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INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DE RUIDO
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La norma�va legal vigente en Chile, asociada a la evalua-ción de exposición ocupacional a ruido, D.S. Nº594/99 del MINSAL Título IV, párrafo 3º, de los Agentes Físi-cos – El Ruido, establece lo siguiente: “las mediciones de ruido estable, ruido fluctuante y ruido impulsivo se efectuarán con un sonómetro integrador o con un dosímetro que cumpla las exigencia señaladas para los �po 0, 1 ó 2, establecidas en las normas IEC 651-1979, IEC 804 - 1985, y ANSI S. 1.4-1983”.
El sonómetro se puede u�lizar para evaluar la exposición ocupacional a ruido
de �po estable. El dosímetro de ruido se u�liza para evaluar cualquier �po de
exposición ocupacional a ruido.
Señalado lo anterior, el presente módulo describe, en términos generales, los instrumentos de medición de ruido asociados al ámbito ocupacional, correspondien-tes a: sonómetros y dosímetros, equipos que de mane-ra obje�va y reproducible, miden la presión sonora en un punto de un campo sonoro y que están diseñados para responder, aproximadamente, de la misma mane-ra que el oído humano.
Una excepción a lo anterior corresponde a la exposi-ción ocupacional cuya fuente de ruido está acoplada directamente al oído, como por ejemplo la exposición que presenta el personal operador telefónico u otro puesto de trabajo que en su ac�vidad u�lice audífo-nos o auriculares, en este caso las mediciones respec-�vas deberán desarrollarse u�lizando un simulador de cabeza y torso, HATS, o un sistema con micrófonos en miniatura situados al interior del conducto audi�vo del trabajador a evaluar.
El sonómetro se u�liza en la caracterización espectral o análisis en frecuencia de las fuentes de ruido.
Aunque difieren en detalles, un sistema básico para la medición de ruido, consiste en un micrófono, una sec-ción de procesamiento y una unidad de lectura.
Sonómetro
El sonómetro es un instrumento de medición des�na-do a mediciones obje�vas y repe��vas de la presión sonora; como esta se cuan�fica en una escala logarít-mica, diremos que es un medidor de nivel de presión sonora.
Un sonómetro básico está cons�tuido, al menos, por los bloques que se integran en la siguiente Figura:
Dosímetro
Micrófono
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Figura nº1. Bloques que cons�tuyen un sonómetro básico.
El micrófono es un elemento que convierte la señal so-nora en una señal eléctrica equivalente. El �po de mi-crófono más adecuado para sonómetros es el de con-densador, el cual combina precisión con estabilidad. La señal eléctrica producida por el micrófono es muy pe-queña y debe ser amplificada por un preamplificador antes de ser procesada.
La señal entregada por el micrófono y acondicionada por el preamplificador, posteriormente, pasa a una red de ponderación en frecuencia y/o filtros.
La no-linealidad del oído humano expresado en forma de la curvas isofónicas ha llevado a la introducción en los instrumentos de medición de unos filtros o redes de ponderación en frecuencia cuyo obje�vo es obte-ner una respuesta en frecuencia similar a la del oído humano. Las curvas internacionalmente aceptadas se denominan, A y C, correspondientes a las isofónicas de 40 y 100 fonos. Además de una o más de éstas redes de ponderación, los sonómetros usualmente �enen también una red “LINEAL”. Esto no pondera la señal, sino que la deja pasar sin modificarla.
Cuando se requiere información más detallada sobre un ruido complejo, orientada a una iden�ficación mas especializada de una fuente de ruido o el desarrollo de medidas de control, el rango de frecuencia de 20 Hz a 20 KHz se puede dividir en secciones o bandas. Esto se
efectúa a través de filtros electrónicos los cuales, re-chazan todo el sonido con frecuencias fuera de la ban-da seleccionada. Estas bandas usualmente �enen un ancho de banda normalizado de 1/1 o 1/3 de octava.
Los filtros electrónicos representan una unidad inde-pendiente del sonómetro, ya sea de 1/1 octava ó 1/3 de octava, según sea el detalle del análisis, no obstan-te, los sonómetros de ul�ma generación traen incor-porado filtros digitales, que miden de manera simul-tanea, analizador en �empo real, todas las bandas de 1/1 ó 1/3 octava asociadas al ámbito ocupacional. Ver Figura Nº2.
