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An�lisis de la incidencia de ruido ambiental en una carrocer�a categor�a m3 dentro del DMQ
Analysis of the incidence of environmental noise in a category m3 car body within the DMQ
An�lise da incid�ncia de ru�do ambiental numa carro�aria de categoria m3 dentro do DMQ
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Correspondencia: pvizcaino@uide.edu.ec
Ciencias t�cnicas y aplicadas
Art�culos de investigaci�n
*Recibido: 16 de marzo de 2021 *Aceptado: 22 de abril de 2021 * Publicado: 05 de mayo de 2021
I. Ingeniera Inform�tica. M�ster en Administraci�n de Negocios M.B.A. Coordinadora - Investigadora Universidad Internacional del Ecuador, Quito, Ecuador.
II. �Ingeniero Mec�nico especialidad Automotriz. Mag�ster� Sistemas Automotrices. Coordinador Investigaci�n Universidad Internacional del Ecuador, Quito, Ecuador.
III. Estudiante de la Escuela de Ingenier�a Automotriz � UIDE, Quito, Ecuador.
IV. Estudiante de la Escuela de ingenier�a Automotriz � UIDE, Quito, Ecuador. �
Resumen
El ruido externo que absorbe una carrocer�a de bus de transporte p�blico de tipo M3 dentro de una trayectoria del corredor sur occidental del DMQ. Se realiz� un an�lisis cuantitativo/comparativo de datos ac�sticos obtenidos en las unidades de transporte publico partiendo de las caracter�sticas de los diferentes escenarios propuestos.Los valores obtenidos muestran un incremento sobre el 20% en db en comparaci�n a los l�mites establecidos por la OMS, adem�s los valores de las pruebas en tr�fico alto y leve se aproximan en su mayor�a a los l�mites establecidos en la norma INEN 1668, Finalmente solo un 10% de los datos exceden o se acercan a los valores que dictamina la Ordenanza Metropolitana de Quito N�123.Un 90% de los valores obtenidos en la medici�n exceden los l�mites recomendados por la OMS y un 5 % se encuentra fuera de toda normativa nacional, si consideramos al estudio como un ruido repetitivo a largo plazo puede llegar a provocar afectaciones a la salud seg�n lo estipulado por la OMS.
Palabras clave: Ruido; categor�a M3; DMQ.
Abstract
This article analyzes the environmental noise generated in an M3 type public transport bus bodywork within a path of the south western corridor of the DMQ. Quantitative measurements were carried out, standardized in different scenarios to contrast the data according to of the limits established under municipal, national and international
regulations. The values obtained show an increase of over 20% in db compared to the limits established by the WHO, in addition the values of the tests in high and light traffic are mostly close to the limits established in the INEN 1668 standard. Finally, only 10% of the data exceed or are close to the values dictated by the Metropolitan Ordinance of Quito No. 123. The 90% of the values obtained in the measurement exceed the limits recommended by the WHO and 5% are outside of all national regulations, if we consider the study as a long-term repetitive noise it can cause health effects as stipulated by WHO
Keywords: Noise; category M3; DMQ.
Resumo
O ru�do externo absorvido por uma carro�aria de autocarro de transporte p�blico do tipo M3 dentro de uma traject�ria do corredor sudoeste do DMQ. Foi realizada uma an�lise quantitativa/comparativa dos dados ac�sticos obtidos em unidades de transporte p�blico com base nas caracter�sticas dos diferentes cen�rios propostos. Os valores obtidos mostram um aumento de mais de 20% em db em compara��o com os limites estabelecidos pela OMS, al�m disso os valores dos testes em tr�fego elevado e ligeiro est�o na sua maioria pr�ximos dos limites estabelecidos na norma INEN 1668, finalmente apenas 10% dos dados excedem ou est�o pr�ximos dos valores ditados pela Portaria Metropolitana de Quito n.� 123. 90% dos valores obtidos na medi��o excedem os limites recomendados pela OMS e 5% est�o fora de todos os regulamentos nacionais, se considerarmos o estudo como um ru�do repetitivo a longo prazo pode causar efeitos na sa�de, tal como estipulado pela OMS.
Palavras-chave: Ru�do; categoria M3; DMQ.
Introducci�n
Cada a�o en el DMQ se genera un total de 4600000 viajes seg�n el censo del INEC en 2010 (Insituto Nacional de Estadistica y Censos, 2010) Una gran cantidad de los viajes son realizados en buses de transporte p�blico con distintas trayectorias en el sector sur occidental de la capital en incluyendo t�neles, estaciones, mercados a su alrededor. El ruido ocasionado por la movilidad en estos sectores genera contaminaci�n ac�stica. La metodolog�a empleada en este art�culo consiste en el uso de un equipo de diagn�stico calibrado bajo la norma IEC651 tipo 2 y la ANsIs 1.4 con el cual se realiz� un an�lisis cuantitativo de los niveles m�ximos de ruido en los diferentes escenarios propuestos en la investigaci�n, de esta manera con los datos obtenidos se comparar� los niveles de contaminaci�n ac�stica en relaci�n a lo determinado por la OMS vinculando el estudio a las afectaciones que tienen los usuarios del transporte p�blico.
