How weather affects environmental noise measurements

Cómo afecta la meteorología a las medidas de ruido ambiental

El cliente quiere el informe para la semana que viene y usted está esperando a que las condiciones meteorológicas sean adecuadas para hacer las medidas. Con frecuencia, en la práctica, los requisitos meteorológicos resultan difíciles de cumplir, sobre todo cuando hay plazos a los que ajustarse. Así que no es ninguna sorpresa que, en ocasiones, se pasen por alto algunos de estos requisitos. Los consultores no tienen más remedio que ser pragmáticos.

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DEL SONÓMETRO A LA CÁMARA ACÚSTICA

Hay una serie de factores atmosféricos y meteorológicos, que varían en función del tiempo y que, de forma combinada, influyen en la propagación del sonido. De hecho, para cualquier punto de medición dado, los resultados medidos dependen de las condiciones meteorológicas en el momento de medir.

Este artículo se basa en experiencias en mediciones de campo y ofrece una visión práctica del efecto de las condiciones meteorológicas en los niveles de ruido. Su finalidad es concienciar sobre la importancia de la meteorología en las medidas de ruido.

TEORÍA DE LA PROPAGACIÓN DE RUIDO

El ruido es, esencialmente, una onda sonora que, cuando es isotrópica, irradiará desde la fuente hacia el exterior, de igual forma en todas direcciones. Como consecuencia de la dispersión geométrica, los niveles de ruido se atenúan a medida que aumenta la distancia entre la fuente y el receptor. En ausencia de variaciones atmosféricas, el sonido se atenúa a razón de 6 dB cada vez que se duplica la distancia. Esta ley se cumple mientras no intervengan otros factores, como los que se describen más adelante, que afecten a la propagación.

Noise levels decrease as the distance increases between the source and the receiver

Fig. 1

DISTANCIA ENTRE LA FUENTE Y EL RECEPTOR

El factor más importante que debemos considerar es la distancia entre la fuente y el receptor. En muchas evaluaciones de ruido en exteriores, los receptores sensibles al ruido se sitúan relativamente cerca de la fuente de ruido. En estos casos, los factores meteorológicos tienen un efecto despreciable. Pero, cuando decimos “cerca”, ¿de cuánta distancia estamos hablando? No hay una regla estricta; no obstante, la norma ISO 1996-2:2007 ofrece una fórmula y una tabla para calcular la incertidumbre asociada, en función de la altura de la fuente y el receptor, y de la distancia entre ambos.

Distance from source to receiver table

VELOCIDAD Y DIRECCIÓN DEL VIENTO

La velocidad y la dirección del viento son factores importantes que afectan a las medidas, incluso durante periodos cortos. Cuando el viento sopla desde la fuente de ruido en dirección al punto de medición, los niveles de ruido aumentan. Cuanto más fuerte es el viento, mayor es el efecto, hasta llegar a un punto en que el viento es tan turbulento que se convierte en la fuente de ruido dominante. Por este motivo, la legislación establece límites o hace recomendaciones en relación con la velocidad y la dirección del viento.

GRADIENTES DE VIENTO

Los gradientes de viento se originan por la fricción entre el suelo y el viento. Así, la velocidad del viento aumenta con la altitud y produce una curvatura en la ruta de propagación del sonido, “enfocándolo” en el lado de la fuente que tiene el viento a favor y creando una “sombra” en el lado que tiene el viento en contra. En un punto con el viento a favor, el nivel puede aumentar en unos pocos decibelios, dependiendo de la velocidad del viento. Pero si medimos contra el viento o con viento lateral, el nivel puede atenuarse en más de 20 dB, dependiendo de la velocidad del viento y la distancia. Por eso se prefieren las medidas con el viento a favor: la desviación es más pequeña y el resultado es más conservador, por ser un “peor caso posible”.

GRADIENTES DE TEMPERATURA

Los gradientes de temperatura en la atmósfera también afectan a la propagación del sonido a través de largas distancias (Figura 3). En una típica tarde soleada, el aire está más caliente cerca de la superficie y su temperatura va descendiendo con la altitud. Eso hace que las ondas sonoras se refracten hacia arriba, alejándose del suelo y produciendo niveles de ruido más bajos en la posición de un observador. Pero, por la noche, este gradiente de temperatura se invierte y la temperatura es más baja cerca de la superficie. Esta situación, que suele llamarse inversión de temperatura, produce una curvatura hacia abajo en la propagación del sonido y, por tanto, niveles de ruido más altos en la posición de un observador. Al igual que ocurre con los gradientes de viento, los gradientes de temperatura pueden afectar a la propagación del sonido a larga distancia.

Temperature gradients

Figura 2 Efecto de los gradientes de temperatura: escenarios típicos diurno y nocturno. Environmental noise, Brüel & Kjær 2001

ATENUACIÓN ATMOSFÉRICA

Cualquiera que haya escuchado un concierto desde una gran distancia sabe que las altas frecuencias se atenúan y el sonido restante está dominado por un bajo amortiguado. La atenuación atmosférica es un factor físico que modifica el contenido de frecuencias del sonido que se transmite a través del aire. La Figura 4 ilustra este efecto. En la inmensa mayoría de evaluaciones ambientales, este factor resulta insignificante, dadas las distancias y frecuencias con que se trabaja.

Attenuation of sound in air as a function of distance and frequency

Figura 3 Atenuación del sonido en el aire en función de la distancia y la frecuencia. Environmental noise, Brüel & Kjær 2001

TEMPERATURA ABSOLUTA Y HUMEDAD

slm-icon-3-2245DE SIMPLE A AVANZADO
SONÓMETRO A VIBRÓMETRO

La temperatura y la humedad afectan también a las medidas de ruido. Con una temperatura fija de 15ºC, un descenso de la humedad relativa del 80% al 20% reduce el nivel sonoro que percibe un receptor situado a 800 m de la fuente de ruido en 3 dB (a 1000 Hz). Aunque la humedad varía lentamente, es un factor que afecta a la repetibilidad de las medidas.

Por otro lado, si para una humedad relativa del 80% se produce un incremento de temperatura de 15ºC a 30ºC, el nivel sonoro a 800 m de la fuente de ruido se reduce en 3 dB (a 1000 Hz). Las variaciones de temperatura de este orden de magnitud no son inusuales a lo largo de un periodo de 24 horas.

Las normas nacionales pueden presentar variaciones en la forma de tratar el efecto del viento en las medidas de ruido ambiental. Para más información, es recomendable consultar la normativa local.