El impacto acústico en instalaciones industriales

MA
MEDIOAMBIENTE
El impacto acústico en
instalaciones industriales
Tradicionalmente el impacto asociado al funcionamiento de las instalaciones industriales ha tenido una
consideración menor si se tiene en cuenta otros potenciales efectos propios de la actividad industrial, como la
afección a la calidad del aire, la generación de residuos o la contaminación de acuíferos. No obstante lo anterior,
en los últimos tiempos ha venido cobrando un importante protagonismo la repercusión de la puesta en
marcha de plantas industriales sobre los niveles acústicos de las zonas en las que estas se localizan.
A. Pérez Garrido
Jefe de Área de Modelizaciones Ambientales. División de Medio Ambiente. INERCO
P. Flores Domínguez- Rodiño
Director - Gerente. INERCO Acústica
32 Industria Química
Junio 2013
El impacto acústico en instalaciones industriales
Esta situación ha venido impuesta sin duda por un fuerte impulso normativo que, si bien ya tenía una
importante tradición en países con
políticas de evaluación de impacto
consolidadas, ha ganado una importante vigencia en el grupo de países
denominados emergentes.
En este marco es en el que surge la
necesidad de tener en cuenta (incluso
en fases muy temprana de proyecto)
el potencial de alteración sobre los
niveles acústicos que pueden ser inducidos por las instalaciones industriales. Así, se hace imprescindible la
evaluación de la afección sonora de
los proyectos, cuyo enfoque práctico
debe orientarse en función de la finalidad perseguida:
Estudios para fases iniciales de diseño.
Este tipo de estudios se centran en
el análisis de configuraciones o implantaciones en fases tempranas del
proyecto, de manera que se considere desde el punto de vista acústico la
compatibilidad con los futuros límites
que los nuevos equipos (e incluso el
tráfico inducido, si lo hubiere) deban
cumplir. Este tipo de estudios está basado en la modelización de múltiples
alternativas, de manera que, finalmente, se optimice la implantación de los
equipos, se determinen las especificaciones acústicas a requerir a los suministradores, o se incluyan en los presupuestos la ejecución de determinadas medidas correctoras. Este tipo de
estudios, propios de las fases de licitación de ingenierías, es especialmente
relevante a la hora de introducir las
partidas correspondientes a medidas
correctoras o a equipos de especiales
características acústicas, cuestión que,
de no ser tenida en cuenta, puede dar
lugar a importantes desviaciones presupuestarias en proyectos como los
contratados bajo la modalidad “llave
en mano” (EPC).
Estudios para procedimientos de
permitting.
Este tipo de estudios están destinados a integrar, desde el punto de
Figura 1. Reconstrucción 3D del lay-out de una instalación de generación
eléctrica
vista acústico, la información exigible
al promotor en determinadas figuras
de procedimiento (estudios de impacto ambiental, autorizaciones ambientales integradas, por ejemplo).
En este tipo de estudios es habitual
que la flexibilidad para modificar el
proyecto sea más limitada que en el
caso anterior, por lo que las posibilidades para lograr el cumplimiento de
límites suelen ser más reducidas, caso
de ser necesarias. En cualquier caso, el
objetivo de este tipo de trabajos conlleva el amoldamiento a una serie de
contenidos usualmente predefinidos
y, en cualquier caso, la justificación del
futuro cumplimiento de límites, con
propuestas de campañas de medida
a posteriori para la verificación de tal
extremo.
Estudios para especificaciones
acústicas en el proceso de adquisición
de equipos.
Este tipo de estudios están destinados a definir las especificaciones
acústicas que deben considerarse
para los distintos equipos de un proyecto en el proceso de compra de
los mismos. En esta etapa, que habitualmente comienza tras finalizar
el permitting, el diseño del proyecto
está avanzado y se trata de definir
con detalle el conjunto de especificaciones acústicas a requerir para
cada equipo en el momento de su
compra, de manera que se garantice el cumplimiento de los niveles
acústicos legalmente aplicables en
el entorno del proyecto. Este tipo de
estudios está basado en la modelización de múltiples combinaciones de
especificaciones y, en ocasiones, ubicaciones de equipos, de manera que,
finalmente, se generen un conjunto
de especificaciones acústicas que
permitan cumplir la legislación de
ruidos aplicable con el menor coste
posible para el proyecto.
Estudios de medidas correctoras.
Este tipo de servicios es usualmente
solicitado ante el caso de instalaciones existentes y en operación que dan
lugar a niveles acústicos no compatibles con los límites establecidos, tanto en materia medioambiental como
en materia de seguridad e higiene en
el trabajo. En estos casos los estudios
están dedicados fundamentalmente a
delimitar cuál o cuáles de los emisores
existentes son los responsables de las
hipotéticas superaciones, así como a
definir qué niveles de presión acústica
máximos no deben sobrepasar los focos en cuestión y/o, alternativamente,
qué medidas de control o atenuación
deben implantarse.