En Quito con una poblaci�n de 2�239.191 habitantes la movilidad es distribuida por distintos modos de transporte, Esto genera como se lo nombra en un inicio un total de 4,600.000 viajes de los cuales alrededor de 2�800.000 son viajes en transporte p�blico ( Secretaria de Movilidad DMQ, 2014). El casco urbano de Quito,� es la zona donde se concentra mayor cantidad de equipamientos urbanos p�blicos y privados, es la que mayor atracci�n de viajes genera en el DMQ� Zonas que tiene mayor contaminaci�n ac�stica que otros sectores. (IDQ, 2018) En relaci�n a la cantidad de habitantes en este sector del DMQ� se genera mayor afluencia de personas para dirigirse a su destino utilizando el transporte p�blico que transita en una de las principales arterias viales de la ciudad.
El ruido proveniente de los veh�culos en movimiento es una de las principales fuentes de contaminaci�n auditiva en la mayor�a de las ciudades, la OMS recomienda no exceder una exposici�n de entre 50 a 60 db en tr�fico de veh�culos (EFE, 2018), lo que significa que con una exposici�n al ruido prolongada en tr�fico causa afectaciones a la salud, efectos auditivos y no auditivos en el ser humano, como se observa en la tabla referencial a continuaci�n.
Tabla 1: Efectos del ruido en la salud
Entorno |
Tiempo (h) |
Nivel de sonido dB(A) |
Efecto sobre la salud |
Exterior de vividas |
16 |
50-55 |
Molestia |
Interior de viviendas |
16 |
35 |
Interferencia |
Dormitorios |
8 |
30 |
Interrupci�n del sue�o |
Aulas escolares |
Duraci�n de la clase |
35 |
Perturbaci�n de comunicaci�n |
�reas industriales, comerciales y de tr�fico |
24 |
70 |
Deterioro auditivo |
M�sica en auriculares |
1 |
85 |
Deterioro auditivo |
Actividades de ocio |
4 |
100 |
Deterioro auditivo |
Fuente: (World Health Organization, 2018)
Muchos entes a nivel nacional buscan diferentes alternativas para mejorar la movilidad, como consecuencia se genera un punto a favor de los usuarios donde la secretaria de movilidad en su oficio No. SM-SD-2019-0195 (Quito, 2019) referido al transporte p�blico se�ala est�ndares de calidad que se cumplir�a en el servicio que brindan las unidades en los diferentes escenarios propuestos,� con esto el transporte p�blico no estar�a inmiscuido en una media promedio de calidad al brindar este servicio a los usuarios.
Seg�n un estudio ac�stico realizado en el 2010 por la UDLA, determina que un 87% de la poblaci�n encuestada en el centro de Quito, considera al tr�fico vehicular como el causante principal del ruido generado en la zona. Esto incluye al ruido de los automotores y el abuso de la bocina. (Mena, 2010). Por ello se consider� al ruido ocasionado por los veh�culos como la fuente principal de la contaminaci�n ac�stica en la ciudad, por tal raz�n evaluar si los niveles est�n dentro de los par�metros establecidos por organismos internacionales.
La contaminaci�n ac�stica hoy en d�a es un problema de salud p�blica seg�n la OMS, �sta afirma que la exposici�n prolongada al ruido causa estr�s o ser la causa de dificultades a la hora de conciliar el sue�o. El ruido prologado que sobrepase los 35db trae afectaciones al ser humano. (Andaluc�a, 2016) Lo que significa que una exposici�n prolongada al ruido vehicular repercute en la salud.
En un estudio donde se eval�a la contaminaci�n ac�stica en sectores urbanos, tur�sticos y de entretenimiento en la ciudad de Quito (V�zconez & Pila, 2017) se concluy� como un escenario muy com�n de la urbe quite�a de contaminaci�n ac�stica, este incluye instituciones educativas, edificios, cl�nicas, hospitales, oficinas, embajadas, hoteles, centros culturales y centros de diversi�n� en el cual se operan niveles de ruido muy superiores a lo recomendado por la OMS. Con ello resulta en una emisi�n de ruido directamente hacia el exterior dando como resultado una exposici�n y afectaci�n a las actividades que se realizan en su entorno.
Fundamentaci�n Te�rica
El parque automotor en el Distrito Metropolitano de Quito se encuentra en constante crecimiento, siendo alrededor de� 7% anual con un aproximado de 30.000 veh�culos por a�o ( Secretaria de Movilidad DMQ, 2014) . El incremento del parque automotor da como resultado el aumento de contaminaci�n ambiental y por ende contaminaci�n ac�stica causada por los automotores. La importancia del presente estudio al analizar el ruido generado y sus repercusiones.
El ruido
El ruido se define como un sonido indeseable, el sonido viaja en forma de ondas en el medio a�reo lo que produce la vibraci�n del t�mpano, el t�mpano transfiere estas vibraciones a tres huesos min�sculos en el o�do medio, los que a la vez comunican las vibraciones al fluido contenido en el o�do interno. Dentro de �l se hallan las peque�as terminales nerviosas usualmente conocidas como c�lulas ciliadas. Ellas responden a las vibraciones del fluido enviando los impulsos nerviosos al cerebro que entonces interpreta los impulsos como sonido o ruido. (Młyński R, 2015) Tomando en cuenta que el ruido es producto de varias fuentes como veh�culos, fabricas, instituciones, el m�s com�n es el provocado por el tr�fico en las calles.
