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Comparativa de mediciones de ruido generado en carreteras con carpeta de

pavimento rígido vs pavimento flexible.

Guadalupe LÓPEZ, glopez@imt.mx; Daniel RANGEL, jrangel@imt.mx.

INSTITUTO MEXICANO DEL TRANSPORTE – División de Laboratorios de Infraestructura:

Grupo Mecánica de Suelos y Materiales Granulares.

Resumen

El ruido ambiental es el resultado de la suma del ruido generado por distintas fuentes y actores, entre

los cuales podemos mencionar vehículos, tránsito, velocidad de conducción, tipo y condiciones de

superficie de rodamiento, la existencia o no de barreras para la propagación o disipación de ruido

incluso fauna y actividades urbanas, entre varios otros. El ruido generado por el tránsito vehicular en

una carretera tiene tres fuentes principales: el contacto de la llanta con la carretera, el motor del

vehículo y por el sistema de emisión de gases (sistema de escape) del mismo. El entendimiento y

estudio de esta interacción proporciona conocimientos precisos sobre cómo se genera y claves para la

mitigación del ruido. El ruido generado entre la interacción llanta – superficie (pavimento) es aun

objeto de estudio en muchos países, sobre todo en la Unión Europea, sin embargo no así en México. El

presente trabajo muestra un estudio comparativo realizado en campo donde se mide la intensidad – en

niveles de Leq(A) – de ruido ambiental generado a través de sonómetro, debido al tránsito en carreteras

para dos condiciones distintas de superficie (pavimento flexible y pavimentos rígidos), estableciendo el

efecto de esta variable en la generación del ruido y su comparación con estándares internacionales de

niveles de ruido permitidos en carreteras como un Índice Ambiental de Ruido (IAR).

Palabras Claves: contaminación acústica; ruido llanta – pavimento; mitigación de ruido.

I. INTRODUCCIÓN

Desde hace años, el ruido se ha convertido en un factor contaminante constante en la mayoría de

las aglomeraciones urbanas, convirtiéndose en la actualidad en un grave problema a la salud

humana con efectos fisiológicos, psicológicos, así como problemas económicos y sociales. El ruido

se localiza entre los principales impactos ambientales del sector transporte de acuerdo a la OCDE.

El ruido en carreteras es generado en conjunto por el sistema del vehículo que transita (motor,

ventilador, escape, entre otros), por su movimiento (contacto de la llanta sobre pavimento) y el

ruido aerodinámico que se produce por su paso. A las velocidades límites de las carreteras (80-110

Km/h) el ruido aerodinámico es despreciable, por lo que el ruido en movimiento se atribuye

principalmente al sistema del vehículo y a la interacción llanta-pavimento. Esta interacción es

determinante en el tránsito por carreteras, ya que mientras el ruido debido al sistema motor es

relativamente constante e independiente de la velocidad, el ruido llanta-pavimento aumenta

entre 8 y 12 dB(A) cada vez que se dobla la velocidad. Esto hace que a velocidades alrededor de los

50-60 Km/h la principal fuente de ruido es la del movimiento, y causante de la totalidad del ruido

generado a velocidades superiores de 70-80 Km/h.

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El impacto sonoro de una carretera es producto de los niveles de inmisión que se originan en su

entorno en función del nivel emitido y de las condiciones de propagación entre emisor y receptor.

La emisión sonora de una carretera depende de varios factores, siendo los elementos de mayor

contribución en la generación del ruido por tránsito vehicular el motor, la rodadura y el ruido

aerodinámico, y las variables como el numero de vehículos, la forma de conducción, entre otros. El

impacto más fuerte se identifica en zonas próximas a las ciudades, por ser áreas donde la

probabilidad de causar efectos a los receptores de la contaminación acústica, es mayor.

El análisis sobre las propiedades, ventajas o desventajas del uso del concreto hidráulico sobre el

empleo de carpetas asfálticas no es objetivo de este trabajo y esta fuera del alcance del mismo. El

presente, sólo muestra los resultados de la medición de la generación de ruido en carreteras en

carpeta asfáltica comparado con el generado en concreto hidráulico, así como su análisis como

factor en la gestión integral del impacto ambiental en la infraestructura de caminos y carreteras.

