Estudio del nivel de Estudio del nivel de Contaminación Contaminación Acústica en el Acústica en el

I.E.S. Pío BarojaI.E.S. Pío BarojaMadrid. 2009Madrid. 2009

El sonido es una onda.El sonido es una onda. Una onda es una perturbación que avanza o que se Una onda es una perturbación que avanza o que se

propaga en un medio material o incluso en el vacío. propaga en un medio material o incluso en el vacío. Todas las ondas tienen un comportamiento semejante. Todas las ondas tienen un comportamiento semejante.

El sonidoEl sonido es un tipo de onda que se propaga es un tipo de onda que se propaga únicamente en presencia de un medio que haga de únicamente en presencia de un medio que haga de soporte de la perturbaciónsoporte de la perturbación

Los conceptos generales sobre ondas sirven para Los conceptos generales sobre ondas sirven para describir el sonido, y los fenómenos sonoros permiten describir el sonido, y los fenómenos sonoros permiten comprender mejor algunas de las características de las comprender mejor algunas de las características de las ondas. ondas.

Las ondas sonoras se producen como consecuencia de Las ondas sonoras se producen como consecuencia de una compresión del medio a lo largo de la dirección de una compresión del medio a lo largo de la dirección de propagación. Son, por tanto, propagación. Son, por tanto, ondas longitudinales.ondas longitudinales.

Cualidades del sonido.Cualidades del sonido.

El oído es capaz de distinguir unos El oído es capaz de distinguir unos sonidos de otros porque es sensible a las sonidos de otros porque es sensible a las diferencias que puedan existir entre ellos diferencias que puedan existir entre ellos en relación con las tres cualidades que en relación con las tres cualidades que los caracterizan y que son la los caracterizan y que son la intensidadintensidad, el , el tonotono y el y el timbretimbre. .

Aun cuando todas ellas se refieren su Aun cuando todas ellas se refieren su percepción fisiológica, están percepción fisiológica, están relacionadas con diferentes propiedades relacionadas con diferentes propiedades de las ondas sonoras.de las ondas sonoras.

El sonido: Intensidad (I)El sonido: Intensidad (I)

Se define como Se define como la energía que atraviesa la energía que atraviesa por segundo una superficie unidad por segundo una superficie unidad dispuesta perpendicularmente a la dispuesta perpendicularmente a la dirección de propagacióndirección de propagación. .

Equivale a una potencia por unidad de Equivale a una potencia por unidad de superficie y se expresa en Weber/msuperficie y se expresa en Weber/m22. .

La magnitud de la La magnitud de la sensación sonorasensación sonora depende de la intensidad acústica, pero depende de la intensidad acústica, pero también depende de la también depende de la sensibilidadsensibilidad del del oído a las distintas frecuencias.oído a las distintas frecuencias.

El Sonido: Intensidad (II)El Sonido: Intensidad (II) El intervalo de intensidades acústicas que va desde el El intervalo de intensidades acústicas que va desde el

umbral de audibilidadumbral de audibilidad, , o valor mínimo perceptible, o valor mínimo perceptible, hasta el hasta el umbral del dolorumbral del dolor  

La intensidad fisiológica o sensación sonora de La intensidad fisiológica o sensación sonora de un sonido se mide en decibelios (dB).un sonido se mide en decibelios (dB). Por Por ejemplo, el ejemplo, el umbral de la audición está en 0 dBumbral de la audición está en 0 dB, la , la intensidad fisiológica de intensidad fisiológica de un susurro corresponde a un susurro corresponde a unos 10 dBunos 10 dB y y el ruido de las olas en la costa a el ruido de las olas en la costa a unos 40 dBunos 40 dB. .

La escala de sensación sonora es logarítmica, lo que La escala de sensación sonora es logarítmica, lo que significa que un aumento de 10 dB corresponde a una significa que un aumento de 10 dB corresponde a una intensidad 10 veces mayor por ejemplo, el ruido de intensidad 10 veces mayor por ejemplo, el ruido de las olas en la costa es 1.000 veces más intenso que las olas en la costa es 1.000 veces más intenso que un susurro, lo que equivale a un aumento de 30 dB.un susurro, lo que equivale a un aumento de 30 dB.