Figura Nº2. Sonómetro con filtro de banda de oc-tava independiente y sonómetro con analizador de frecuencia en �empo real integrado y pantalla an�-viento en micrófono.
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Después que la señal ha sido ponderada y/o dividida en bandas de frecuencia, la señal resultante es amplifi-cada, y se determina el valor Root Mean Square (RMS) con un detector RMS. El RMS es un valor promedio ma-temá�co especial y es de importancia en las medicio-nes de sonido porque está relacionado directamente con la can�dad de energía del sonido que está siendo medido.
Los sonómetros fueron inicialmente desarrollados en la década de los años 30 con un marcador de esfera y aguja o puntero. Una aguja que se movía sobre una es-cala calibrada de un medidor indicaba el nivel sonoro en decibeles. Dependiendo de las caracterís�cas del sonido que se esté midiendo, las fluctuaciones podían ser tan rápidas que hacían di�cil determinar la posi-ción media de la aguja. Una medición del nivel sonoro obtenida de esta manera se denominaba nivel sono-ro rápido (Fast o F). Para reducir la variabilidad en las mediciones, se incorporó una amor�guación eléctrica; con esto, la medición se denominó nivel sonoro lento (Slow o S).
No obstante lo anterior, si el ruido a medir consis�a de impulsos aislados o contenía una alta proporción de ruido de impacto, los �empos de respuesta “F” y “S” del sonómetro no eran lo suficientemente cortos para dar una medición representa�va de la respuesta humana.
Para tales mediciones, los sonómetros incorporaron la caracterís�ca Impulsiva (Impulsive o I). Dicha caracte-
rís�ca es lo suficientemente corta para permi�r la de-tección y visualización de ruidos transientes, tomando en consideración la percepción humana de sonidos impulsivos. Aunque la sonoridad al percibir un sonido de corta duración es menor que la de un sonido con�nuo y estable, el riesgo de daño a la audición no se reduce necesariamente. Por esta razón, algunos sonómetros incluyeron un circuito para medir el valor peak de un sonido, independientemente de su duración.
En acús�ca se han normalizado tres �empos de res-puesta del detector, constantes de �empo o pondera-ciones temporales exponenciales, las que se conocen como: Fast (rápido), Slow (lento) e Impulsive (impulsi-vo). Sus nombres indican la velocidad con que el sonó-metro responde a las fluctuaciones del ruido.
Las constantes de �empo son: • Fast(rápido) = 125 ms.• Slow (lento) = 1 s• Impulsive (impulsivo) = 35 ms
La caracterís�ca peak, cuando existe, permite al sonó-metro o dosímetro indicar el peak absoluto de la señal acús�ca. Dicha caracterís�ca se ocupa en la evaluación de la exposición sonora a ruido de �po impulsivo, se-gún lo indica el D.S. 594/99.
Los sonómetros integradores o promediadores, Figura Nº3, �enen la capacidad de medir el nivel de presión sonora con�nuo equivalente, NPSeq, para un intervalo de �empo especifico. En rigor, para determinar este NPSeq, los sonómetros integradores deberían calcu-lar la integral de �empo del cuadrado de la señal de presión sonora con ponderación de frecuencia y sin ponderación temporal exponencial, no obstante, la mayoría de los sonómetros y dosímetros lo calculan, a través de los niveles de presión sonora instantáneos con ponderación temporal exponencial.
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Es así como, el ar�culo 73 del DS. 594/99 especifica que para evaluar la exposición a ruido estable o fluc-tuante se debe medir el Nivel de Presión Sonora Con-�nuo Equivalente (NPSeq o Leq), el que se expresará en decibeles ponderados “A”, con respuesta lenta, es decir en dB(A) lento.
El sonómetro a u�lizar para evaluar la exposición a ruido debe ser a lo menos
del Tipo 2.
Figura Nº3. Sonómetro integrador.
La lectura es la úl�ma etapa del sonómetro y es la que muestra el nivel sonoro en decibeles (dB), u otros como el dB(A), que significa que el nivel sonoro medido ha sido ponderado con el filtro A. La señal también puede estar disponible en salidas AC o DC, para la conexión de instrumentos externos para un procesamiento pos-terior.