II. MARCO TEORICO

II.1 Generalidades

II.1.1 Definición de Ruido y Nivel de Presión Sonora (Leq)

El ruido es un contaminante físico que consiste en una mezcla compleja de sonidos de frecuencias

diferentes, que produce una sensación auditiva considerada molesta o incómoda y que con el paso

del tiempo y por efecto de su reiteración puede resultar perjudicial para la salud de las personas.

Refiriéndonos solamente al campo de la acústica, es cualquier sonido espectro continuo complejo

y que es percibido como molesto. Las presiones acústicas a las que el oído humano es sensible,

varían en un intervalo muy amplio. Así, el umbral inferior de la audición humana (la presión

acústica mínima que provoca una sensación auditiva) es de 2X10-5 pascales (Pa), y el umbral

máximo es de alrededor de 20 Pa. La manipulación de valores que cubren éste campo varía tanto

que se recurre a una escala logarítmica, utilizando el decibelio (dB) como unidad de medida. Un

oído humano es capaz de percibir y soportar sonidos correspondientes a niveles de presión sonora

entre 0 y 120 dB., este último marca el denominado umbral del dolor auditivo.

El oído humano no es sensible de la misma manera a las diferentes frecuencias, así que se han

definido una serie de filtros de ponderación para poder reflejar un nivel sonoro representativo de

la sensación del ruido que realmente se recibe. Los filtros más conocidos son denominados A, B, C

y D. El filtro utilizado en el dominio del ruido del transporte es el A, y los niveles de presión sonora

utilizados se miden en decibelios A [dB(A)] y se menciona como “ponderación A”.

El grado de exposición de los seres vivos a niveles de ruido altos en tiempos prolongados, ha

resultado ser una causa grave en las afecciones a la salud humana y del deterioro de los

ecosistemas naturales. Un indicador acústico ampliamente utilizado y al que se refiere la

normativa en materia de ruido es el de nivel de presión sonora continuo equivalente: Leq(t). Éste

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índice expresa la media de la energía sonora percibida por un individuo en un intervalo de tiempo,

es decir, representa el nivel de presión que habría sido producido por un ruido constante con la

misma energía que el ruido realmente percibido, durante el mismo intervalo de tiempo. Y se

acompaña siempre de la indicación del período de tiempo al que se refiere. Existen otros índices

acústicos estadísticos, como L10 y L50, que se refieren al nivel alcanzado o sobrepasado durante el

10% y el 50% del tiempo de medición, respectivamente. El L50 también se conoce como la mediana

estadística y representa el ruido medio.

II.1.2 Contaminación acústica

Desde hace años el ruido se ha convertido en un factor contaminante constante en la mayoría de

las ciudades, suponiendo en la actualidad un grave problema con efectos fisiológicos, psicológicos,

económicos y sociales. Se trata equivocadamente como un mal menor, aunque es muy difícil de

caracterizar; no es constante en el tiempo ni en el espacio, no amenaza la vida de las personas a

corto plazo y no degrada el medio de modo tan evidente como lo hacen otros tipos de

contaminantes.

El principal causante de la contaminación acústica es la actividad humana. El ruido aparece como

un problema de la contaminación acústica urbana, como consecuencia de la Revolución Industrial

y del desarrollo de nuevos medios de transporte con el crecimiento de las ciudades. Fue en el año

de 1972 cuando la Organización Mundial de la Salud (OMS) catalogó el ruido como una forma más

de contaminación. Actualmente es considerado uno de los contaminantes ambientales más

molestos y que más inciden sobre el bienestar de los ciudadanos, pero sigue siendo la

contaminación la menor regulada de todas las existentes.

El ruido es un contaminante cuya producción es la más barata y su emisión requiere muy poca

energía. Su medición y cuantificación es compleja, además de no generar residuos, no produce un

efecto acumulativo en el medio amiente aunque sí puede producirlo en el hombre. Su radio de

acción es inferior al de otros contaminantes, ya que no se propaga mediante los sistemas

naturales como otros contaminantes del aire que se dispersan por acción del viento. Por último, es

percibido únicamente por el sentido del oído, esto hace que sus efectos como contaminante sean

subestimados.

