Presentació de resultats de l'Exercici intercomparatiu d’un mesurament acústic

1

Presentació de resultats

Exercici intercomparatiu d’un mesurament acústic

28 de novembre 2017

Eduard Puig, [email protected] Vives, [email protected]

Servei de Prevenció i Control de la Contaminació Acú stica i Lumínica

22

Resultats exercici intercomparatiu mesurament acústi c

Exercici d’intercomparació....

Un exercici d’intercomparació és una eina molt útil per als laboratorisper assegurar la qualitat dels seus resultats i demostrar la sevacompetència tècnica. La participació en aquests exercicis permet alslaboratoris obtenir informació per avaluar els seus procediments tècnicsde mostreig, controlar la bondat dels seus mètodes i equips, així com lacapacitat dels tècnics .

A qui va dirigit...

Personal tècnic municipal, que realitza mesuraments acústics, o técapacitat per realitzar mesuraments acústics, i disposa d’equipshomologats d’acord amb el Decret 176/2009.

Introducció

33


Calendari

1. Presentació exercici intercomparació 25 abril 2017

2. Mesuraments realitzats pels tècnics 2 maig - 2 juny 2017

3. Lliurament de resultats (data límit) 9 de juny 2017

4. Presentació de resultats i conclusions 28 de novembre

44


Participants

55


Metodologia de l’exercici

• Un mesurament pràctic individual , segons Annex 4 de la llei16/2002, modificada pel Decret 176/2009, de 10 de novembre

• Cada tècnic complimenta un fitxa de resultats que comunica alServei.

• Cada participant s’identifica amb un codi únic i personal que sols ellconeix, i per tant, davant de l’estudi comparatiu de resultats es potidentificar, però no conèixer els resultats de la resta de participants.

• Els resultats dels mesuraments, s’analitza estadísticament i sen’obtindran diferents indicadors com: mitjanes, variàncies, repetibilitato reproductibilitat de resultats.

66


Objectiu

Garantir la qualitat i uniformitat dels resultats analítics, assaigs, informes i dictàmens de les actuacions de les entitats d’inspecció.

Específicament, en aquest exercici, es pretén:

� Els participants valorin els resultats i detectin les possibles desviacions obtingudes. A partir d’aquesta detecció, es poden aplicar millores, per tal de tenir una major confiança en mesuraments posteriors.

� Refrescar coneixements, aclarir dubtes i homogeneïtzar tècniques.

77


La intercomparació es realitza en un escenari real ( no laboratori) i en un entorn no controlat al 100 %, per tant, amb una incidènci a de factors externs.

L’escenari escollit, és una sala de reunions (sala de Correus) de l’edifici de l’Av. Diagonal, on es troba la Secretaria de Medi Ambient i Sostenibilitat.

Escenari proposat

• Assaig interior (annex 4)

• Font: ventilador de la climatització

• Edifici amb activitat (residual no controlat)

88


Paràmetres a registrar

Avaluar segons annex 4, cal calcular:

LAeq. De cada un dels tres mesuraments i l’amitjanat (activitat i residual)

Leq per bandes de terç d’octava, en les bandes de 20 a 20 KHz. De cada un dels tres mesuraments i l’amitjanat (activitat i residual)

Nivell pressió sonora equivalent ponderat A, amb constant d’integració impulse, L AIeq. De cada un dels tres mesuraments i l’amitjanat.

LAr,i = LAeq,Ti + Kf,i + Kt,i + K i,i

99


Paràmetres a registrar

Addicionalment, es facilitaran les dades utilitzades en el càlcul de lescorreccions, per trobar el nivell d’avaluació (baixa freqüència,components tonals emergents i components impulsives):

� Lf = LCeq (20-160) – LAeq (20-160).

� Contingut energètic de baixa freqüència LB.

� Lt, Lf i Ls (quan es detectin tons predominants que suposin unaaplicació per correccions de components tonals emergents).

� Li = LAIeq – LAeq

Cal tenir present el soroll residual, que també caldrà caracteritzar, tantpel que fa a número de punts, i dades en cada un dels punts.

1010


Annex 4 del Decret 176/2009: Ambient Interior

- 1 mesura a cantonada a una distància a les parets de 0.5 m (habitacions de menys de 75 m3)

- Distància mínima entre punts de mesurament 0.7 m

- Distància a finestra 0.7 m

- Distància entre punts de mesurament a paret 0.5 m

- Altura mesurament 1.2-1.5 m

- Portes i finestres tancades

- Només 1 operador, màx. +1 persona

0.5m

0.5m

0.7m

0.5m mín.

PORTA

FIN

ES

TR

A

0.5m

0.5m

0.7m

0.5m mín.