El desarrollo de este tipo de trabajos se afronta mediante el empleo de
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Figura 2. Representación típica de líneas isófonas
software específico de cálculo. Así, se
recurre al empleo de modelos suficientemente contrastados y de reconocido prestigio que permiten trabajar con varios métodos de cálculo,
entre los que se encuentra el método
basado en la Norma ISO 9613-2 (ruido industrial) y el método de cálculo
XPS/NMPB (ruido por tráfico rodado); métodos de cálculo propuestos
en la Recomendación de la Comisión
de 6 de agosto de 2003 relativa a las
orientaciones sobre los métodos de
cálculo provisionales revisados para el
ruido industrial, procedente de aeronaves, del tráfico rodado y ferroviario,
y los datos de emisiones correspondientes y en el Anexo II del Real Decreto 1513/2005, de 16 de diciembre,
por el que se desarrolla la Ley 37/2003,
de 17 de noviembre, del Ruido, en lo
referente a la evaluación y gestión del
ruido ambiental.
El software antes mencionado permite tener en cuenta en las modelizaciones aspectos tan importantes
como la topografía de la zona, mediante la introducción de un Modelo
Digital Terrestre (MDT) de la misma
o la influencia de la rosa de vientos
característica de la zona, lo que es
fundamental, por ejemplo, para el
caso de parques eólicos o en aquellos
proyectos donde medien amplias distancias entre los focos emisores y los
emplazamientos donde deben verifi-
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carse los límites de ruido. En función
del país o de la región pueden limitarse al perímetro de las instalaciones
y/o a fachadas de edificaciones más o
menos próximas.
Como datos de partida se consideran el listado de equipos, así como su
localización, dimensiones y niveles de
potencia acústica (o de presión determinada a una cierta distancia, preferiblemente por frecuencias), siendo
lo habitual trabajar con distintas implantaciones alternativas, puesto que
no debe olvidarse que la primera medida correctora a tener en cuenta es
la propia distribución de los equipos
y, siempre que sea posible, la elección
de un buen lay-out en un momento
en el que el proyecto está abierto
puede suponer un importante ahorro
económico (Figura 1).
Una cuestión importante a tener
en cuenta es que en no pocos casos
la disponibilidad de determinados
datos es muy limitada, por lo que es
fundamental el contar con un equipo de trabajo con amplia experiencia que pueda aportar estimaciones
objetivas, basadas en el desarrollo de
numerosos proyectos, que posibiliten minimizar la incertidumbre en los
resultados finales ante la ausencia de
datos cuya estimación a priori puede
ser razonablemente solucionada. Esta situación es típica en el caso de las
especificaciones acústicas de equipos
en fases muy avanzadas de proyecto,
por lo que disponer de completas
bases de datos de espectros de potencia sonora, alimentada a través de
años de experiencia como laboratorio
acústico que permitan caracterizar las
emisiones, se convierte en una herramienta de máxima importancia.
Esta experiencia cobra también
especial relevancia a la hora de la
propuesta de medidas correctoras a
abordar, puesto que las sugerencias a
realizar deben ser factibles y realmente implementables (desde un punto
de vista del análisis coste-beneficio),
de modo que las soluciones planteadas no se alejen de lo realmente
viable.
En caso de que se requiera modelizar los niveles sonoros generados
por unas instalaciones existentes, se
puede abordar la caracterización de
emisión acústica de los equipos que
conforman la instalación mediante
los requisitos de la Norma ISO 1996:2
y selección de puntos medidas realizadas conforme a ISO 3744 e ISO
3746 (estimación de niveles de potencia sonora a partir de medidas de
presión sonora). Este tipo de análisis
es el apropiado cuando se desea conocer cuáles son los focos emisores
responsables de los mayores niveles
de ruido en el entorno de una instalación existente, para posteriormente proponer medidas acústicas
correctoras con el fin mitigar el impacto de dichos focos.
Todos los resultados obtenidos en
las modelizaciones realizadas son presentados mediante tablas e isófonas
sobre cartografía de la zona a escala
adecuada (Figura 2).
Análisis de sensibilidad
de las medidas acústicas
Un uso experimentado de los modelos de predicción sonora permite no
sólo tener una clara representación
gráfica de la radiación sonora en forma de curvas isófonas, sino que son
una valiosa herramienta para llevar
análisis de sensibilidad del comportamiento de soluciones constructivas
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y de soluciones correctoras a problemas de ruidos.
Rara vez la solución acústica es
única, por lo que la experiencia en la
adecuación a cada problema de ruidos, en la optimización de tiempos y
de recursos económicos, son factores
siempre a considerar. Estos análisis de
sensibilidad acústicos permiten cuantificar técnica y económicamente la
implicación de cada solución constructiva, reduciendo riesgos futuros
y permitiendo optimizar la inversión
económica.