Estudios realizados en diferentes países han demostrado que el 80% de la contaminación acústica

es causada por el tráfico vehicular en las ciudades, debido a la mala distribución funcional del

territorio y el desarrollo urbano disperso, esto ha llevado a la creación de una extensa red de calles

y avenidas que enlazan las distintas zonas de la ciudad por las que circulan de forma constante e

ininterrumpida los diferentes medios de transporte. Para cubrir las necesidades públicas, se ha

producido un aumento exponencial de los medios de transporte y de su utilización, provocando un

sensible incremento de los niveles de ruido de fondo en los ambientes exteriores, principalmente

en los núcleos urbanos. A lo anterior, sumamos factores como el recubrimiento de los caminos

que tiene influencia en el ruido que se genera.

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La Organización Mundial de la Salud (OMS), manifiesta algunas afectaciones sobre la

contaminación acústica, como lo son daños psicológicos, disminución de la concentración,

afectación de manera negativa a la efectividad y la productividad; menciona también que puede

aumentar la frecuencia de accidentes de trabajo, la irritabilidad y los estados histéricos y

neuróticos, así como ocasionar síntomas fisiopatológicos como aceleración de la respiración y del

pulso, aumento de la presión arterial, disminución del peristaltismo digestivo, problemas

neuromusculares que ocasionan dolor y falta de coordinación, disminución de la visión nocturna,

aumento de la fatiga, entre otros. Puede también ocasionar lesiones irreparables como la sordera

que se va desarrollando de forma crónica y permanente.

La OCDE establece niveles máximos recomendados para ruido en carreteras nuevas y existentes

para día y para la noche en zonas donde que puedan afectar la salud humana debido a la

contaminación acústica.

Tabla 1. Niveles aceptables de ruido en carreteras propuestos por la OCDE.

Leq (día) Leq (noche)

Carretera nueva Carretera

existente

Carretera

nueva Carretera existente

60 +5 dB(A) 65 +5 dB(A) 50 - 55 dB(A 55 - 60 dB(A)

II.2 Generación de ruido por tránsito

El ruido generado por el tráfico es una secuencia temporal de la suma de niveles sonoros variables

emitidos por el ruido aerodinámico de los vehículos que transitan, las características de la

superficie (ruido de rodadura) y el ruido que genera el vehículo (ruido motor). Las variaciones en la

generación de la intensidad en cada una de estas fuentes depende de factores como la velocidad,

el tipo de motor, la fricción al contacto con el suelo, etc. Por ejemplo, con el aumento de la

velocidad, se tienen incrementos en el nivel sonoro siendo a altas velocidades (120 Km/h) donde

cobra relevancia, sin embargo, el impacto en este es más bien dentro del vehículo que fuera del

mismo. Se describe brevemente qué es el ruido de motor, el de rodadura y el aerodinámico,

siendo de mayor interés para este estudio los dos primeros.

- Ruido motor: Es el ruido generado por el conjunto de la admisión, el bloque de motor y el

escape del vehículo. Es la fuente más obvia de contaminación acústica y ésta

relacionada a los vehículos con motor de combustión interna. El ruido predomina a

bajas velocidades y depende de la carga del motor y de la velocidad de giro. Con

las innovaciones tecnológicas, el diseño de nuevos motores, especialmente en los

vehículos ligeros, ha hecho que el factor de carga no tenga relevancia en el

aumento del ruido que se genera, sobre todo a regímenes bajos de motor (ralentí).

Sin embargo, es relevante en vehículos pesados y en motocicletas, y va en

aumento conforme a los años de uso.

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- Ruido de rodadura: Es el producido por el contacto llanta – pavimento, es apreciable y se

considera relevante a partir de velocidades medias (40-60 Km/h); la intensidad

depende de la velocidad del vehículo y se ve influenciado por el modo de

conducción como frenado, aceleración y curvas. A parte de la velocidad, este ruido

es principalmente condicionado por el contacto de la llanta con la superficie

(pavimento).

- Ruido aerodinámico: Es generado por la turbulencia del medio (aire) por el paso del vehículo. Es

de importancia a velocidades mayores (>120 Km/h) y se manifiesta principalmente

al interior del vehículo. La minimización de este tipo de ruido ha sido prioridad

para la industria manufacturera de vehículos con muy buenos resultados.

Se tienen otras contribuciones de ruido por los sistemas auxiliares, como lo son sistemas de

ventilación, enfriamiento del motor, frenado, elevadores o sistemas de apertura de puertas (v.g.

transporte público), etc. Sin embargo, estas fuentes no tienen un espectro ni una velocidad

predominante, y tienen un efecto muy puntual en la generación de ruido. Dentro de estos

podemos considerar también bocinas, sirenas y equipos de sonido (música). Estos sistemas no

suelen considerarse en el cálculo de la emisión global del ruido por vehículos, aunque no se

descarta que igualmente sean fuentes de contaminación acústica y generan molestias a quienes lo

perciben.

