LA IMPORTÀNCIA DE L’ACÚSTICA

El so és el fenomen vibratori que, partint d'una pertorbació inicial, es propaga sota la forma d'una variació periòdica de pressió per un mitjà fluid. Si a aquest fenomen se li afegeix el matís subjectiu que un so provoca al ser captat per l'oïda humana, generant una sensació de molèstia o dolor, passarà a ser denominat soroll.

Actualment, la nostra societat estem envoltats de sorolls, ja que tant a casa com a la feina sovint sentim sorolls, procedents de sistemes de ventilació o de calefacció, als quals difícilment parem atenció, ja que no tenen característiques destacables. Aquests sorolls mai paren i no tenen to, però si de sobte el ventilador s'aturés o comencés a brunzir, el canvi podria cridar-nos l'atenció o, fins i tot, molestar-nos. El nostre sentit reconeix informació en els sons que escoltem. La informació que no necessitem o que no volem passa a ser soroll.  

Nombrosos organismes oficials, entre altres l’OMS, han declarat de manera unànime que el soroll té efectes molt perjudicials per a la salut. La llista de possibles conseqüències de la contaminació acústica és llarga: problemes d’audició, interferències en la comunicació, pertorbació del son, estrès, agressivitat, irritabilitat, cansament, mal de cap, etc...

El soroll és un problema de gran importància econòmica en la societat moderna. La disminució del rendiment escolar o professional, els accidents laborals o de trànsit, certes conductes antisocials, la tendència a l'abandonament de les urbs, la pèrdua de valor dels immobles i un llarg etcètera són algunes de les conseqüències. La combinació de tots els factors anteriorment descrits ha convertit en inhòspites moltes ciutats, deteriorant-ne fortament els nivells de comunicació i les pautes de convivència.

Per raons econòmiques, la indústria està fent un considerable esforç per desenvolupar productes silenciosos i intentar aconseguir condicions controlables en oficines i fàbriques pel que fa al soroll. No obstant això, no sempre resulta possible establir relacions explícites entre el soroll i els seus efectes sobre els humans. Alguns d'aquests efectes són de tal importància que desemboca que les empreses i les indústries estiguin invertint, anualment, quantitats considerables de diners per aconseguir entorns amb un cert confort acústic.

El soroll pot ser emès des d'una font puntual (és un emissor ideal i omnidireccional) on tota font sorollosa a una certa distància es comportarà com a font puntual; una font lineal les quals són fonts puntuals agrupades i properes entre si que generen un front d’ones de geometria cilíndrica, com podria considerar-se el trànsit rodat i, finalment, una font plana la qual no augmenta la superfície sobre la que es reparteix la potència acústica.  

El nivell sonor va disminuint conforme la distància respecte el focus es va incrementant, a més si existeixen obstacles en el camí del so, part d’aquest s'absorbeix, part es reflecteix i part es transmet. La quantitat que s'absorbeix, reflecteix i transmet depèn de les característiques acústiques de l'objecte, de la seva mida i de la longitud d'ona del so.

Els factors més importants que afecten a la propagació de soroll són:

• Tipus de font (puntual o lineal)
• Distància des de la font
• Absorció atmosfèrica
• Vent
• Temperatura i gradient de temperatura
• Obstacles, com ara barreres i edificis
• Absorció del terreny
• Reflexions
• Humitat
• Precipitació

Aquests factors s'han de tenir molt en compte per obtenir un resultat representatiu tant en la mesura o en el càlcul.  

Les principals fonts de soroll del nostre entorn són:

• El trànsit rodat, ferroviari i aeri
• Les activitats industrials i recreatives
• El veïnatge

Dintre de les diferents fonts de soroll, aquestes les podrem classificar en:

• Soroll Continu: El soroll continu es produeix per maquinària que opera de la mateixa manera sense interrupció, per exemple, ventiladors, bombes, equips de procés, és un soroll constant que no varia al llarg del temps. Per tenir una primera visió del nivell de so, és suficient mesurar durant uns pocs minuts amb un equip manual i per fer una anàlisi més profunda s’haurà de mesurar l’espectre del so. 
• Soroll Intermitent Quan la maquinària opera en cicles, o quan passen vehicles aïllats o avions, o partits de pàdel, o el soroll no és continu, ja que hi ha canvis de nivell sonor al llarg del temps, aquest és un soroll intermitent. Per mesurar-lo s’haurà de realitzar mesures de més llarga durada per prendre tant el soroll quan està la font funcionant com quan no ho està i determinar el temps de funcionament de la font per finalment determinar el nivell global sonor.

