La contaminació acústica, els nivells sonors no desitjats o excessius poden tenir efectes nocius sobre la salut humana i la qualitat del medi ambient. Es produeix habitualment en moltes instal·lacions industrials i alguns altres llocs de treball. Així com la contaminació acústica associada al trànsit per carretera, ferrocarril i aeri i activitats a l'aire lliure.
Mesura i percepció de la sonoritat
Les ones sonores són vibracions de molècules d'aire transportades des d'una font de soroll fins a l'oïda. Normalment es descriu en termes de sonoritat (amplitud) i to (freqüència) de l'ona. El nivell de pressió sonora, o SPL, es mesura en unitats logarítmiques anomenades decibels (dB). L'oïda humana normal pot detectar un to que oscil·la entre 0 dB (llindar d'audició) i 140 dB. Al mateix temps, els sons de 120 dB a 140 dB causen dolor.
Quin és el nivell de so, per exemple, a la biblioteca? És d'uns 35 dB, mentre que dins d'un autobús o metro en moviment és d'uns 85. Treballs de construccióels edificis poden generar fins a 105 dB SPL a la font. SPL disminueix amb la distància del subjecte.
La velocitat a la qual es transmet l'energia sonora s'anomena intensitat, proporcional al quadrat de l'SPL. A causa de la naturalesa logarítmica de l'escala de decibels, un augment de 10 punts representa un augment de 10 vegades en la intensitat del so. Als 20, transmet 100 vegades més. I 30 dB representa un augment de 1.000 vegades en la intensitat.
En canvi, quan la tensió es duplica, el nivell de volum del so només augmenta en 3 punts. Per exemple, si un trepant de construcció produeix 90 dB de soroll, llavors dues eines idèntiques treballant una al costat de l' altra crearan 93 dB. I quan es combinen dos sons que difereixen en més de 15 punts en SPL, els tons febles queden emmascarats (o ofegats) pel so fort. Per exemple, si un trepant funciona a 80 dB en una obra al costat d'una excavadora a 95, el nivell de pressió combinat d'aquestes dues fonts es mesurarà com a 95. No es notarà un to menys intens del compressor.
La freqüència d'una ona sonora s'expressa en cicles per segon, però l'hertz s'utilitza més habitualment (1 cps=1 Hz). La membrana timpànica humana és un òrgan altament sensible amb un gran rang dinàmic, capaç de detectar sons a freqüències que van des dels 20 Hz (agut) fins a aproximadament 20.000 Hz (agut). La tonalitat de la veu humana en una conversa normal es produeix a freqüències de 250 Hz a 2000 Hz.
La mesura precisa del nivell de so i la descripció científica són diferents de les nocions i opinions humanes més subjectives al respecte. Les respostes humanes individuals al soroll depenen tant del to com de la sonoritat. Les persones amb audició normal solen percebre sons d' alta freqüència més forts que els sons de baixa freqüència de la mateixa amplitud. Per aquest motiu, els mesuradors electrònics de soroll tenen en compte els canvis en la sonoritat percebuda amb el to.
Els filtres de freqüència dels comptadors serveixen per fer coincidir les lectures amb la sensibilitat de l'oïda humana i la sonoritat relativa de diversos sons. L'anomenat filtre ponderat A, per exemple, s'utilitza habitualment per diagnosticar la comunitat circumdant. Les mesures de SPL fetes amb aquest filtre s'expressen en decibels ponderats A o dBA.
La majoria de les persones perceben i descriuen un augment de 6-10 dBA en el SPL com una duplicació de la "sonoritat". Un altre sistema, l'escala ponderada C (dBS), de vegades s'utilitza per als nivells de soroll d'impacte, com ara disparar, i acostuma a ser més precís que dBA per a la intensitat percebuda dels sons amb components de baixa freqüència.
Els nivells de soroll tendeixen a canviar amb el temps, de manera que les dades de mesura es presenten com a mitjanes per expressar els nivells de so globals. Hi ha diverses maneres de fer-ho. Per exemple, una sèrie de mesures repetides del nivell de so es podrien informar com a L 90=75 dBA, el que significa que els valors eren iguals o superiors a 75 dBA durant el 90 per cent del temps.
Es pot utilitzar una altra unitat anomenada graus equivalents de so (L eq) per expressar el SPL mitjà durant qualsevol període d'interès, com ara una jornada laboral de vuit hores.(L eq és un valor logarítmic, no un valor aritmètic, de manera que els esdeveniments forts dominen el resultat total.)