La OCDE manifiesta que existe un predominio del ruido generado por los medios de transporte en

relación con las demás fuentes de ruido y, que dependiendo del desarrollo país en particular,

entre el 15 y el 40% de la población está sometida a niveles de ruido superiores a 65 dB(A)

procedentes del tráfico vehicular. Con lo que respecta al ruido por ferrocarriles es el 1,7% y al

transporte aéreo, más del 1% de la población que está expuesta a estos niveles.

Los reglamentos de la Administración Federal de Carreteras (FHWA, por sus siglas en ingles) en

referencia al nivel de contaminación acústica en las autopistas/carreteras, requieren la realización

de estudios sobre el ruido al construir autopistas nuevas o al cambiar o ampliar las ya existentes.

Los estudios sobre el ruido ayudan a identificar zonas de actividad que pueden ser afectadas por el

ruido del tráfico, determinando los niveles de sonido ya existentes y generan una base para la

predicción de niveles en un futuro. En base a estos, se pueden evaluar maneras de reducir el

impacto del sonido.

II.2.1 Ruido llanta – pavimento

El ruido de rodadura es el generado de la interacción llanta – pavimento, y se caracteriza por tener

distintas contribuciones en como se genera y en la propagación, pudiendo ocurrir fenómenos de

amplificación o reducción. Existen tres fenómenos involucrados en la generación de este tipo de

ruido: mecánicos y aerodinámicos.

II.2.1.1 Fenómenos Mecánicos

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Las vibraciones originadas por las excitaciones mecánicas de superficie sólidas, son la principal

causa de la generación de la radiación acústica (sonido). La generación mecánica del ruido tiene

dos componentes: vibraciones radiales y tangenciales (Figura 1), ambas originadas por los

impactos y choques resultantes del contacto del perfil de la llanta y la superficie.

Figura 1. Excitación mecánica de la llanta por contacto con el pavimento

La dureza, tanto de la llanta como de la superficie de contacto, define el contenido de frecuencias

de las fuerzas de excitación generadas. Este parámetro esta condicionado por el tiempo del

contacto del choque y las vibraciones que se generan al contacto. Cuanto mas rígidas sean las

superficies el tiempo de contacto será menor, por lo que el rango de frecuencia de las fuerzas de

excitación generará ruido con un contenido de frecuencia más ancho.

Un aspecto importante es la capacidad de amortiguamiento que tiene el material que conforma la

llanta, ya que a mayor amortiguamiento, menor será el movimiento que tendrán las superficies

vibrantes y menor el ruido generado.

Con respecto al pavimento, se ha encontrado que la textura de este (Sandberg, 1980) tiene una

relación directa con el nivel de ruido emitido para bajas frecuencias y texturas entre 10 y 500 mm.

Para texturas entre 0.5 y 10 mm la relación entre el nivel de ruido a altas frecuencias y la textura

también guardan proporción para en manera inversa, es decir, a más textura menos ruido.

II.2.1.2 Fricción

Dentro de los fenómenos mecánicos están los de fricción. Los procesos de fricción tienen que ver

con la adhesión entre el pavimento y la llanta. Es un proceso mecánico que presenta fenómenos

donde ocurren fenómenos de adhesión y fricción debido a los movimientos en micro escala que

presentan la figura o huella de la llanta al contacto con el pavimento generando ruido que

contribuye al de la rodadura llamados stick-slip y stick-snap. Figura 2.

El efecto stick-slip se asocian a mecanismos de fricción, por lo que las superficies con coeficientes

de fricción mayores suelen tener incrementos de nivel de ruido debido a este fenómeno. Al

contrario, los efectos de stick-snap están asociados a mecanismos de adhesión, por lo que

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mayores rugosidades disminuyen la probabilidad de que ocurran estos fenómenos y por tanto el

ruido generado puede ser menor.

Figura 2. Excitación mecánica de la llanta por contacto con el pavimento

II.2.1.3 Fenómenos Aerodinámicos

La contribución de tipo aerodinámico se relaciona con el flujo de aire impulsado durante el

movimiento de la rueda y la interacción de las cavidades en el perfil de la llanta. Figura 3.