El Sonido: Intensidad El Sonido: Intensidad (III)(III)

Para expresar intensidades sonoras se emplea una Para expresar intensidades sonoras se emplea una escala cuyas divisiones son potencias de diez y cuya escala cuyas divisiones son potencias de diez y cuya unidad de medida es el unidad de medida es el decibeliodecibelio (dB).  (dB). 

La relación matemática entre intensidad y nº de La relación matemática entre intensidad y nº de decibelios sigue esta ecuación: decibelios sigue esta ecuación:

Nº dB = 10 log(I/INº dB = 10 log(I/Ioo)) En ella En ella IIoo =10 =10-12-12 W/m W/m22 y y corresponde al umbral corresponde al umbral

de audición, 0de audición, 0 decibelios por tanto. El “umbral de decibelios por tanto. El “umbral de audición” representa la cantidad mínima de sonido o audición” representa la cantidad mínima de sonido o de vibraciones por segundo requeridas para que el de vibraciones por segundo requeridas para que el sonido lo pueda percibir el oído humano. Ese sonido lo pueda percibir el oído humano. Ese número de vibraciones se corresponde con una número de vibraciones se corresponde con una frecuencia aproximada de 1 kHz ( 10-12 W/m2 ). frecuencia aproximada de 1 kHz ( 10-12 W/m2 ).

El El umbral del dolorumbral del dolor corresponde a una corresponde a una intensidad de 1 W/mintensidad de 1 W/m22 o 120 dB o 120 dB..

El Sonido: Intensidad (V)El Sonido: Intensidad (V)

Una intensidad acústica de 10 Una intensidad acústica de 10 decibelios corresponde a una energía decibelios corresponde a una energía diez veces mayor que una intensidad diez veces mayor que una intensidad de cero decibelios; una intensidad de de cero decibelios; una intensidad de 20 dB representa una energía 100 20 dB representa una energía 100 veces mayor que la que corresponde a veces mayor que la que corresponde a 0 decibelios y así sucesivamente. 0 decibelios y así sucesivamente.

La intensidad debida a un número de La intensidad debida a un número de fuentes de sonido independientes es la fuentes de sonido independientes es la suma de las intensidades individuales suma de las intensidades individuales

El Sonido: Tono (I)El Sonido: Tono (I) ElEl tonotono es la cualidad del sonido mediante la es la cualidad del sonido mediante la

cual el oído le asigna un lugar en la escala cual el oído le asigna un lugar en la escala musical, permitiendo, por tanto, distinguir musical, permitiendo, por tanto, distinguir entre los entre los gravesgraves y los y los agudosagudos. . La magnitud La magnitud física que está asociada al tono es la física que está asociada al tono es la frecuenciafrecuencia. .

Los sonidos percibidos como Los sonidos percibidos como gravesgraves corresponden a frecuencias corresponden a frecuencias bajasbajas, mientras , mientras que los que los agudosagudos son debidos a frecuencias son debidos a frecuencias altasaltas. .

El sonido más grave de una guitarra (sexta El sonido más grave de una guitarra (sexta cuerda al aire) corresponde a una frecuencia cuerda al aire) corresponde a una frecuencia de 82,4 Hz y el más agudo (primera cuerda en de 82,4 Hz y el más agudo (primera cuerda en el último traste) a 698,5 Hercios. el último traste) a 698,5 Hercios.

El Sonido: Tono (II)El Sonido: Tono (II) No todas las ondas sonoras pueden ser No todas las ondas sonoras pueden ser

percibidas por el oído humano, el cual percibidas por el oído humano, el cual es es sensible únicamente a aquellas cuya sensible únicamente a aquellas cuya frecuencia está comprendida entre los 20 y frecuencia está comprendida entre los 20 y los 20 000 Hz.los 20 000 Hz.