Una unitat de nivell de so anomenada Valor de soroll dia-nit (DNL o Ldn) té en compte el fet que les persones són més sensibles al to a la nit. Així, s'afegeix 10 dBA als valors SPL mesurats entre les 10 i les 7 del matí. Per exemple, les mesures DNL són molt útils per descriure l'exposició general al soroll de l'avió.
Treballar amb efectes
El soroll és més que una molèstia. A determinats nivells i durades d'exposició, pot causar danys físics al timpà i a les cèl·lules ciliades sensibles de l'oïda interna, provocant una pèrdua auditiva temporal o permanent.
Normalment no es produeix a SPL per sota dels 80 dBA (els nivells d'influència de vuit hores es mantenen millor per sota dels 85). Però la majoria de les persones exposades repetidament a més de 105 dBA tindran algun grau de pèrdua auditiva permanent. A més, l'exposició excessiva al soroll també pot augmentar la pressió arterial i la freqüència cardíaca, provocar irritabilitat, ansietat i fatiga mental i interferir amb el son, la relaxació i la intimitat.
Control de la contaminació acústica
Per tant, és important mantenir el màxim silenci en el lloc de treball i en la societat. Les normatives i lleis acústiques adoptades a nivell local, regional i nacional poden ser eficaços per mitigar els efectes negatius de la contaminació acústica.
Mediambiental iEl hum industrial està regulat per la llei de seguretat i salut laboral i la llei en contra. En virtut d'aquesta normativa, l'Administració de Seguretat i Salut Laboral va establir criteris per al soroll industrial per imposar límits a la intensitat de l'exposició al so i la durada durant la qual es pot permetre aquesta intensitat.
Si una persona està exposada a diferents nivells de soroll en diferents moments del dia, l'exposició total o la dosi (D) del soroll s'obté a partir de la proporció,
on C és el temps real i T és el temps permès a qualsevol nivell. Amb aquesta fórmula, la dosi de soroll diària més possible seria 1, i qualsevol exposició per sobre d'aquesta seria inacceptable.
Nivell màxim de so
Els criteris per al soroll interior es resumeixen en tres conjunts d'especificacions que es van obtenir recollint judicis subjectius d'una gran mostra de persones en diverses situacions específiques. Aquests han evolucionat cap als criteris de soroll (NC) i les corbes de to preferit (PNC), que estableixen límits al nivell introduït a l'entorn. Les corbes NC, desenvolupades el 1957, tenen com a objectiu proporcionar un entorn de treball o de vida còmode especificant el nivell de so màxim permès en bandes d'octava a tot l'espectre d'àudio.
Un conjunt complet d'11 corbes defineixen criteris de soroll per a una àmplia gamma de situacions. Els gràfics PNC, desenvolupats l'any 1971, afegeixen límits al brunzit de baixa freqüència i el xiulet d' alta freqüència. Per tant, són preferitsestàndard NC més antic. Resumits a les corbes, aquests criteris proporcionen objectius de disseny per als nivells de soroll per a diverses idees. Part de l'especificació del treball o de l'hàbitat és la corba PNC corresponent. En cas que el nivell superi els límits PNC, es poden introduir materials insonorisants a l'entorn segons sigui necessari per complir amb les normes.
Els baixos nivells de soroll es poden superar amb material absorbent addicional, com ara cortines pesades o rajoles interiors. Quan els nivells baixos de soroll identificables poden distraure o la privadesa de les converses a les oficines i zones de recepció adjacents pot ser important, els sons no desitjats poden estar emmascarats. Una petita font de soroll blanc, com l'aire estàtic, col·locada a una habitació pot emmascarar la conversa de les oficines properes sense ser un nivell de so letal per a les orelles de les persones que treballen a prop.
Aquest tipus d'aparell s'utilitza sovint als consultoris de metges i altres professionals. Un altre mètode de reducció del soroll és l'ús de protectors auditius, que es porten sobre les orelles de la mateixa manera que les orelleres. Mitjançant l'ús de protectors comercials, es pot aconseguir una reducció de to en el rang que normalment va des de 10 dB a 100 Hz fins a més de 30 dB per a freqüències superiors a 1.000 Hz.
Detectar el nivell de so
Els límits de soroll a l'aire lliure també són importants per al confort humà. La construcció d'un edifici proporcionarà certa protecció contra els sons externs si l'edifici compleix els estàndards mínims i siel nivell de soroll està dins dels límits acceptables.
Aquests límits solen especificar-se per a determinats períodes del dia, com ara durant les hores de llum, al vespre i a la nit mentre dorms. A causa de la refracció de l'atmosfera causada per la inversió de temperatura a la nit, es poden emetre sons relativament forts des d'una carretera, aeroport o ferrocarril força llunyans.