PORTA

FIN

ES

TR

A

En ambient interior, cal tenir un mínim de tres pun ts físics (en aquest exercici fixats en 3).

1111


L’activitat a avaluar, és la ventilació de la sala. Es disposa de control sobre aquesta màquina, i per tant, és senzilla l’operativitat de realitzar els mesuraments.

Font a avaluar – Control SPCCAL

• Font estable amb el temps

• Font controlable ON-OFF

• Valor major 50 dB(A)• Valor menor 48,9

dB(A)• Mitjana 49,4 dB(A)• Recorregut 1,1• Desv mitjana 0,13

1212


Edifici administratiu en funcionament, i per tant, amb dificultats a l’hora de caracteritzar el soroll residual.

Nivell residual – Control SPCCAL

• Soroll variable en el temps

• Existència aleatòria de soroll tipus impactes

• Valor major 43,1 dB(A)• Valor menor 35,9

dB(A)• Mitjana 39,3 dB(A)• Recorregut 7,3• Desv mitjana 1,56

1313


Estudi estadístic de dades

Les dades s’han tractat estadísticament, per tal de determinar, dispersions, variabilitat i l’aplicació de criteris d’acceptació i rebuig.

Procés

1. Primer anàlisi de resultats – detecció d’errades i coherència resultats.2. Càlcul de mitjanes i desviació estàndard.3. Detecció de valors anòmals, mitjançant el test de Grubbs i test de Box-

Whisker.4. Eliminació de valors anòmals.5. Càlcul de mitjanes robustes.6. Càlcul de mitjanes, desviació estàndard i Z-score.

1414


Variables estadístiques

� La mitjana ( ):

La mitjana és simplement la mitjana aritmètica. Aquesta dada és el centre de gravetat de la distribució i està força afectada per possibles aberrants.

� El recorregut (r):

És la diferència entre el valor màxim i el valor mínim.

� La variància ( ):

És una mesura significativa de la dispersió de les observacions al voltant de la mitjana.

� La desviació estàndard ( ):

És la variable més utilitzada per valorar la dispersió, ja que obté resultats amb les mateixes unitats que les dades d’origen

minmax xxr −=

n

xxn

ii∑

=

−= 1

2)(σ

n

xxn

ii∑

=−

= 1

2

2

)(σ

n

x

n

xxxX

n

ii

n

∑==

+++= 121 ...

1515


Anàlisi previ de resultats

Un primer estudi detecta errades de coherència, de transcripció de resultats enla plantilla dissenyada pel lliurament de dades:

• SSS!1, l’amitjanament espectral de la fase d’activitat en marxa, és erroni.

• SSS!8, SSS!9, SSS!23, SSS!30, SSS!31 , no mostren el paràmetre LAIeq, necessari pel càlcul de la possibles correcció per components impulsives. Alguns d’aquests participants si tenien calculat Li, i per tant Ki.

• SSS!03, SSS!05, SSS!06, SSS!07, SSS!09, SSS!10, SSS !13, SSS!14, SSS!25, SSS!31, SSS!33, SSS!36, SSS!37, SSS!38, no mostren totes les dades de l’espectre requerides entre 20 i 20.000 Hz. Alguns ells ho justifiquen per limitacions de l’equip, ja que l’equip mesura fins als 16KHz.

1616



• SSS!04, fa mesuraments amb un temps de 0,15, i una temps mitja de 0,2. Nos’indica el tipus d’unitat associada hores, minuts o segons.

• SSS!30, no mostren les dades intermitjes pel càlcul de les correccions debaixa freqüència, tot i haver penalitzat amb una Kf=3.

• SSS!11 i SSS!12 comparteixen dades i en la fitxa de dades els espectres delsoroll residual coincideixen. L’exercici d’intercomparació havia de serindividual per a cada un dels tècnics.

• SSS!5, el nivell LAeq és superior al nivell LAIeq, la qual cosa és impossible, jaque el detector impulse, aconsegueix mesurar nivells sempre més alts.Aquesta incoherència es detecta en el valor amitjanat i no ens elsmesuraments individuals on si el nivell LAIeq>LAeq, s’entén que possiblementha estat un error de càlcul o de transcripció.

• SSS!8, calcula de manera errònia la correcció Lt, per components tonals, en la fase d’activitat, imputant una kf=6 quan aquesta no hi és.

1717



• SSS!20, els nivells LAIeq=LAeq, aquest és un resultat no impossible, peròimprobable, possiblement degut a què ha mostrat tots els valors com anúmeros enters, tant els valors globals com els mesuraments aportats, laqual cosa produeix un error. S’havia de treballar amb decimals, recomanatun, i mostrar en números sencers el nivell d’avaluació LAr.