Figura 3. Flujo de aire por la compresión de las cavidades en la llanta.

Uno de los mecanismos más importantes (Kuijpers, 2001 y Sandberg, 1980) en la generación de

ruido es la compresión del aire impulsado por el movimiento de la llanta y dirigido hacia el suelo.

Este fenómeno se conoce como “air pumping” y es condicionado por la resistencia del pavimento

al paso del aire a través de él. La llanta, en su movimiento de avance se comporta como una

bomba que comprime el aire contra la superficie plana que forma el pavimento. Cuando el

pavimento es muy denso (reflectante) la presión que alcanzan estos puntos aumenta y por lo

tanto el nivel de ruido generado es mayor que si el pavimento tuviera una menor resistencia al

paso del aire a su interior. Esto es lo que ocurre con los asfaltos porosos, y es la razón por la que

disminuyen el ruido.

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Otra contribución al ruido aerodinámico es la resonancia del aire dentro de la llanta (resonancia de

Helmholz), donde el volumen del aire que existe en el interior del neumático actúa como muelle

comprimiendo la masa de aire que existe entre la cavidad interior y el aire exterior. Su

contribución depende del tamaño de la llanta y de las dimensiones de la rueda.

Por último, también se tienen una contribución por parte de los canales dispuestos en la huella de

la llanta para el drenaje de agua. Estos canales simulan los conductos de una flauta, y producen

sonido en virtud a su longitud. Generalmente, las distribuciones asimétricas de los canales y figura

de la huella de la llanta hacen que la energía sonora no se concentre en una frecuencia sino que se

disperse a rangos más amplios.

II.2.2 Textura y regularidad superficial. El pavimento tiene dos propiedades relacionadas estrechamente con la generación de ruido, una

es la textura y otra es su regularidad superficial. Sobre la textura encontramos que esta se divide

en tres: la microtextura (irregularidades menores a 0.5 mm), la macrotextura (irregularidades

entre 0.5 a 50 mm) y la megatextura (mayor a 0.5 m) contraste, el pavimento de asfalto de drenaje

usa una mezcla de asfalto nivelado abierto, la cual elimina los aglomerados de la gradación

intermedia para obtener una mayor mezcla de porosidad. Figura 4.

Figura 4. Relación del ruido con la porosidad de la superficie.

La microtextura es necesaria para conseguir una buena adherencia. La macrotextura es necesaria

para mantener esa adherencia a altas velocidades o con el pavimento mojado. La macrotextura

mejora también la visibilidad con pavimento mojado, elimina o reduce los fenómenos de reflexión

de la luz, que tienen lugar en los pavimentos lisos mojados, y mejora la percepción de las marcas

viales. Por contra, los pavimentos rugosos, con fuerte macrotextura, producen un mayor desgaste

de los neumáticos y suelen resultar ruidosos. La megatextura y la irregularidad superficial resultan

indeseables. Inciden negativamente sobre la comodidad y aumentan el ruido de rodadura, los

gastos de mantenimiento de los vehículos y los gastos de conservación de la vía. Figura 5.

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Figura 5. Clasificación del perfil según AIPCR.

II.3 Pavimentos baja sonoridad o silenciosos

El término de pavimento silencioso es referido a cualquier pavimento que produce menos ruido

que algún otro debido al tránsito sobre el mismo. Los pavimentos silenciosos no se limitan a

asfaltos o concretos, pero sí a la incorporación de prácticas conocidas para hacerlos más

silenciosos. Tradicionalmente los pavimentos han sido diseñados y construidos para incorporar

tres factores importantes: seguridad, durabilidad y costos, los factores ambientales como la

generación de ruido no habían sido incluidos en este balance.

Figura 6. Rango de ruido y diferentes superficies de pavimento.

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Lo que hace a un pavimento silencioso o ruidoso son dos componentes primordiales, la textura y

la porosidad (Figura 6). La textura debe de ser aplanada o negativa con respecto a la superficie de

rodamiento. Como regla, la textura que tenga cualquier pavimento presentado como silencioso

debe de ser orientada negativamente (puntos abajo).