Para el c�lculo de la sensaci�n recibida por un oyente a partir de las unidades f�sicas, se define el nivel de potencia Lw (dB) y se la relaciona la potencia de la fuente del sonido a estudiar con la potencia de otra fuente, la cual estar� en el umbral de audici�n por la siguiente formula:
(1)
Donde:
W1= La potencia a estudiar en vatios
W2= La potencia umbral de audici�n, en SI equivale a 10-12 vatios.
Ruido vehicular
El ruido de tr�nsito vehicular es el resultado de la contribuci�n colectiva de todo veh�culo, Tambi�n conocido como �ruido del tren de potencia�, abarca el ruido provocado por el motor, adem�s de los sistemas de transmisi�n y refrigeraci�n (Alonso, 2014). El ruido que es generado por esta fuente no es el mismo en todos los tipos de veh�culos, en el mismo existen variables como: su tipo, potencia y velocidad a la que circulan. Incluso el individuo que los conduce puede variar el nivel de ruido que esta fuente es capaz de emitir al exterior. Esto provoca una contaminaci�n ambiental y ac�stica hacia el medio ambiente.
Tomando en cuenta que el ruido vehicular disminuye conforme el veh�culo aumenta la distancia, se expresa la relaci�n entre el nivel de potencia y la presi�n sonora originada en un punto alejado a una distancia (r) con la siguiente formula:
�(2)
Donde:
Lw= Nivel de potencia sonora
Lp= Presi�n sonora originada en un punto alejado
r= distancia
Contaminaci�n
La contaminaci�n es el principal problema del mundo actual, esto concuerda con la creciente urbanizaci�n, la industria, la agricultura con excesivo uso de pesticidas y fertilizantes, la deforestaci�n, la producci�n de energ�a y los h�bitos de consumo con esto se ha generado un incremento de la contaminaci�n del agua, el suelo, la vegetaci�n, la atm�sfera dando como resultado un peligro para la vida (Ruiz, 2019).
En el Ecuador en apoyo del Ministerio del Ambiente se redact� el Acuerdo Ministerial N�0.28 (Ambiente, 2015) en el que se se�ala de acuerdo al numeral 27 del art�culo 66 de la Constituci�n de la Rep�blica del Ecuador que se �reconoce y garantiza a las personas el derecho a vivir en un ambiente sano, ecol�gicamente equilibrado, libre de contaminaci�n y en armon�a con la naturaleza� y dentro de sus jurisdicciones tambi�n se menciona que ellos son los encargados de reducir la contaminaci�n aportando con el manejo, mitigaci�n, reducci�n o prevenci�n de los impactos negativos de la contaminaci�n ambiental, con esto el gobierno de la Rep�blica del Ecuador promueve un respeto integro a los elementos que forman parte de la naturaleza o Pacha Mama.
Contaminaci�n ac�stica
La contaminaci�n ac�stica es la uni�n de varios sonidos como lo menciona Jimena Mart�nez en su art�culo �Contaminaci�n ac�stica y ruido� en el cual define la contaminaci�n ac�stica como: �La presencia en el ambiente de ruidos o vibraciones, cualquiera que sea el emisor ac�stico que los origine, que impliquen molestia, riesgo o da�o para las personas, para el desarrollo de sus actividades o para los bienes de cualquier naturaleza, o que causen efectos significativos sobre el medio ambiente.� (Llorente, 2015).Entendemos que la contaminaci�n ac�stica ser� la reuni�n de varios ruidos y vibraciones en un solo ambiente. Seg�n el CEDEX de M�xico la contaminaci�n ac�stica producto del ruido vehicular es localizada por zonas del veh�culo y su porcentaje de aportaci�n al ruido seg�n la siguiente tabla:
Tabla 2: Localizaci�n de las principales fuentes sonoras en veh�culos a Max 50km/h
Fuente de ruido |
Veh�culos ligeros |
Veh�culos pesados |
Motor Transmisi�n Tubo de escape Ventilador/radiador Admisi�n/escape Rodadura |
20-50% 5-35% 10-35% 0-30% 10-35% 10-16% |
10-80% 10-80% 20-60% 0-65% 0-10% 10-16% |
Fuente: (CEDEX, 2006)
Niveles de ruido seg�n OMS
La contaminaci�n ac�stica ya es un problema de salud p�blica en muchas ciudades alrededor del mundo, la OMS se�al� que: El nivel admisible de exposici�n diaria al ruido se determinan de acuerdo con factores tales como la intensidad (volumen), la duraci�n (espacio de tiempo) y la frecuencia (asiduidad) de la exposici�n la suma de estos tres factores determina a la energ�a sonora total a la que un individuo est� expuesto. La OMS ha calculado niveles de exposici�n admisibles en entornos laborales y con estos resultados se han asemejado a entornos de recreaci�n dando como resultado que una exposici�n a 85 decibelios (dB) durante 8 horas como m�ximo es un nivel de exposici�n sin riesgos, pero esta exposici�n tiende a oscilar de acuerdo con la intensidad del sonido por ello un ruido que est� entre los 100 dB el tiempo de exposici�n debe ser de 15 minutos al d�a (World Health Organization, 2018). La exposici�n a los dispositivos de audio personales puede estar entre los 75 dB y los 136 dB dando como recomendaci�n un estimado de 15 minutos diarios, los riesgos a estas exposiciones se las puede prevenir de acuerdo con la OMS.
