log20dB

110100% 20

db

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Referencias

1 JCGM 200:2012. Traducción autorizada por el BIPM y JCGM. Vocabulario Internacional de Metrología -

Conceptos básicos y generales, y términos asociados (VIM). 3ª edición 2012. Versión 2008 con correcciones

menores. Publicado por INACAL

2 EA–4/02 Expression of the Uncertainty of Measurement in Calibrations. European co-operation for

accreditation (EA). December 1999.

3 Guía para la expresión de la Incertidumbre en la medición, Indecopi. Julio 2001.

4 NMP 011 2007 Electroacústica - Sonómetros. Parte 3: Ensayos periódicos.

5 IEC 61672-3:2006 Electroacoustics - Sound level meter. Part 3: Periodic tests.

6 IEC 61672-2:2003 Electroacoustics - Sound level meter. Part 2: Pattern evaluation tests.

7 IEC 61672-1:2002 Electroacoustics - Sound level meter. Part 1: Especifications.

8 IEC 60942:2003 Electroacoustics - Sound calibrators.

9 Procedimiento AC-003 para la calibración de sonómetros. CEM. Edición 0.

10 Decreto Supremo Nº 085-2003-PCM Reglamento de Estándares Nacionales de Calidad Ambiental para Ruido.

Pag. 254090. El Peruano. Normas Legales. Lima, jueves 30 de octubre de 2003.

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Servicios del Laboratorio de Acústica

Servicios que se brindan desde el 2009:

- Calibración de sonómetros clase 1 y 2.

Servicios que se brindarán en el 2016:

- Calibración de calibradores acústicos (multifunción y de una sola frecuencia).

- Calibración de dosímetros acústicos o medidores personales de exposición sonora.

Servicios que se brindarán en el 2017:

- Calibración de preamplificadores de carga.

- Calibración de amplificadores de tensión.

- Calibración de atenuadores.

Servicios que esperan brindar a futuro:

- Calibración de acelerómetros.

- Calibración de audiómetros.

- Calibración de micrófonos secundarios.

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Gracias

Consultas a: hdiaz@inacal.gob.pe