El desempeño del ruido de un pavimento es medido a través de dos métodos comúnmente

utilizados, uno es el On-board sound intensity (OBSI, por sus siglas en inglés) (Figura 7) y el otro es

sobre el borde del camino (Figura 8). La metodología OBSI mide el ruido a centímetros de donde

se produce por el contacto de la llanta con el pavimento y es más enfocado a la generación de

ruido por esta interface.

Y la metodología sobre el borde del camino, mide los niveles de ruido a 7.5 m hasta 15 m desde la

línea central del carril exterior y los niveles que se miden son representativos de quienes son

sometidos a los niveles de ruido que se generan en conjunto por el flujo de vehículos en la

carretera. Ya que permite evaluar el ruido debido al contacto entre el neumático y la superficie de

la carretera a una distancia lejana, de esta forma además de valorar la generación se valora la

propagación acústica.

Figura 7. Sistema On-board sound intensity (OBSI).

Figura 8. Mediciones sobre el borde del camino.

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III. METODOLOGÍA

Se realizaron mediciones en campo sobre cinco puntos, en los cuales se realizaron monitores en

ambos sentidos de la vialidad. Dos puntos corresponden a carreteras con pavimento rígido

(carpeta de concreto hidráulico) y tres a carretera con pavimento flexible (carpeta asfáltica). En la

Tabla 2 se muestran los puntos correspondientes y la referencia geográfica de cada estación de

monitoreo. La medición se realiza de manera directa a través de sonómetro de precisión en tripié

estándar a una distancia de 7,5 m del hombro de la carretera y a una altura de 1,5 m respecto al

eje de la misma; se emplea una pantalla antiviento (windscreen) y se dirige el micrófono del

sonómetro hacia la fuente (Figura 7).

Tabla 2. Localización de los puntos de muestreo de ruido en carretera.

PUNTO CARRETERA Km Ruta COORD. PAVIMENTO

1A MÉXICO - QUERÉTARO

Cuerpo A 201 57 20°34'15,26"N

100°17'22,72"O RÍGIDO

(Concreto Hidráulico)

1B MÉXICO - QUERÉTARO

Cuerpo B 201 57 20°34’17,79”N

100°17’23,07”O RÍGIDO

(Concreto Hidráulico)

2A MÉXICO - QUERÉTARO

Cuerpo B 193 57 20°33'39,76"N

100°13'59,63"O RÍGIDO

(Concreto Hidráulico)

2B MÉXICO - QUERÉTARO

Cuerpo A 193 57 20° 33’41,50”N

100°13’59,08”O RÍGIDO

(Concreto Hidráulico)

3A QUERÉTARO - SAN LUIS

POTOSÍ Cuerpo B 26 57 20° 4 7’54,92N

100°26’ 53,61O FLEXIBLE (Asfalto)

3B QUERÉTARO - SAN LUIS

POTOSÍ Cuerpo A 26 57 20°47’55,5”N

100°26’55,66”O FLEXIBLE (Asfalto)

4A QUERÉTARO - SAN LUIS

POTOSÍ Cuerpo B 10 57 20°40'27,19"N

100°26'02,05"O FLEXIBLE (Asfalto)

4B QUERÉTARO - SAN LUIS

POTOSÍ Cuerpo A 10 57 20°47’03,78”N

100°23’48,43”O FLEXIBLE (Asfalto)

5A QUERÉTARO -

IRAPUATO Cuerpo B 9 45 20°32'21,04"N

100°28'23,61"O FLEXIBLE (Asfalto)

5B QUERÉTARO -

IRAPUATO Cuerpo A 9 45 20°32’20,08”N

100°28’24,07”O FLEXIBLE (Asfalto)

Se tomaron lecturas del Leq de 60 s, en horario continuo desde las 09H00 hasta las 16H30, para

intervalos de 1 hora y de 30 minutos en su caso. Estas lecturas se integran y conforman los

Leq(total) para las 7.5 h. El equipo de medición acústica utilizado en las mediciones es un

sonómetro de precisión marca Brüel & Kjaer, modelo 2238, con un rango de medición de 20 a 100

dB(A); calibrado para la norma mexicana NMX-AA-059-1978 “Sonómetros de Precisión”.

Las ubicaciones de las estaciones de monitoreo se establecieron en puntos con al menos 700 m

lejos de curvas, salidas o incorporaciones a la carretera y cruces con otras vialidades en ambas

direcciones con respecto a la estación. También se evito tener pendientes ascendientes o

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descendientes bruscas o fuertes en el terreno. Esto último para evitar posible variaciones en la

velocidad, frenado o aceleración del tránsito y tener contribuciones por alguno de estos factores.