Un dels mètodes interessants de control del soroll és la construcció de barreres acústiques al llarg de l'autopista, separant-la de les zones residencials adjacents. L'eficàcia d'aquestes estructures està limitada per la difracció del so més a baixes freqüències, que predominen a les carreteres i són inherents als vehicles grans. Per ser efectius, han d'estar el més a prop possible de la font o observador del soroll, maximitzant així la difracció necessària perquè el so arribi a l'observador. Un altre requisit per a aquest tipus de barrera és que també ha de limitar el nombre de nivells sonors per aconseguir una reducció significativa del soroll.
Definició i exemples
Decibel (dB) s'utilitza per mesurar els nivells de so, però també s'utilitza àmpliament en electrònica, senyals i comunicacions. DB: forma logarítmica de descriure la tangència. La relació es pot manifestar com a potència, pressió sonora, tensió o intensitat, o diverses altres coses. Més endavant associem dB al telèfon i al so (en relació a la sonoritat). Però primer, per fer-vos una idea de les expressions logarítmiques, mirem alguns nombres.
Per exemple, podem suposar que hi ha dos altaveus,el primer dels quals reprodueix un so amb una potència de P 1 i l' altre una versió més forta del mateix to amb una potència de P 2, però tota la resta (fins a quin punt, freqüència) segueix sent igual.
La diferència de decibels entre ells es defineix com
10 registre (P 2 / P 1) dB on el registre és per a la base 10.
Si el segon produeix el doble d'energia que el primer, la diferència és en dB
10 registre (P 2 / P 1)=10 registre 2=3 dB,
com es mostra al gràfic que representa 10 registres (P 2 / P 1) vs P 2 /P 1. Per continuar amb l'exemple, si el segon té 10 vegades la potència del primer, la diferència en dB seria:
10 registre (P 2 / P 1)=10 registre 10=10 dB.
Si el segon tingués la mateixa força un milió de vegades, la diferència de dB seria de
10 registre (P 2 / P 1)=10 registre 1 000 000=60 dB.
Aquest exemple mostra una característica de les escales de decibels que és útil quan es parla de so. Poden descriure relacions molt grans utilitzant nombres de mida modesta. Però cal parar atenció que el decibel representa la relació. És a dir, no es dirà quanta potència emet qualsevol dels altaveus, només per la diferència. I també pareu atenció al factor 10 a la definició, que significa deci en decibels.
Pressió acústica i dB
La freqüència es mesura normalment amb micròfons i responen (aproximadament) proporcional a la pressió, s. Ara el poder de l'ona sonora en un altreen les mateixes condicions és igual al quadrat del cap. De la mateixa manera, l'energia elèctrica en una resistència passa com la tensió multiplicada. El logaritme del quadrat és només 2 log x, de manera que quan es converteix la pressió en decibels, s'introdueix un factor de 2. Per tant, la diferència de grau de pressió acústica entre dos nivells de sons amb p 1 i p 2 és:
20 registre (p 2 / p 1) dB=10 registre (p 22 / p 1 2) dB=10 registre (P 2 /P 1) dB.
Què passa quan la potència del so es redueix a la meitat?
El logaritme de 2 és 0,3, de manera que 1/2 és 0,3. Així, si la potència es redueix 2 vegades, el nivell de so es reduirà en 3 dB. I si torneu a fer aquesta operació, l'acústica disminuirà 3 dB més.
Mida de decibels
Podeu veure més amunt que reduir a la meitat la potència redueix la pressió a l'arrel 2 i el nivell de so en 3 dB.
La primera mostra és el soroll blanc (una barreja de totes les freqüències audibles). La segona mostra és el mateix to amb la tensió reduïda per un factor de l'arrel quadrada de 2. El seu recíproc és d'aproximadament 0,7, de manera que 3 dB correspon a una reducció de tensió o pressió de fins a un 70%. La línia verda mostra el broquet en funció del temps. El vermell descriu un descens exponencial continu. Tingueu en compte que la tensió cau un 50% per cada segona mostra.
Fitxers de so i animació flash de John Tann i George Hatsidimitris.
Quan gran és un decibel?
Ba la sèrie següent, les mostres consecutives només disminueixen un punt.
Què passa si la diferència és inferior a un decibel?
Els nivells de so rarament es donen en decimals. El motiu és que els que difereixen en menys d'1 dB són difícils de distingir.
I també podeu veure que l'últim exemple és més silenciós que el primer, però és difícil veure la diferència entre parelles consecutives. 10log 10 (1,07)=0,3. Per tant, per augmentar el nivell de so en 0,3 dB, cal augmentar la potència un 7% o la tensió un 3,5%.