Afectaciones a la salud
Los �ndices de ruido y exposici�n define algunos efectos adversos que tiene el ser humano, un efecto adverso es un� cambio en la morfolog�a y fisiolog�a de un organismo que deriva en un desajuste de su capacidad funcional o en un fallo para compensar el estr�s adicional, o bien en un aumento de su susceptibilidad frente a los efectos da�inos de otras influencias ambientales. (World Health Organization, 2018) Las afectaciones a la salud del ser humano son:
Efectos auditivos: Las afectaciones directas sobre el o�do y su funcionalidad. La p�rdida de audici�n la amenaza ocupacional irreversible m�s prevalente en todo el mundo, el ruido ambiental ya se lo considera un creciente factor de riesgo de un posible da�o auditivo. El reclutamiento coclear con una percepci�n anormal de niveles sonoros. Tinnitus o ac�fenos, son efectos sonoros generados por el o�do interno, muchas veces �stas son permanentes en caso de largas exposiciones al ruido ocupacional.
Efectos no auditivos: Efectos que no tienen afectaciones directas sobre el o�do o su funcionalidad, entre ellas un efecto muy com�n es la molestia e irritabilidad, la cual es definida como una sensaci�n de incomodidad asociada a cualquier factor o condici�n. Una manifestaci�n de ira asociada a la interferencia con la comunicaci�n verbal ocasionada por el ruido puede derivar en estr�s. Otra afectaci�n com�n en el ruido son las alteraciones del sue�o, estas ser�an los principales efectos adversos del ruido ambiental, donde se incluye una dificultad para conciliar el sue�o, despertares o interrupciones del sue�o y perturbaciones de la calidad del sue�o. Seg�n Alberto Recio en su estudio de efectos del ruido urbanos sobre la salud en 2016 cada a�o un 3.6% de los a�os de vida saludable perdidos en la UE debido a la exposici�n al ruido ambiental se atribuyen a la enfermedad isqu�mica del coraz�n. (Martin, 2016) Lo que significa que el estr�s fisiol�gico es otro efecto no auditivo el cual desencadena en aumentos de la tensi�n arterial, alteraciones de la frecuencia cardiaca y vasoconstricci�n a su vez el autor indica que en ni�os tienen efectos no auditivos, la exposici�n prolongada al ruido repercude en problemas cognitivos que son prevalentes en ni�os entre 7 y 19 a�os, estos problemas incluyen dificultad para aprender y disminuci�n del rendimiento escolar. S�ntomas como v�rtigo, nauseas son causas de disfunci�n vestibular causada por largas exposiciones de ruido.
Materiales aislantes automotrices
Los materiales aislantes vehiculares son elementos de gran importancia ya que permiten reducir el ruido que se genera por parte del automotor y del entorno (Masabanda, 2011), diferencian algunos materiales que son utilizados en el campo automotriz para lograr una impermeabilizaci�n sonora entre las cuales est�n:
Barreras ac�sticas: se la define como la pared que separa el hueco del motor y la cabina de los pasajeros, su construcci�n se basa en la p�rdida de la relaci�n de transmisi�n sonora.
Silenciadores: definidos como elementos pasivos que reducen el nivel de presi�n sonora, su dise�o cuenta con caracter�sticas como direcci�n del flujo, presiones, temperatura, niveles sonoros, etc. El uso de los silenciadores repercude de manera negativa en el rendimiento de los motores ya que se modifica caracter�sticas esenciales para un funcionamiento �ptimo del motor. (Sanz, 2012)
El �ndice de aislamiento ac�stico se define como la capacidad de un elemento constructivo de reducir la intensidad ac�stica (GA, 2003) , la cual se propaga a trav�s de la siguiente formula:
Ec.(2.3)
Donde:
Lp1 y Lp2 son: los niveles de presi�n ac�stica, el emisor y receptor.
Aislante de ruido en veh�culos de transporte p�blico
La normativa considera como parte del confort al aislamiento ac�stico y t�rmico, los veh�culos de transporte p�blico urbano disponer de un compartimiento del motor aislado ac�stica y t�rmicamente con las respectivas caracter�sticas de baja combustibilidad, retardadores de llama e impermeabilidad a combustibles y lubricantes. En el compartimiento de los pasajeros no evidenciar salientes o cualquier tipo de protuberancias que en su efecto causen lesiones o accidentes a los pasajeros, todos los materiales utilizados para el recubrimiento de paredes, paneles interiores, techos y sillas deben atribuirse propiedades retar dantes de fuego, no presentar gases de combusti�n t�xica y ser resistentes al desgaste. (INEN, 2010) El nivel m�ximo de presi�n sonora� de acuerdo a la norma es de� 85 dB medidos a una altura de 1.20 metros el nivel de referencia es el piso del pasillo de circulaci�n interna con el motor funcionando a un 75% del total de sus RPM. La medici�n se la debe realizar con todas las puertas y ventanas cerradas. (INEN, 2015)
La absorci�n ac�stica de los materiales se establece mediante la Norma ISO 11654 titulada: Ac�stica-Absorbentes ac�sticos para la utilizaci�n en edificios, a los materiales se los clasifica en 5 categor�as definidas desde la letra A hasta� la E donde A es el material con el coeficiente m�ximo de absorci�n ac�stico y la letra E el material con el coeficiente de absorci�n ac�stica m�s bajo.