Figura 9. Posición de la estación del sonómetro con respecto a la carretera. Dado a que se emplea un sonómetro de precisión calibrado se considera una variación menor a +

5 dB en las mediciones registradas y se consideran como períodos continuos de 7.5 horas. La

precisión sonora del sonómetro empleado es de hasta 0.5 de decibel (dB). Se evitó realizar

mediciones bajo condiciones climáticas adversas como lluvia o viento fuerte (velocidad media

entre 41 y 70 Km/h).

IV. RESULTADOS IV. 1. Mediciones

Para cada punto se promedia el Leq obtenido para el periodo continuo muestreado y se promedia

entre ambos sentidos para obtener un valor de Leq por punto. La Tabla 3 muestra en resumen de

los promedios de Leq(total), L10, L50 en dB(A) de los valores obtenido para los cinco puntos

monitoreados así como las condiciones en que se realizó el muestreo de ruido. Los puntos

nombrados 1 y 2 son puntos en tramos de carretera con carpeta de rodamiento de pavimento

rígido (concreto hidráulico) y los puntos 3, 4 y 5 de pavimento flexible (carpeta asfáltica).

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Tabla 3. Condiciones de monitoreo y resultados de Leq, L10, L50 y L90.

Punto Numero de carriles

Temp. Amb. °C

Velocidad del viento

Leq total dB(A)

L10 dB(A)

L50 dB(A)

L90

dB(A)

1 3 24° 19 Km/h NNE 81.08 82.1 81.1 79.4

2 3 27.7° 23 Km/h W 78.12 79.5 78.1 76.4

3 2 26.5° 8 Km/h SE 71.36 74.1 71.2 67.8

4 2 28.4° 11 Km/h ENE 74.35 76.0 74.1 72.1

5 2 20° 14 Km/h WNW 73.30 75.6 73.3 70.3

IV. 2. Efectos del tipo de pavimento

En la Tabla 4 se muestran los niveles de ruido en promedio para los tipos de pavimento. La Figura

10 presenta el gráfico de barras donde se observa la diferencia entre las carreteras de concreto

hidráulico (rígido) y las de asfalto (flexible) para los puntos correspondientes. Se observa para

todos los casos que los Leq en los puntos establecidos en carreteras de pavimento rígido son

superiores a los registrados en carreteras en pavimento flexible, existiendo casos donde esta

diferencia es de hasta 7.8 dB(A).

Tabla 4. Comparación niveles de ruido entre tipos de pavimentos

Tipo de Pavimento Leq(total) L10 L50 L90

Rígido 79.60 80.80 79.60 77.90

Flexible 73.00 75.23 72.87 70.07

Diferencia 6.60 5.57 6.73 7.83

Figura 10. Niveles de ruido registrados en pavimentos Flexible y Rígido.

66.0

68.0

70.0

72.0

74.0

76.0

78.0

80.0

82.0

Leq L10 L50

Niveles de ruido con respecto al pavimento

Rígido Flexible

dB

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IV. 3. Relación con el TDPA

Dado que el flujo y la composición vehicular son factores que también influyen en los niveles de la

generación de ruido, se relaciona en la Tabla 5 con el TDPA total (considerando toda la

composición vehicular) y con TDPA pesado, considerando solo camiones tipo C2, C3, C4, C3R2

T2S1, T2S2, T3S2, T2S1R2, de acuerdo a la clasificación y los datos de Datos Viales para el Estado

de Querétaro del 2009.

Tabla 5. Comparación niveles de ruido entre tipos de pavimentos

Tipo de Pavimento Leq (total) L10 L50 TDPA total TDPA pesado % TDPA pesado

Rígido 85.2 86.1 85.0 44 654 15 373 31%

Rígido 88.2 89.4 87.8 48 344 15 058 35%

Flexible 80.7 83.0 80.0 26 961 7 123 28%

Flexible 79.4 82.0 79.5 32 802 12 098 20%

Flexible 78.4 81.6 77.0 16 804 3 289 23%

Niveles de ruido y TDPA total

Figura 11. Niveles de ruido por tipo de pavimentos y el tránsito total de vehículos.