En el aire dichos valores extremos En el aire dichos valores extremos corresponden a longitudes de onda que van corresponden a longitudes de onda que van desde 16 metros hasta 1,6 centímetros desde 16 metros hasta 1,6 centímetros respectivamente. respectivamente.

El oído humano presenta diferente sensibilidad El oído humano presenta diferente sensibilidad ante las distintas frecuencias, siendo esta ante las distintas frecuencias, siendo esta máximamáxima para las frecuencias para las frecuencias mediasmedias, y menor , y menor para las bajas y altas. para las bajas y altas.

El Sonido: Timbre (I)El Sonido: Timbre (I)

ElEl timbretimbre es la cualidad del sonido es la cualidad del sonido que permite distinguir sonidos que permite distinguir sonidos procedentes de diferentes procedentes de diferentes instrumentos, aun cuando posean instrumentos, aun cuando posean igual tono e intensidad. igual tono e intensidad.

Esta cualidad permite reconocer a Esta cualidad permite reconocer a una persona por su voz, que resulta una persona por su voz, que resulta característica de cada individuo. característica de cada individuo.

El sonido: Timbre (II)El sonido: Timbre (II) Pocas veces las ondas sonoras corresponden a Pocas veces las ondas sonoras corresponden a

sonidos purossonidos puros, sólo los diapasones generan este tipo , sólo los diapasones generan este tipo de sonidos, que son debidos a una sola frecuencia y de sonidos, que son debidos a una sola frecuencia y representados por una onda armónica. representados por una onda armónica.

Los instrumentos musicales dan lugar a un sonido Los instrumentos musicales dan lugar a un sonido más rico que resulta de vibraciones complejas. más rico que resulta de vibraciones complejas.

Cada vibración compleja puede considerarse Cada vibración compleja puede considerarse compuesta por una serie de vibraciones armónico compuesta por una serie de vibraciones armónico simples de una frecuencia y de una amplitud simples de una frecuencia y de una amplitud determinadas, cada una de las cuales, si se determinadas, cada una de las cuales, si se considerara separadamente, daría lugar a un sonido considerara separadamente, daría lugar a un sonido puro. puro.

Esta mezcla de tonos parciales es característica de Esta mezcla de tonos parciales es característica de cada instrumento y define su timbre.cada instrumento y define su timbre.

El RuidoEl Ruido

Ruido es cualquier sonido excesivo o intempestivo o, de forma más precisa, todo sonido susceptible de producir efectos fisiológicos o psicológicos sobre una persona o grupo de personas.

Es un sonido carente de cualidades musicales agradables o un sonido que no es deseado por una persona determinada en un momento dado. Es un sonido irritante, perturbador, molesto y, algunas veces, en función de su intensidad, dañino para el oído

Ejemplos de ruidosEjemplos de ruidos

Hablar en voz baja entre 10-20 dBHablar en voz baja entre 10-20 dB Trafico de una calle entre 50-60 dBTrafico de una calle entre 50-60 dB Una motocicleta sobre los 90 dBUna motocicleta sobre los 90 dB Bocina de automóvil a 1 metro:120 Bocina de automóvil a 1 metro:120

dBdB El umbral del dolor se sitúa entre El umbral del dolor se sitúa entre

110-130 dB110-130 dB

Escala propuestaEscala propuesta

El presente estudio se basa en la El presente estudio se basa en la siguiente escala separada en siguiente escala separada en intervalos de 15 dB:intervalos de 15 dB: Nivel Nivel VerdeVerde < 35 dB < 35 dB Nivel Nivel AzulAzul de 35 a 50 dB de 35 a 50 dB Nivel Nivel AmarilloAmarillo de 50 a 65 dB de 50 a 65 dB Nivel Nivel NaranjaNaranja de 65 a 80 dB de 65 a 80 dB Nivel Nivel RojoRojo > 80 dB > 80 dB

Instrumental utilizadoInstrumental utilizado Las mediciones de ruido Las mediciones de ruido

se han efectuado con un se han efectuado con un sonómetro digital marca sonómetro digital marca Velleman DVM 805, con Velleman DVM 805, con estándar aplicable estándar aplicable IEC651 tipo 2. ANSI S1 IEC651 tipo 2. ANSI S1 tipo 2, gama de tipo 2, gama de frecuencias 31,5 a 8.000 frecuencias 31,5 a 8.000 Hz, con rango de Hz, con rango de medición 30-100 y de 60-medición 30-100 y de 60-130 dB, con frecuencia 130 dB, con frecuencia de medición de 125 de medición de 125 milisegundos y precisión milisegundos y precisión +/- 1,5 dB.+/- 1,5 dB.