Tabla 3: Coeficiente ponderado de absorci�n ac�stica
Coeficiente ponderado de absorci�n ac�stica (αw) |
Clase de Absorci�n ac�stica |
Ponderaci�n |
≥ 0.90 |
A |
Absorci�n m�xima |
0.80-0.85 |
B |
Absorci�n mayor |
0.60-0.75 |
C |
Absorci�n alta |
0.30-0.55 |
D |
Absorci�n normal |
0.15-0.25 |
E |
Absorci�n baja |
Fuente: (INEN , 2014)
Tabla 4:� Aislantes de ruido en veh�culos de transporte p�blico
Material |
Parte |
Propiedades |
Absorci�n ac�stica |
Fibra de vidrio |
Laterales internos |
Alta resistencia t�rmica, baja conductividad y buena absorci�n ac�stica. |
A |
Acero galvanizado-Aluzinc |
Forrado del techo |
Gran capacidad de aislaci�n ac�stica, anticorrosiva, maleable y resistente. |
C |
Sica Flex, Sika-premier y elast�meros |
Forrado de laterales externos |
Amortiguador ac�stico, el�stico, flexible, resistencia al envejecimiento, resistencia al agua, anticorrosivo y absorci�n de impactos. |
E |
Planchas de tablero marino impermeabilizado |
Ensamblado del piso |
Impermeabilizaci�n de alta duraci�n, alta resistencia a la flexi�n y resistente a la inflamabilidad |
A |
Fuente: (Morales, 2010)
Normativas de sonido en veh�culos
Seg�n la norma INEN 1668 de Veh�culos de transporte p�blico de pasajeros Intrarregional, Interprovincial e Interprovincial menciona que: Los veh�culos contengan: en el interior del techo, en las paredes laterales, frontal y posterior de la carrocer�a y en el compartimiento destinado al alojamiento del motor un sistema de aislamiento ac�stico y t�rmico de baja combustibilidad o retardadores de llama. (INEN, NTE 1668, 2015). De igual manera Con el motor funcionando hasta un 75 % del n�mero m�ximo de revoluciones por minuto (rpm) existir� un nivel m�ximo de ruido interior de 88 dB, a 1,20 m respecto del nivel del piso del pasillo de circulaci�n interna, en cualquier punto de su extensi�n. Las mediciones se efectuar�n con todas las puertas y ventanas cerradas.
En un estudio realizado por la universidad de las Am�ricas se�ala que actualmente existen dos tipos de procedimientos para medir el nivel de ruido generado por un autom�vil o una fuente fija dentro de ella se se�ala a la Norma ISO R362:1961 y bajo normativa inglesa es la BS 4325:1966 que para su efecto de medici�n toma caracter�sticas como las fuentes de ruido propias del automotor, ruido producido por el motor, ruido aerodin�mico y ruido de neum�ticos (Alvarez, 2018). Seg�n como se nombra en la tabla 2.
Metodolog�a
Se realiz� un an�lisis cuantitativo/comparativo de datos ac�sticos obtenidos en las unidades de transporte p�blico partiendo de las caracter�sticas de los diferentes escenarios propuestos. Se analizo en diferentes trayectorias donde se genera mayor incidencia de ruido,
En estas trayectorias el ruido fue medido con un equipo de diagn�stico calibrado bajo norma IEC651 tipo 2 y la ANsIs 1.4. Se analiz� los niveles de ruido generados dentro y fuera de la cabina de transporte p�blico. Se tom� a consideraci�n los puntos con principal aglomeraci�n de sonido, horarios de mayor congesti�n vehicular en las diferentes rutas y con ello comparar los niveles de ruido m�ximos obtenidos en funci�n de los recomendados por la OMS (World Health Organization, 2018), y determinar si se encuentran dentro de los rangos aceptables.
Veh�culo
El veh�culo seleccionado para el estudio es de clase M3 seg�n la Norma t�cnica ecuatoriana de clasificaci�n vehicular INEN 2656 , el mismo que lo define como un veh�culo de m�s de 8 asientos, sin contar el asiento del conductor y un peso bruto vehicular de m�s de 5 ton. (INEN, NTE 2656, 2012). La categor�a del veh�culo seleccionado es destinada al transporte de pasajeros con un espacio interno para la circulaci�n y puede contener hasta 90 plazas. En el veh�culo de tipo bus se realiz� la medici�n ac�stica donde se� demostr� la incidencia del ruido dentro de la cabina, fue seleccionado porque� es el modo de transporte principal de muchos usuarios en la trayectoria elegida, esto convierte al veh�culo como el material principal para realizar la discusi�n del estudio.