• SSS!16, SSS!25, SSS!29 i SSS!32 , no arrodoneixen el nivell d’avaluació LAr,i donen números amb decimals.

• SSS!17, el LAr,i > LAr, tenint en compte que s’ha treballat amb una única fasede soroll de 180 minuts. Sembla pels números mostrats que LAr,i = LAeqActivitat ON, mentre que LAr = LAeq,cor (no hi ha correccions associades).

• SSS!30 i SSS!31 , es detecta que el nivell LAeq,cor + K’s > LAr,i i LAr, sembla quefinalment no s’apliquen les correccions trobades o que hi ha una errada en lasuma del càlcul del nivell d’avaluació LAri.

• SSS!17 i SSS!31 mostren uns valors intermitjos de càlculs de la correcció Kferrònies.

1818


Resum errors detectats

En general, es detecten força errors, alguns d’ellsincomprensibles, i que no sé sap si són deguts aerrors de transcripció de les dades primàries ofulls de càlcul utilitzats a la plantilla dissenyadaper l’estudi, o són deguts a errades de càlcul.

Exemple-1: SSS!38

Exemple-2: SSS!31

En la majoria de casos no s’han modificat els errors detectats

LCeq-LAeq (20-160) 23,2 Lf 49,7 LCeq-LAeq (20-160) 24,2 Lf 47,8

LB 32,5 Ls 44,1 LB 26,6 Ls 40

Lt 5,6 LI 51,2 Lt 7,8 LI 40,1

RESULTATS PARCIALS- ANÀLISI DELS COMPONENTS

SOR

OLL

A

CTI

VIT

AT

SOR

OLL

R

ESID

UA

L

RESULTATS PARCIALS- ANÀLISI DELS COMPONENTS

SOR

OLL

A

CTI

VIT

AT LCeq-LAeq (20-160) 11,1 Lf 59,3

SOR

OLL

R

ESID

UA

L LCeq-LAeq (20-160) 21,2 Lf 56

LB 0 Ls 50,6 LB 26,3 Ls 45

Lt 8,7 LI 0,8 Lt 11,1 LI 1,3

1919


Tests de valors anòmals

Després de la primera revisió visual, s’utilitzen sistemàtiques estadístiquesper detectar valors anòmals.

• Test de Grubbs.• Test de Box-Whisker (*)

Ambdós sistemes, tenen valors de referència, que valoren si la dada éscorrecta, dubtosa o que cal descartar.

Seguidament s’estudia cada cas i es valora, si aquests valors anòmals,poden afectar al resultat final d’avaluació, si és així es descarten elsparticipans.

(*) La ISO 13528: Statistical methods for use in proficiency testing bu interlaboratory comparasions, recomanen els test de Cochran i Grubbs . En aquesta ocasió Cochran s’ha substituit pel test de Box-Whisker, ja que Cochran , necessita de les dades de repetibilitat de cada participant, i en aquesta ocasió no s’han realitzat repeticions de mesures.

2020


Resum dels tests de valors anòmals

Quatre participants es descarten:

• SSS!8, aplica una correcció per components tonals de caràcter fort, Kt=6, quan no existeix, i que fa augmentar de manera molt important els LAr,i i LAr.

• SSS!17, els nivells LAeq són superiors als LAIeq. La diferència entre el nivell LAeq i LAeq,res és menor a 10 dB i cal corregir, però el càlcul és erroni. El nivell LAr,i és superior a LAr.

• SSS!30, no hi ha cap dada sobre els càlculs intermitjos de les correccions, tot i que aplica una correcció Kf=3. Tot i haver una fase única de soroll, els nivells d’avaluació LAr,i i LAr són diferents, essent a més, molt inferiors al nivell LAeq,cor.

• SSS!31, El nivell LAeq,cor és superior al nivell LAeq amb activitat en marxa, la qual cosa és impossible. Els valors intermitjos de càlcul de baixa freqüència són erronis (LB no pot ser zero). Afegeix una correcció Kt=3, però per càlcul sembla que també hi sigui en el soroll residual. Tot i haver una fase única de soroll, els nivells d’avaluació LAr,i i LAr són diferents, potser degut a que el LAri no s’ha arrodonit i el LAr si que s’ha arrodonit, en tot cas sembla que l’arrodoniment és erroni.

2121


Càlcul de mitjanes robustes i z-score

Una vegada descartats els valors considerats anòmals, queden 29participants, considerats vàlids, i sobre aquests es calculen les mitjanesrobustes.

El Z-score, és un paràmetre utilitzat habitualment en intercomparacions,que permet valorar els resultats de cada participant, respecte les mitjanesinter-participants, amb uns criteris d’acceptació.