No obstante, la facilidad de manejo
de los modelos de cálculos acústicos
mediante software está reñida con la
dificultad que conlleva modelizar elementos de control pasivo del ruido.
Al trabajar a escala real estos modelos,
implantar medidas de control de ruido implica conocer no sólo las limitaciones físicas de la implantación de
cualquier medida, como, por ejemplo, podría ser la ubicación de una
pantalla acústica, su forma, longitud
y altura, sino que esta información
debe de ser complementada con la
introducción del comportamiento
acústico de estos elementos (índices
de aislamiento acústicos, índice de
absorción sonora). La incertidumbre
propuesta por los algoritmos de cálculos en los que se basan los modelos
de predicción sonora están cuantificada tradicionalmente en 3 dBA; sin
embargo, si estamos utilizando estas
técnicas para analizar medidas correctoras de ruido, será imprescindible
“calibrar” cada modelo, específicamente cada caso.
Un factor clave en la calibración de
los modelos acústicos es la experiencia del equipo técnico. Estos equipos
conocen la dificultad de introducir
dentro del modelo no sólo los espectros sonoros de cada fuente principal
de ruido, sino, sobre todo, la directividad de la radiación sonora, dado que
ésta influye en la tipología de fuente
sonora (puntual, lineal y/o superficial), en la cantidad de las mismas, su
ubicación física y dimensiones, a fin
de que éstas representen fielmente
Figura 3.
Figura 4.
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la realidad sonora del entorno analizado. En muchas ocasiones, aun disponiendo de equipos con una gran
experiencia, con vastos conocimientos de las fuentes ruidosas y extensas
bases de datos de espectros sonoros,
se hace imprescindible el uso de mediciones sonoras in situ para validar
los modelos acústicos.
Una vez validada en forma de mapas de ruidos (a través de isófonas) la
realidad que nos cuantifica y cualifica
la necesidad de implementar medidas correctoras para reducir el ruido,
es el momento de poder analizar el
comportamiento esperado de la imFigura 5.
plantación de medidas de control del
ruido (Figura 3 y 4).
Existen tres grandes vías para reducir
los niveles de ruido en un determinado
receptor: actuar sobre la fuente, actuar
sobre el medio, o bien actuar sobre el
receptor. Las normativas medioambientales y normativas de prevención
del ruido en el puesto de trabajo son
claras, transmitiendo directrices en
este sentido: actuar sobre el receptor
del ruido (sea un puesto de trabajo o
bien un edificio) debe de ser la última
alternativa de solución correctora. Por
lo tanto, se deberá trabajar en reducir
la emisión sonora de las fuentes y del
medio de transmisión: los modelos de
cálculo en los que se basan los software de simulación acústica permiten
actuar en este sentido.
La familia de Normas Internacionales UNE EN ISO 12354 es una referencia imprescindible para entender la
modelización de las fuentes de ruido,
y son la base para poder introducir el
comportamiento de los elementos
de control del ruido. En ellas podemos encontrar, entre otros aspectos,
cómo calcular la radiación acústica de
un edificio considerando los elementos que componen los cerramientos y
la cubierta (influencia de las puertas,
ventanas y elementos de ventilación,
así como de la superficie de radiación), aspectos fundamentales a tener en consideración desde un punto
de vista medio ambiental cuando la
fuente de ruido que estamos tratando de modelar está ubicada dentro
de un edificio: por ejemplo, una sala
de motores o una sala de turbinas, en
donde modelaremos el ruido de estos
mediante la radiación de un edificio,
como mínimo representado en cinco
(5) superficies radiantes, y no como
una fuente puntual que pudiera representar a la emisión de la turbina
(Figuras 5 y 6).
Modelización de medidas
de control pasivo del
ruido
Figura 6.
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El uso de modelos de predicción
sonora permite predecir el comportamiento acústico de las medidas correctoras, y, por lo tanto, representar
los resultados previstos de introducir
estos cambios dentro del modelo
base. En las fachadas y cubierta de
las edificaciones que encierran a los
focos de ruidos deberán de analizarse
no sólo el aislamiento acústico de los
paramentos ciegos (tipología de paramentos verticales y de cubiertas),
sino, sobre todo, el comportamiento acústico de las puertas y ventanas
(su necesidad de que éstas tengan un
grado mínimo de aislamiento acústico), y de los sistemas de ventilación
de estos (necesidad de que existan
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silenciadores y/o rejillas acústicas para la aspiración y descarga de aire), e
incluso de la extracción de gases (silenciadores en los escapes de motores
de combustión, silenciadores en las
chimeneas de las calderas…).