Un cop s’ha determinat el tipus de soroll i es prenen les diferents mesures, s’ha de dir, que hi ha fonts sonores que tot i tenir uns nivells de so no molt elevats, poden continuar sent molestos, per això la normativa va esgrimir que aquests sons s’han de penalitzar, afegint al resultat del so mesurat un augment de dB per la molèstia que ocasiona. Aquestes penalitzacions que es poden aplicar a les fonts són produïdes per:

• Soroll de Baixa Freqüència: El soroll de baixa freqüència té una energia acústica significant, la normativa estableix que s’ha d’analitzar els nivells de baixa freqüència entre 20 i 160Hz. Aquest tipus de soroll és típic en grans motors dièsel de trens, vaixells i plantes d'energia, entre d’altres. El soroll de baixa freqüència és més molest del que es podria esperar amb una mesura del nivell de pressió sonor ponderat A. La diferència entre el nivell sonor ponderat A i el ponderat C pot indicar l'existència o no d’un problema de soroll de baixa freqüència. Per calcular la audibilitat de components de baixa freqüència en el soroll, es mesura l'espectre i es compara amb el llindar auditiu on en el cas d’existir components de baixa freqüència es penalitzarà el nivell de pressió sonor mesurat inicialment. Els infrasons tenen un espectre amb components significants per sota de 20 Hz. Ho percebem no com un so sinó més aviat com una pressió. L'avaluació dels infrasons és encara experimental i en l'actualitat no està reflectit en les normes internacionals.
• Tons en el Soroll: Els tons molestos es poden veure generats de dues maneres: freqüentment les màquines amb parts rotatives com ara motors, caixes de canvis, ventiladors i bombes, creen tons. Els desequilibris o impactes repetits causen vibracions que, transmeses a través de les superfícies a l'aire, poden ser escoltats com tons. També poden generar tons els fluxos polsants de líquids o gasos que es produeixen per causa de processos de combustió o restriccions de flux. Els tons poden ser identificats subjectivament, escoltant-los, o objectivament mitjançant anàlisi de freqüències. La audibilitat es calcula llavors comparant el nivell del to amb el nivell dels components espectrals circumdants.
• Soroll Impulsiu: El soroll d'impactes o explosions com per exemple cops de la pilota jugant a pàdel, d'un martinet, estampadora o pistola, s’anomena soroll impulsiu. És breu i abrupte, i el seu efecte sorprenent causa major molèstia que l'esperada a partir d'una simple mesura del nivell de pressió sonora. Per quantificar l'impuls del soroll, es pot utilitzar la diferència entre un paràmetre amb resposta ràpida i un de resposta lenta. També s'ha de documentar la taxa de repetició dels impulsos (nombre d'impulsos per segon, minut, hora o dia).

Per tant per caracteritzar un so, s’utilitzarà un sonòmetre.

Què és un sonòmetre? És un instrument (generalment de mà) dissenyat per mesurar els nivells de so de forma normalitzada. Respon al so aproximadament de la mateixa manera que l'oïda humana i proporciona mesuraments objectius i reproduïbles dels nivells de pressió sonora.

Per què s’utilitza? Els sonòmetres s’utilitzen per mesurar i gestionar el soroll de diverses fonts, incloses les plantes industrials, el trànsit de carreteres i ferrocarrils i les obres de construcció. Amb l’afegit de situacions urbanes típiques, com esdeveniments esportius, concerts a l’aire lliure, parcs d’oci i veïns residencials i comercials, teniu moltes fonts de so diferents, cadascuna amb diferents característiques que plantegen problemes específics per als professionals que els avaluen.

Com funciona? Un sonòmetre inclou un micròfon, un preamplificador, processament de senyal i una pantalla. El micròfon converteix el senyal sonor en un senyal elèctric equivalent. El tipus de micròfon més adequat per als sonòmetres és el micròfon de condensador, que combina precisió amb estabilitat i fiabilitat. El senyal elèctric produït pel micròfon es troba a un nivell molt baix, de manera que es fa més fort mitjançant un preamplificador abans que sigui processat pel processador principal. El processament senyalitzat inclou l’aplicació de ponderes de freqüència i de temps al senyal especificat per estàndards internacionals com IEC. 61672 - 1, al qual conformen els sonòmetres.

Ponderació del temps. La ponderació del temps especifica com reacciona el sonòmetre davant els canvis de pressió sonora. És una mitjana exponencial del senyal fluctuant, proporcionant un valor fàcil de llegir. L'analitzador aplica ponderacions de temps ràpides, lentes i impulsades, que són les ponderacions necessàries segons la majoria de normes i directrius internacionals i nacionals. Les normes d’avaluació ambiental solen especificar quina ponderació s’ha d’utilitzar.