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Figura 1: Veh�culo de tipo M3
Fuente: INEN 2656 ,2012
Instrumento de medici�n
El instrumento de medici�n cuenta con la normativa IEC 651 tipo 2 establecida por el International Electro Technical Commision, de acuerdo con la clase 2 la utilizada en mediciones generales de campo.
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Figura 2: Son�metro Digital Center390
Fuente: (CENTERTEK, 2020)
El equipo tiene la posibilidad de digitalizar los datos para una posterior tabulaci�n en la computadora. La escala de sensibilidad del instrumento de medici�n se encuentra en el rango de 30 -130 db. Una escala suficiente para las mediciones realizadas� en el estudio, algunas caracter�sticas como: una memora de 4700 registros, conexi�n directa al PC mediante USB para tabulaci�n de datos, en la siguiente tabla se encuentran m�s detalles.
Tabla 5: Caracter�sticas instrumento de medici�n
Caracter�sticas |
|
Marca |
CENTER |
Escala de medici�n |
30-130 dB |
Rango din�mico |
50-100 dB |
Memoria |
4700 registros |
Precisi�n |
1.5 dB |
Modos de medici�n |
R�pido y lento |
Conexi�n |
PC mediante USB |
Fuente: (CENTERTEK, 2020)
Ruta
El DMQ es una ciudad encerrada entre monta�as y con posibilidades de expansi�n �nicamente lineales, la movilidad es uno de los mayores problemas, limitando y afectando a la econom�a urbana, la seguridad vial y la calidad de vida de la poblaci�n. La ruta seleccionada para el estudio comprende el sector suroccidental del Distrito Metropolitano de Quito, uno de los sectores m�s transitados y congestionados, la ruta se encuentra en el sector de El Tejar (Celi, 2018) a lo largo de la Av. Mariscal sucre, empezando en el primer t�nel de San Juan hasta el Mercado de San Roque, comprende un tramo de 1.7 km que toma recorrerla alrededor de 4 minutos en veh�culo, en ella existen:� mercados, paradas de buses, 2 t�neles vehiculares y ventas informales.
El estudio tom� en cuenta todos estos factores para realizar la medici�n e incidencia ac�stica.
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Figura 3: Mapa de ruta seleccionada
Fuente: Google Maps,2021
Normativa de medici�n
La legislaci�n ecuatoriana actual y el INEN agrupan normativas exclusivas para medici�n de confort est�tico a consecuencia de esto los datos analizados y medidos se estandariz� de acuerdo a normas nacionales e internacionales que contemplan las caracter�sticas descritas por el estudio, la normativa NTE INEN 1668-1 difiere en el an�lisis de la altura para realizar la medici�n, el aporte de la Normativa ISO R 362:1961� determina las diferentes caracter�sticas que provocan una variaci�n en el ruido generado por parte del automotor, como complemento la Normativa Municipal estandariza� el r�gimen de revoluciones para la medici�n en autobuses que est� en un rango de 1500 a 2500 RPM.
Tabla 6: Normativa
Norma |
Caracter�sticas |
ISO 11654 |
Absorci�n ac�stica de los materiales |
NTE INEN 1668-1 |
Motor al 75 % RPM totales, 1.20 m respecto del nivel del piso del pasillo y altura del o�do del conductor |
ISO R 362:1961 |
Toma como caracter�sticas las fuentes de ruido propias del automotor |
ISO 5130_2007 |
Medici�n de ruido de fuentes m�viles |
Fuente: Autores,2021
Las mediciones fueron contrastadas en funci�n a las normativas que determinan valores espec�ficos para el tr�fico de buses en concordancia con la afectaci�n del ruido hacia las personas, para ello se determina si los valores est�n en funci�n a las condiciones din�micas de funcionamiento.
Tabla 7: Valores determinados en normativas
Normativa |
db |
INEN 1668-1 |
88 db |
OMS |
70 db |
Ordenanza Metropolitana N� 123 |
90 db |
Fuente: Autores,2021
Escenarios
Los escenarios considerados en el estudio son definidos por las variables externas e internas a la trayectoria anteriormente nombrada. A continuaci�n se detalla las variables determinadas en� los escenarios.
Internas: Se consider� la medici�n, la disposici�n de las ventanas, puertas, ventilaci�n, el nivel de volumen del equipo de sonido del veh�culo, categor�a de carrocer�a de bus.