ProcedimientoProcedimiento

Se han delimitado catorce áreas Se han delimitado catorce áreas distintas en cada una de las tres plantas distintas en cada una de las tres plantas del edificio para efectuar las medidas.del edificio para efectuar las medidas.

Dichas áreas son en general pasillos y Dichas áreas son en general pasillos y zonas de uso común, incluida la zonas de uso común, incluida la Cafetería y la Biblioteca; nunca Cafetería y la Biblioteca; nunca interiores de aulas ni zonas reservadas interiores de aulas ni zonas reservadas para usos restringidos tales como para usos restringidos tales como laboratorios, departamentos didácticos laboratorios, departamentos didácticos o sala de profesores.o sala de profesores.

PLANTA BAJA: zonas 1 a PLANTA BAJA: zonas 1 a 55

Planta primera. Zonas 6 Planta primera. Zonas 6 a 10a 10

Planta segunda. Zonas Planta segunda. Zonas 11 a 1411 a 14

Metodología.Metodología.

Se han efectuado Se han efectuado dosdos bloques de bloques de medidas, durante los cambios de clase medidas, durante los cambios de clase y/o recreos (Medidas A o de nivel Alto) y y/o recreos (Medidas A o de nivel Alto) y durante los periodos lectivos (Medidas B, durante los periodos lectivos (Medidas B, de nivel Bajo)de nivel Bajo)

Cada bloque consta de Cada bloque consta de cincocinco mediciones, mediciones, en las que se ha elegido el pico de nivel en las que se ha elegido el pico de nivel en intervalos de 45” separados por 15”.en intervalos de 45” separados por 15”.

Los datos se recogen en la tabla Los datos se recogen en la tabla siguiente:siguiente:

Toma de datos (valores Toma de datos (valores en dB).en dB).

ZONA A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5

1 65,2 70,2 74,3 72 75,2 58,1 60,2 63,4 70,1 72,3

2 118 120 129,9 128,2 128,6 78,2 70,5 71,8 70,3 71,2

3 74,2 75 73,9 78,2 78,6 73,2 71 72 71 71,3

4 74 73,6 78,6 77,8 77,9 71,1 74,5 72,6 72,6 68,7

5 83,3 73,1 90,7 81,1 84,4 58,5 61,1 50,1 52,3 52,3

6 79 64 71,5 76,3 79,1 68,8 78,6 73,4 70,6 67,6

7 74,1 73,7 76,7 72,2 78,6 70,1 63,6 61,2 59,1 60,7

8 86 83,2 83,5 84 85 55,3 60,1 61,8 54,4 56,9

9 86,7 82,9 78,2 79,2 86 61,1 57,4 66,7 56,1 57,6

10 91,9 95,9 98,6 90,9 91,1 68,6 60,2 61,7 56,8 60,2

11 86,1 87,2 79 71 71,5 55,7 54,5 60,3 64,4 53,6

12 80 81,2 82,6 83 85 57,5 55,1 59,3 58,9 58,1

13 74,3 73,8 76,5 72 73,9 56,5 57,7 53,5 54,3 55,3

14 83,6 83,1 86,6 88,3 84,1 54,7 59,3 55,9 60,2 57,7

AnálisisAnálisis

Con los datos recogidos, se han Con los datos recogidos, se han efectuado los cálculos siguientes:efectuado los cálculos siguientes: Medias altas y bajas para cada zona.Medias altas y bajas para cada zona. Medias altas y bajas globales.Medias altas y bajas globales. Coeficientes de variación de las medidas Coeficientes de variación de las medidas

altas (5 %) y bajas (6 %).altas (5 %) y bajas (6 %). Valores mínimos y máximos por zonas y Valores mínimos y máximos por zonas y

globales.globales. Gráficas correspondientes a cada una de Gráficas correspondientes a cada una de

las 14 zonas. las 14 zonas.