σ)( xx

z i −=

|z| ≤ 2 → Satisfactori

2 < |z| ≤ 3 → Qüestionable

|z| > 3 → No satisfactori

2222


Resultats definitius (mitjanes robustes)

Paràmetre (mitjana robusta) (desviació estàndard)LAeq activitat 49,1 0,5LAIeq activitat 49,8 1,4LAeq residual 38 3LAIeq residual 40,5 2,7Lf (correcció Kf) 24 1Li (correcció Ki) 0,6 0,9LAri 50 1,8LAr 50 1,8

El paràmetre Lt (Lt=Lf-Ls) utilitzat pel càlcul de c omponents tonals no es mostraran dades ja que la ma joria de participants a l’hora d’omplir la casella, han introduït un 0 (al no have r-hi components tonals emergents) i no el valor rea l del càlcul Lt i la freqüència sobre la qual es feia el càlcul.

Dades robustes

LAr,i 2,4 1,8

LAr 2,8 1,8

2323


Z-score LAeq activitat ON

2424


Z-score LAeq residual

2525


Z-score LAr

2626


Conclusions del paràmetre Z-score

Paràmetre acústicParticipants amb

2 < |z| ≤ 3Participants amb

|z| > 3LAeq (activitat en marxa) SSS!11 SSS!28LAIeq (activitat en marxa) SSS!05LAeq del nivell residual SSS!01, SSS!14LAIeq del nivell residual SSS!14LAeq cor (nivell LAeq corregit =LAeq ACT Θ LAeq RES) SSS!06, SSS!28

Paràmetre de càlcul de la correcció debaixa freqüència Lf (Lf=LCeq 20-160-LAeq 20-160)

Paràmetre de càlcul de la correcció decomponents impulsius Li (Li=LAIeq-LAeq)

Nivell d’avaluació de fase LAri SSS!24

Nivell d’Avaluació LAr SSS!24

2727


Valoració dades temps de mostreig

• Fase activitat en marxa:

o Temps de 30 segons dels participants SSS!05 i SSS!36.

o La majoria de participants situen els temps entre 1 i 5 minuts, essent 1minut el temps predominant.

o Els temps més llargs de 7 i 10 minuts són els escollits pelsparticipants SSS!06 i SSS!07.

• Fase soroll residual:

o Temps de 30 segons dels participants SSS!05 i SSS!34.

o La majoria de participants situen els temps entre 1 i 4 minuts, essent 1minut el temps predominant.

o Els temps més llargs de 10 i 6 minuts són els escollits pelsparticipants SSS!07 i SSS!33.

2828


Valoració situació punts de mostreig

No tots els participants han donat informació dels punts, però dels que hanreportat situació, compleixen amb requeriments de distàncies mínimes.

2929


Resum de la situació física dels punts

1. Els participants SSS!01 i SSS!13 , han utilitzat 4 punts. La normativa parla de com a mínim tres punts. Per sales grans, el fet de fer més punts, pot aportar més informació i per tant, obtenir mitjanes més representatives de la sala.

2. Els participants SSS!06 i SSS!28 , situen un dels punts damunt de la taula. Caldria saber si s’ha augmentat el l’alçada del sonòmetre en aquest punt o no. Si no és així les dimensions de la taula i el material d’aquesta, fa que es comporti com un pla reflectant i pugui donar valors més alts. El fet de tenir suficient espai lliure dins de la sala per situar l’equip en diferents posicions, fa que mesura damunt de la taula, no sigui un punt especialment recomanat. Diferent seria que ens trobéssim en una sala molt petita, on l’espai per situar l’equip fos limitat, o en dormitoris petits, també es podria situar l’equip damunt del llit (en aquests casos, el llit es comporta com un absorbent porós i no reflectant).

3030


3. Es detecta que els participants SSS!05, SSS!18 i SSS!36 , dos delspunts estan alineats amb les parets. Degut a la distribució del soroll dins deles sales, sobretot en volumetries quadrades i rectangulars, es podencreant ones flotants, generant màxims o mínims de pressió en puntsdeterminats, per aquesta raó no es recomana que els punts estiguinalineats (generin plans paral·lels a les superfícies de les parets).

4. Davant de volums petits inferiors a 75 m3, o davant de presència de sonsgreus, com és el cas, de fet la component de baixa freqüència surtpenalitzada amb una component neta, un dels mesuraments (com amínim), calia fer-lo des d’una cantonada. Només els participants SSS!09,SSS!25 i SSS!33 , han fet un mesurament en una de les cantonades.

Resum de la situació física dels punts

31

Gràcies per la vostra atenció.

Eduard Puig, [email protected] Vives, [email protected]

Servei de Prevenció i Control de la Contaminació Acú stica i Lumínica

Environment

Presentació de resultats de l'Exercici intercomparatiu d’un mesurament acústic