Externas: La afluencia de tr�fico vehicular por d�a y hora, el t�nel designado en la trayectoria,� las condiciones clim�ticas y el ruido provocado por elementos aleda�os (mercados, paradas y transe�ntes)
Tabla 8: Escenarios propuestos
|
Escenario 1 |
Escenario 2 |
Escenario 3 |
Escenario 4 |
Ventanas abiertas |
x |
x |
||
Ventanas cerradas |
x |
x |
||
Puertas cerradas |
x |
x |
x |
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Radio encendido |
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X |
Trafico Leve en trayectoria |
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Trafico Alto �en trayectoria |
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x |
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Fuente: Autores,2021
Se realiz� mediciones previas con el fin de caracterizar las variables mencionadas en los datos de entrada con ello se identific� las condiciones favorables para la recopilaci�n de los datos.�
Resultados y Discusi�n
Las pruebas fueron realizadas en la trayectoria designada anteriormente, la misma que abarca los dos sentidos la Av. Occidental desde el t�nel de San Roque a San Juan, Todas las mediciones fueron estandarizadas al momento de ingresar al veh�culo, con esto se obtiene los siguientes datos de entrada:
Tabla 9: Datos de entrada
Datos base de medici�n |
DMQ |
Altura m.s.n.m Temperatura ambiente Clima M�todo Ruido ambiental base Ponderaci�n de frecuencia Est�ndar de medici�n |
2850m (11-17) �C Soleado - Nublado Doble medici�n por ruta/INEN 1668 (64 � 67) db (A) NIOSH |
Fuente: Autores,2021
Las mediciones se realizaron en condiciones de tr�fico leve y trafico alto para delimitar estos valores se realiz� entrevistas a los conductores, pruebas piloto de la ruta en diferentes d�as y horarios, de esta forma el tr�fico dentro de la trayectoria estudiada no� depende de las horas de alta congesti�n. Existen variables no controlables como: paradas de buses, intersecciones de salidas de veh�culos y actualmente restricci�n vehicular aplicadas en el DMQ por parte de la Secretar�a de Movilidad, que influyen directamente en el flujo normal debido a retenes policiales y el tiempo que toma recorrer la trayectoria anteriormente mencionada.
Valoraciones- Mediciones
Todas las mediciones de ruido ambiental fueron ejecutadas mediante una ruta previamente establecida con 2.44 kil�metros, empezando la medici�n en el sector de San Diego en la parada del corredor central y concluyendo al finalizar el recorrido del t�nel de San Juan. Las cuatro mediciones evidenciaron datos cuantitativos para el posterior an�lisis con las normativas propuestas en la investigaci�n.�
Valoraci�n diurna - Trafico Alto
Las mediciones de tr�fico alto, fueron realizadas en horas diurnas a partir del mediod�a con un alto flujo vehicular y congesti�n para contrastar los datos, esta informaci�n fue obtenida en las entrevistas anteriormente mencionadas y las pruebas piloto. La duraci�n de las pruebas en esta valoraci�n fue de aproximadamente 6 minutos, tiempo que el veh�culo transitaba por la trayectoria y paraba en las estaciones.� Las variantes dependientes en esta valoraci�n son las ventanas del veh�culo, las cuales fueron estandarizadas previo a las mediciones para� disminuir los m�rgenes de error. En la siguiente tabla los datos de entrada de la primera valoraci�n.
Tabla 10: Datos de entrada valoraci�n Tr�fico - Alto
Datos base de medici�n |
DMQ |
Altura m.s.n.m Temperatura ambiente Clima M�todo Ruido ambiental base Radio Puertas Ventanas Ponderaci�n de frecuencia Est�ndar de medici�n |
2850m (11-17) �C Soleado - Nublado Doble medici�n por ruta/INEN 1668 (64 � 67) db Siempre encendida Siempre cerradas Todas Abiertas/Todas cerradas (A) NIOSH |
Fuente: Autores,2021
Una vez estandarizado se procedi� a recolectar los datos en tr�fico alto con ventanas abiertas y cerradas
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Figura 4: Valoraci�n Diurna Tr�fico Alto
Fuente: Autores,2021
Los resultados obtenidos en la valoraci�n demuestran una diferencia de hasta 10 db menos cuando el veh�culo se encuentra estandarizado con todas las ventanas cerradas, esto se puede notar en varias etapas a lo largo de toda la medici�n, las cuales se detall� de la siguiente manera:
Etapa 1 � T�nel de San Juan
�En la primera etapa la cual comprende una longitud total de 706 metros que contiene todo el T�nel de San Juan. Evidenciando datos en curvas muy similares y aproximadas a la normativa municipal que especifica (88db), a la vez un incremento de hasta 6 db en promedio cuando la prueba es realiza con las ventanas abiertas a diferencia de la prueba con ventanas cerradas.
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Figura 5: Medici�n en db en Etapa 1 � T�nel San Juan
Fuente: Autores,2021
Debido a la longitud del t�nel provoca una� concentraci�n de ruido y por ende estas curvas caracter�sticas. En ninguna prueba las mediciones se aproximan a los valores recomendados por la OMS 70 (db)
Etapa 2 � Intermedio
La etapa 2 de la trayectoria comprende la zona con paradas de buses en donde se obtuvo una disminuci�n de (db) en las mediciones, esto debido a que el veh�culo detiene su marcha completamente y el promedio es de 70 (db), algunos picos que sobrepasan las normativas son debido a factores no controlados como el ruido en la abertura de puertas, claxon de veh�culos o pasajeros al ingresar.
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Figura 6: Medici�n en db en Etapa 2 � Intermedio
Fuente: Autores,2021
Las� mediciones son� muy semejantes y se encuentran dentro de las normativas municipales sin considerar el estado de las ventanas, al ser de las mediciones m�s bajas en toda la trayectoria se encuentran m�s aproximadas a los niveles establecidos por la OMS (70 db).