Limitaciones de nuestro Limitaciones de nuestro estudio.estudio.

Las medidas se han realizado con un sonómetro Las medidas se han realizado con un sonómetro elemental que no permite realizar medidas cálculos de elemental que no permite realizar medidas cálculos de datos integrados o acumulativos, sino simples medidas datos integrados o acumulativos, sino simples medidas puntuales, determinando en cada una de ellas el valor puntuales, determinando en cada una de ellas el valor de pico.de pico.

El estudio se ha realizado durante la primavera de El estudio se ha realizado durante la primavera de 2009, y el nivel sonoro es variable según la época del 2009, y el nivel sonoro es variable según la época del año. Queda pues abierta la vía para la realización de año. Queda pues abierta la vía para la realización de análisis comparativos paralelos en años sucesivos que análisis comparativos paralelos en años sucesivos que permitirán medir la evolución del nivel de ruido en permitirán medir la evolución del nivel de ruido en nuestro centro de trabajo.nuestro centro de trabajo.

La toma de datos se ha realizado únicamente durante La toma de datos se ha realizado únicamente durante las horas del turno de mañana, entre 8.30 y 14.30 h. las horas del turno de mañana, entre 8.30 y 14.30 h. Queda pendiente el estudio correspondiente al turno Queda pendiente el estudio correspondiente al turno de noche.de noche.

Valores mediosValores medios

Con los valores obtenidos en cada Con los valores obtenidos en cada una de las zona, se han calculado los una de las zona, se han calculado los valores medios para las medidas valores medios para las medidas altas y bajas.altas y bajas.

Con tales valores medios se ha Con tales valores medios se ha realizado una distribución por realizado una distribución por colores correspondientes a los cinco colores correspondientes a los cinco niveles propuestosniveles propuestos

Gráfica de valores Gráfica de valores medios.medios.

0

20

40

60

80

100

120

140

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

ALTAS

BAJAS

Estudio de máximos y Estudio de máximos y mínimosmínimos

El estudio de máximos y mínimos o de El estudio de máximos y mínimos o de diferencias entre extremosdiferencias entre extremos permite permite visualizar los picos de nivel medidos en visualizar los picos de nivel medidos en casa una de las zonas, que de otro modo casa una de las zonas, que de otro modo quedarían enmascarados a la hora de quedarían enmascarados a la hora de efectuar los cálculos con valores efectuar los cálculos con valores medios.medios.

Como puede observarse, en algunas Como puede observarse, en algunas zonas se llegan a superar puntualmente zonas se llegan a superar puntualmente los 100 dB.los 100 dB.

Diferencia entre valores Diferencia entre valores extremos.extremos.

0

20

40

60

80

100

120

140

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

MAX A

MIN B

ResultadosResultados A la vista del análisis por zonas hecho, y A la vista del análisis por zonas hecho, y

utilizando la clasificación propuesta para los utilizando la clasificación propuesta para los distintos niveles de ruido, se asignan los distintos niveles de ruido, se asignan los siguientes valores por zonas.siguientes valores por zonas. En la parte superior izquierda se encuentra el gráficoEn la parte superior izquierda se encuentra el gráfico En la parte superior derecha, una fotografía de la En la parte superior derecha, una fotografía de la

zona.zona. En la parte inferior izquierdas aparece la fotografía En la parte inferior izquierdas aparece la fotografía

virada al tono correspondiente a las medidas bajasvirada al tono correspondiente a las medidas bajas En la parte inferior derecha aparece la fotografía En la parte inferior derecha aparece la fotografía

virada al tono correspondiente a las medidas altas virada al tono correspondiente a las medidas altas ((amarilloamarillo, , naranjanaranja y y rojorojo))