Por la precisión que deben cumplir en relación a los va-lores que son capaces de medir, los sonómetros se cla-sifican en �po: 0, 1, 2 y 3. El sonómetro Tipo 0 se u�liza generalmente en laboratorios especializados y sirve como patrón de referencia. El Tipo 1 está des�nado, especialmente, para uso en laboratorio y para uso en terreno, cuando el campo sonoro se puede especificar y/o medir con precisión; la exac�tud de las mediciones que puede suministrar este instrumento generalmente no se logra en condiciones de uso común. El Tipo 2 es adecuado para uso general en terreno. El Tipo 3, está des�nado, principalmente, al estudio del ruido en te-rreno, es decir, cuando se quiere saber si se ha sobre-pasado de forma significa�va un nivel límite de ruido.
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Calibradores
Un complemento indispensable de los instrumentos de medición señalados corresponde al calibrador, en-tendiéndose como tal a una fuente sonora portá�l que puede producir un nivel de presión sonora conocido y estable. El calibrador permite comprobar la sensibili-dad global de un instrumento de medición (sonómetro o dosímetro) y así asegurar mediciones exactas y preci-sas. Los calibradores pueden ser del �po altavoz o del �po pistófono. Ver Figura Nº5.
La calibración de un equipo se efectúa colocando el calibrador acús�co portá�l, tal como un calibrador so-noro o un pistófono, directamente sobre el micrófono del instrumento de medición y chequear o ajustar la lectura del sistema indicador al nivel de presión sonora del calibrador en uso.
Los dosímetros permiten conocer el nivel de presión sonora y la dosis de ruido dia-ria del puesto de trabajo en evaluación.
Figura Nº5 : Calibrador del �po altavoz y pistófono con barómetro y termómetro incorporado.
Dosímetro
El dosímetro trabaja como un pequeño sonómetro integrador, ya que registra el nivel de presión sonora con�nuo equivalente con ponderación A y compara este con el establecido por la norma�va de referencia según �empo de exposición, permi�endo así calcular la dosis de ruido que presenta un trabajador.
El dosímetro se ha diseñado pequeño y liviano para que lo pueda portar el trabajador a evaluar, el cuer-po del dosímetro se puede colocar al interior de un bolsillo de la chaqueta o en el cinturón del trabajador, mientras que el micrófono se debe situar en el hombro asociado al oído más expuesto al ruido, a una distancia aproximada de 10 cm del conducto de este úl�mo. Ver Figura Nº4.
Los dosímetros que se comercializan actualmente, traen incorporado una memoria digital, que permite descargar al computador el histograma de las medi-ciones, con el fin de poder efectuar un mayor y mejor análisis de la exposición sonora.
Figura Nº4. Dosímetros de Ruido.
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El calibrador del �po altavoz produce un nivel de pre-sión sonora nominal en una cavidad pequeña median-te un pequeño altavoz. En algunos calibradores, el ni-vel de presión sonora es corregido automá�camente para las variaciones de la presión atmosférica y la tem-peratura del aire. Para estos calibradores especiales no es necesario aplicar las correcciones de presión at-mosférica (véase las instrucciones del fabricante). A di-ferencia del pistófono, que habitualmente aporta una señal de frecuencia única y un solo nivel de presión sonora, algunos calibradores del �po altavoz aportan señales precisas para un rango amplio de frecuencias por ejemplo, de 31.5 Hz a 16 000 Hz, y de niveles de presión sonora; por ejemplo, 94, 104 y 114 dB.
El pistófono debe su nombre a que la presión sonora se produce mediante dos pequeños pistones arrastrados por un motor eléctrico, entrega nominalmente 124 dB a una frecuencia de 250 Hz. El nivel de presión sonora exacto de cada pistófono viene indicado en su carta de calibración y debe corregirse considerando la presión atmosférica local; para lo cual se suministra un baró-metro calibrado en dB.
La calibración de los instrumentos de medición de ruido (sonómetros – dosí-
metros es fundamental para la confiabili-dad de las mediciones efectuadas.
Otro accesorio
El viento que sopla a través del micrófono produce una gran can�dad de ruido de fondo, similar al ruido que se puede escuchar cuando el viento sopla en la oreja. Para reducir este ruido, siempre se debería u�lizar so-bre el micrófono una pantalla especial contra viento y polvo consistente en una esfera de esponja porosa. Esto también protege al micrófono contra el polvo, la suciedad y la lluvia, y ayuda a protegerlo de daños me-cánicos