 

Imatge: Brüel & Kjaer Sound

A-ponderació - dBA / dB (A)

La ponderació ajusta un senyal de forma que s’assembla a la resposta de l’oïda humana a nivells de gamma mitjana. Es basa en la corba de sonoritat igual a 40 dB. Els símbols dels paràmetres de soroll inclouen sovint la lletra "A" (per exemple, LAeq) per indicar que la mesura de freqüència s'ha inclòs en la mesura.

Es necessita una ponderació per a gairebé totes les mesures de soroll ambiental i laboral i s’especifica a les normes i directrius internacionals i nacionals. Els filtres amb ponderació cobreixen tot l'àmbit d'àudio complet, entre 10 Hz i 20 kHz.

Avui, la xarxa de ponderació A és la ponderació de freqüència més utilitzada. La ponderació C no correlaciona bé amb les proves subjectives, ja que els contorns de la sonoritat igual es basaven en experiments que utilitzaven tons purs, i els sons més habituals no són tons purs, sinó senyals molt complexos formats per molts tons diferents.

Anàlisi de freqüència

Quan es requereix informació més detallada sobre un so complex, el rang de freqüències es pot dividir en seccions o bandes. Això es fa amb filtres electrònics o digitals, que rebutgen tot el so amb freqüències fora de la banda seleccionada. Normalment, aquestes bandes tenen una amplada de banda d'una octava o un terç d'una octava.

Una octava és una banda de freqüència on la freqüència més alta és el doble de la freqüència més baixa. Per exemple, un filtre d'octava amb una freqüència central d'1 kHz admet freqüències entre 707 i 1414 Hz, però rebutja la resta. (El nom d'octava prové del fet que una octava cobreix vuit notes de l'escala musical diatònica). Una tercera octava cobreix un interval en què la freqüència més alta és 1,26 vegades la freqüència més baixa.

Imatge: Brüel & Kjaer Sound

El procés de dividir un so complex es denomina anàlisi de freqüència i els resultats es presenten en un gràfic anomenat espectrograma. Després que el senyal s’hagi pesat i / o dividit en bandes de freqüència, el senyal resultant s’amplia i es determina el valor Root Mean Square (RMS) en un detector RMS. L’RMS és un tipus especial de valor mitjà matemàtic. És important en les mesures del so, ja que el valor RMS està directament relacionat amb la quantitat d’energia del so que es mesura.

Verificació/Calibració

La verificació/calibració és un ajust del vostre sonòmetre per mesurar i mostrar valors correctes. La sensibilitat del transductor, així com la resposta del circuit electrònic, poden variar lleugerament amb el pas del temps o es poden veure afectades per condicions ambientals com la temperatura i la humitat. Tot i que és poc probable que mai experimenteu una deriva o un canvi de sensibilitat importants amb el sonòmetre, no obstant això, és una bona pràctica comprovar periòdicament la calibració del vostre sonòmetre, normalment abans i després de cada conjunt de mesures. Això es fa millor col·locant un calibrador acústic portàtil directament sobre el micròfon. Això proporcionarà un nivell de pressió acústica definit al qual es pot ajustar el sonòmetre.

A més de comprovar la calibració abans i després de les mesures, moltes normatives i estàndards que regulen les mesures de nivell sonor també requereixen que el sonòmetre es verifiqui en un laboratori una vegada cada 12 mesos.

Normes internacionals

Els estàndards internacionals són importants ja sigui perquè s’utilitzen directament o perquè proporcionen inspiració o referència per als estàndards nacionals. Hi ha dos organismes internacionals principals dedicats a la normalització. L’Organització Internacional per a la Normalització (ISO) tracta principalment metodologia per assegurar-se que els procediments es defineixen per permetre la comparació de resultats. La Comissió Electrotècnica Internacional (IEC) tracta de la instrumentació per garantir que els instruments siguin compatibles i que es puguin intercanviar sense pèrdues importants de precisió ni de dades.

A partir dels diferents mesuraments que es realitzin es poden obtenir una sèrie de paràmetres que permeten el càlcul de l'absorció i/o aïllament acústic a soroll aeri, d’impactes i/o els nivells d’immissió que es perceben en el interior dels habitatges, oficines, hospitals per tal de caracteritzar acústicament l'espai objecte d'estudi i així establir les millors mesures correctores en cas que siguin necessàries per tal de donar compliment a la normativa d’acústica i vibracions que ens afecta.  

Aquestes tasques són exigents i, considerant l'abast i la importància de la contaminació acústica, es requereix un nivell de comprensió apropiat sobre aquests temes, no només dels professionals que treballen en aquest camp, sinó també dels ciutadans i dels seus representants. Per aquest motiu és important que s’entengui que és la contaminació acústica i com es pot millorar o solucionar problemes que ens afecten deguts al soroll amb els millors professionals especialitzats per tractar aquestes qüestions.