Zona 1: Hall de entradaZona 1: Hall de entrada

0

10

20

30

40

50

60

70

80

1 2 3 4 5

1_A

1_B

Zona 2: CafeteríaZona 2: Cafetería

0

50

100

150

200

250

1 2 3 4 5

2_B

2_A

Zona 3: Área de Tecnología Zona 3: Área de Tecnología y Aula Informática IIIy Aula Informática III

0

20

40

60

80

100

120

140

160

1 2 3 4 5

Zona 4: Área de Música y Zona 4: Área de Música y Salón de ActosSalón de Actos

0

50

100

150

200

1 2 3 4 5

Zona 5: Área de Zona 5: Área de BachilleratoBachillerato

0

50

100

150

1 2 3 4 5

Zona 6: BibliotecaZona 6: Biblioteca

020406080

100120140160

1 2 3 4 5

Zona 7: Informática I y II, Zona 7: Informática I y II, Laboratorio de QuímicaLaboratorio de Química

020406080

100120140160

1 2 3 4 5

Zona 8: Área 3ª ESO y Zona 8: Área 3ª ESO y Laboratorio de FísicaLaboratorio de Física

020406080

100120140160

1 2 3 4 5

Zona 9: Aulas 13 a 18Zona 9: Aulas 13 a 18

020406080

100120140160

1 2 3 4 5

Zona 10: Área 1º ESOZona 10: Área 1º ESO

0

50

100

150

200

1 2 3 4 5

Zona 11: Área de Zona 11: Área de Astronomía, Radio, Astronomía, Radio,

Laboratorio de Ciencias Laboratorio de Ciencias Naturales y DiversificaciónNaturales y Diversificación

020406080

100120140160

1 2 3 4 5

Zona 12: Área 4º ESO y Zona 12: Área 4º ESO y EnlaceEnlace

020406080

100120140160

1 2 3 4 5

Zona 13: Aulas 30 a 33.Zona 13: Aulas 30 a 33.

0

20

40

60

80

100

120

140

1 2 3 4 5

Zona 14: Área 2º ESOZona 14: Área 2º ESO

020406080

100120140160

1 2 3 4 5

Valores promedio Valores promedio globales.globales.

Finalmente se establecen los Finalmente se establecen los siguientes valores promedio siguientes valores promedio globales:globales:

1) Valor promedio de las medidas B 1) Valor promedio de las medidas B o de bajo nivel de ruido: o de bajo nivel de ruido: 62,7 dB 62,7 dB NIVEL AMARILLONIVEL AMARILLO

2) Valor promedio de las medidas A 2) Valor promedio de las medidas A o de alto nivel de ruido: o de alto nivel de ruido: 83.0 dB 83.0 dB NIVEL ROJONIVEL ROJO

Conclusiones.Conclusiones.

Prescindiendo de las consideraciones relativas a Prescindiendo de las consideraciones relativas a los efectos derivados de la acumulación sonora, se los efectos derivados de la acumulación sonora, se puede concluir que en IES Pío Baroja la puede concluir que en IES Pío Baroja la contaminación acústica es contaminación acústica es elevadaelevada lo cual puede lo cual puede suponer un grave riesgo para la salud de los suponer un grave riesgo para la salud de los miembros de la Comunidad Educativa.miembros de la Comunidad Educativa.

Parece necesario arbitrar cuanto antes medidas Parece necesario arbitrar cuanto antes medidas tendentes a evitar el progresivo incremento en el tendentes a evitar el progresivo incremento en el nivel de contaminación acústica al que se ven nivel de contaminación acústica al que se ven sometidos quienes a diario participan en los sometidos quienes a diario participan en los procesos de enseñanza-aprendizaje en nuestro procesos de enseñanza-aprendizaje en nuestro Centro... Pero eso debe ser objeto de análisis Centro... Pero eso debe ser objeto de análisis sucesivos para los que queda la puerta abierta a sucesivos para los que queda la puerta abierta a partir de este momento.partir de este momento.