64

66

68

70

72

74

76

78

80

82

84

20300 26880 36660 47802 48804

dB

TPDA

Leq

L10

L50

Pavimentos Flexibles Pavimentos Rígidos

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Figura 12. Relación de niveles de ruido y la composición de vehículos pesados.

El flujo del tránsito (o intensidad del tránsito), entendido como el número de vehículos que

circulan por un lapso de tiempo, tiene una incidencia directa en el ruido. Para flujos no saturados

(donde los vehículos circulan en forma más o menos independiente entre sí) se cumple que por

cada aumento al doble del flujo hay un incremento de 3 dB en el nivel. Cuando el flujo se empieza

a saturar, es más difícil maniobrar, por lo que la velocidad promedio disminuye junto con los

niveles de ruido.

IV. 4. Indicador ambiental de ruido

El indicar ambiental de ruido propuesto se basa en el indicador acústico Leq(total) y es referido a

los niveles que la OMS recomienda para el ruido de día. Corresponde a la relación del Leq(total) con

respecto al límite en carreteras existentes para el día:

)(65

)(

AdB

totalLeqIAR

Los índices ambientales de ruido son como se muestran en la Tabla 5 para pavimento flexible y

para rígido.

y = 0.6289x + 65.195 R² = 0.8488

65

70

75

80

85

90

95

100

15 20 25 30 35 40

Leq

(d

B)

Porcentaje de TDPA pesado

Relación Leq y TDPA pesado

% TDPA pesado

Lineal (% TDPA pesado)

16

Tabla 6. Índices ambientales de ruido (IAR)

Tipo de Pavimento Leq (total) IAR

Rígido 79.6 1.2 Flexible 72.2 1.1

En el caso del TDPA pesado, los coeficientes de correlación para Leq(total) son de 0.8301, L50 de

0.7892 y L10 de 0.7542. En este caso, un aumento en la composición de vehículos pesados se

refleja de manera distinta en los niveles de ruido, sin embargo los hace de manera significativa. Si

existiera un incremento de 5000 vehículos el Leq(total) aumentaría hasta 4dB; 3,5dB en el L50 y 2,5

dB en L10.

V. CONCLUSIONES

Los niveles de ruido registrados en carreteras con pavimentos rígidos (concreto hidráulico)

presentan niveles Leq(A) hasta 7.3 dB superiores a los registrados en carreteras cuyos

recubrimientos son de pavimentos flexibles (carpetas asfálticas). Esto era de esperase debido a las

características y propiedades de ambos pavimentos. Sin embargo, también observamos que la

composición vehicular juega un papel importante en los niveles de la generación de ruido, donde

por cada 5 % que aumente la composición de vehículos pesados que circulan en cualquiera de los

dos tipos de pavimentos podemos esperar un aumento de hasta 3 dB en la generación de ruido.

En el caso de carreteras con pavimentos rígidos, el Índice Ambiental de Ruido (IAR) muestra que la

intensidad de ruido generado es cerca de un 20% superior a los límites recomendados por la OMS

para carreteras existentes, y de un 10% en pavimentos flexibles.

Las prácticas más utilizadas actualmente para la mitigación de ruido en carreteras es la de

construir barreras para reducir sus efectos y aislar el ruido generado de las áreas que puedan

verse afectadas. Algunos casos plantean el control del tránsito, límites de velocidad, y en mucha

menor medida la modificación o la construcción de carreteras alternas por los costos que esto

implica. Estas prácticas son consideradas medidas de “fin de tubo” ya que tratan de mitigar con los

niveles de contaminación, en este caso ruido, una vez que ya se ha generado.

Los resultados obtenidos en el presente trabajo evidencian la necesidad de desarrollar pavimentos

seguros, de calidad pero más confortables y menos contaminantes al medio, como una medida

eficaz en la mitigación del ruido antes que este se genere. Los pavimentos silenciosos o de baja

sonoridad se consiguen con estructuras de vacíos y texturas superficiales que permitan absorber el

ruido. Actualmente hay mucho interés para el desarrollo de los mismos como alternativas a la

construcción de barreras acústicas, que han ido aumentando en especial en las carreteras

urbanas.

17

Desarrollando pavimentos silenciosos y aplicándolos en la construcción de nuevos caminos y el

mantenimiento de carreteras existente podemos contribuir a reducir los impactos generados por

la infraestructura carretera en el país.

VI. REFERENCIAS

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2010.

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Ginebra, Suiza, 1979.

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