Si modelizamos el nivel sonoro generado en el interior de un recinto, deberemos de ser capaces de representar
mediante modelos la contribución de
la energía acústica reflejada, así como
el efecto que controlar la misma tendría en la emisión sonora (por ejemplo,
el uso de bafles absorbentes permitirá
reducir el nivel de potencia del recinto,
dado que reduciremos la cantidad de
energía radiada por cada paramento
en su origen y, muy posiblemente, el
espectro sonoro) (Figuras 7 y 8).
En la utilización de cerramientos y
cabinas acústicas como medidas correctoras debemos de tener siempre
en consideración las directrices de la
Norma UN EN ISO XX, no sólo en la
definición de comportamiento acústico de los elementos que componen
los mismos (la tipología de paneles
acústicos, la tipología de puertas y
visores acústicos, silenciadores..), sino,
sobre todo, en el comportamiento
práctico de estas soluciones y de cómo las dimensiones y los “defectos”
constructivos afectan al rendimiento
acústico de la solución.
Cuando simulemos fuentes de ruidos
de origen industrial ubicadas en espacios exteriores debemos de ser muy
precisos en la forma de representar estos focos de ruidos, así como en la descripción de las medidas correctoras a
implementar. Por ejemplo, recomendar
la necesidad de colocar un determinado silenciador para reducir la emisión
sonora en una descarga de fluidos implica ubicar físicamente este nuevo elemento, introducir el nuevo espectro de
potencia sonora que esta fuente representa dentro del modelo (considerando
la atenuación acústica de este elemento
de control pasivo del ruido, así como su
limitación por ruido regenerado), y analizar la nueva directividad sonora.
Reunir todas estas tipologías de
medidas correctoras de forma indi-
vidual (mejorar aislamientos acústicos de soluciones constructivas
y de elementos que componen la
edificación, reducir energía reflejada
mediante absorción, implantar silenciadores, cerramientos y cabinas
acústicas,…), e implementarlas dentro de los modelos de predicción sonora, es una técnica muy avanzada
que permite llevar a cabo un análisis
comparativo del resultado en dBA,
esperado de cada una de ellas y del
coste económico individual y conjunto de cada solución. Es decir, esta
metodología resume el alcance de la
asistencia técnica que una ingeniería
acústica ofrece cuando es requerida
para diagnosticar y diseñar soluciones a problemas de ruidos.
Entender los resultados
de los modelos acústicos
Las salidas gráficas de los modelos de
simulación acústica en forma de curvas isófonas representan los dB o los
dBA acorde con las directrices de la
Norma UNE EN ISO 1996. Estas deben de ser entendidas como niveles
de presión sonora esperados a partir
de la definición de un entorno físico y
de unas fuentes de ruidos.
Las actuales normativas acústicas
medioambientales internacionales
requieren de un análisis más profundo de estos resultados a la hora de
evaluar el cumplimiento de los límites normativos, dado que todas ellas
tienen en consideración dos aspectos
fundamentales que influyen la valoración final. El primero de ellos es el
espacio temporal de tiempo en el
que se realizan las valoraciones acústicas: normalmente utilizamos como
índice de valoración acústicos el nivel
continuo equivalente (LAeq(t)). Los
límites establecen diferentes valores
cuantitativos para espacios temporales de un (1) año, 24 horas, o bien
un determinado momento o instante
(puede ser de 5 segundos o bien de
Figura 7.
Figura 8.
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Figura 9. Identificación de penalización Kt por existencia de componentes
tonales armónicas
10 / 15 minutos según cada normativa). Todos ellos deben de cumplirse
para garantizar el cumplimiento normativo. Sin embargo, dependiendo de
la hora, el día, el ciclo productivo, las
condiciones meteorológicas y otros
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aspectos varios, los focos de ruidos
varían; aspectos que, por lo tanto, debemos de considerar a la hora de modelizar una situación acústica cuando
representemos la variabilidad de cada
fuente de ruido.
El segundo considerando en el que
debemos siempre de insistir es en la
necesidad de valorar las posibles penalizaciones por tipologías de ruidos:
penalizaciones por ruidos con claras
componentes predominantes de baja
frecuencia, penalizaciones por ruidos
tonales y penalizaciones por ruidos impulsivos. Estas penalizaciones pueden
llegar incluso a los 9 dBA, dependiendo de la normativa de aplicación, y,
por lo tanto, deben de considerarse en
toda representación y valoración acústica medio ambiental. La presentación
en forma de mapa de ruidos no permite tener en cuenta esta consideración
para todo un entorno físico representado, por lo que estos deberán siempre
complementarse con valoraciones individuales de forma numérica (dBA) y
espectral (Hz) para los receptores que
se identifiquen como representativos,
y valorar en ellos los índices “Lk(t)”, que
incluyen mencionadas penalizaciones
(Figura 9).
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