Etapa 3 � T�nel de San roque
En la etapa final se recorre el t�nel de san roque con una distancia de 456 m de longitud, en esta trayectoria existe un incremento nuevamente de decibeles, esto debido al reingreso al t�nel y el ruido se� caracteriza de esta manera en los� lugares cerrados, con las ventanas abiertas los valores est�n en promedios altos de 90 db, en el l�mite con la ordenanza municipal y la normativa INEN 1668. Adicionalmente la curva mantiene un excedente de hasta 13 db a comparaci�n de la misma prueba con los vidrios cerrados.
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Gr�fico 10: Medici�n en db en Etapa 3 � T�nel de San Juan
Fuente: Autores,2021
Seg�n In�s Arag��s en el� Estudio Ac�stico de acondicionamiento de un t�nel�. (CORRAL, 2015) Explica como la longitud de un t�nel y los materiales de construcci�n del mismo afectan al comportamiento del ruido interno, provocando un aumento o disminuci�n de ondas sonoras al interior del mismo. Ocasionando estas lecturas caracter�sticas de incremento de db en las mediciones presentadas anteriormente.
Con los datos obtenidos en la valoraci�n con tr�fico alto, existe una clara diferencia al llevar todas las ventanas del bus abiertas. El ruido se vuelve m�s perceptible e incrementa hacia el interior de la cabina en valores de hasta en 13 db en algunos casos. Los datos m�ximos en la valoraci�n de tr�fico alto son picos de hasta 93 db producto de variables no controladas como alg�n claxon de un veh�culo o la abertura de puertas al recoger pasajeros. Cabe mencionar que el promedio de medici�n la mayor parte del tiempo se encuentra en niveles altos, esto debido a que la insonorizaci�n dentro del bus es m�nima y contribuyen al ingreso de ruido dentro de la cabina, aun as� se encuentran la mayor�a del tiempo dentro de los valores de la normativa INEN 1668, que �nicamente especifica hasta 88 db como dato m�ximo dentro del veh�culo.
Valoraci�n Diurna - Trafico Leve
Para la obtenci�n de datos empleamos los mismos par�metros y condiciones de la valoraci�n con tr�fico alto, por lo tanto, la diferencia radic� en el flujo vehicular al transitar por la ruta establecida.
Tabla 11:� Datos de entrada valoraci�n Tr�fico - Leve
Datos base de medici�n |
DMQ |
Altura m.s.n.m Temperatura ambiente Clima M�todo Ruido ambiental base Radio Puertas Ventanas
Ponderaci�n de frecuencia Est�ndar de medici�n |
2850m (11-17) �C Soleado - Nublado Doble medici�n por ruta/INEN 1668 (64 � 67) db Siempre encendida Siempre cerradas Todas Abiertas/Todas cerradas
(A)
NIOSH |
Fuente: Autores,2021
Para el desarrollo de esta medici�n el flujo vehicular es leve adem�s los escenarios de medici�n establecen que las ventanas del bus est�n siempre abiertas o siempre cerradas y el volumen del radio es de nivel moderado, la obtenci�n de datos empieza en el t�nel de San Juan� que contin�a hasta el sector de San Roque empleando un tiempo estimado de 3 a 4 minutos aproximadamente.
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Gr�fico 11: Medici�n de db en la trayectoria del t�nel de San Juan
Fuente: Autores,2021
Para interpretar los resultados de una manera m�s clara la prueba se segmenta en 3 etapas diferentes, dando como resultado lo siguiente:
Etapa 1- T�nel de San Juan
La medici�n obtiene datos cuantitativos en los cuales se evidencia que todos los valores de las dos mediciones exceden los l�mites establecidos por la OMS, la medici�n m�s aproximada al par�metro establecido en la Ordenanza Municipal se evidencia en la muestra con ventanas abiertas donde se denota que solo un 12% excede los l�mites de la norma,� con las ventanas abiertas los datos� se mantienen cerca de los limites de la Ordenanza� Metropolitana. En comparaci�n al tr�fico alto donde la media de medici�n son los 85 db y sus valores se mantienen dentro de ese rango, en el tr�fico leve ocurre lo contrario porque se determina que el 54.54% de los datos sobrepasan o se acercan de manera significante al nivel establecido por la normativa INEN 1668. Esto ocurre debido a existe menos flujo vehicular y el tiempo en pasar la trayectoria es menor.
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Gr�fico 12: Valoraci�n de db en la ruta seleccionada.
Fuente: Autores,2021
Etapa 2- Sector El Tejar
�Conjuntamente las dos pruebas realizadas evidencian un descenso en los db esto a consecuencia que existe una parada del corredor sur occidental, adem�s los valores de medici�n que incrementan o desciende de forma precipitada a consecuencia de fuentes externas independientes por caracter�sticas propias del sector, entre estas se puede mencionar la afluencia de personas, el flujo de veh�culos o la actividad comercial. Es por ello que existe un pico que sobrepasa los 90 db el cual est� asociado a fuentes externas como pitos de veh�culos y abertura de puertas al cargar pasajeros.
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Gr�fico 13: Medici�n de db en el sector de El Tejar
Fuente: Autores,2021
Etapa 3- Sector San Roque
Finalmente, en la tercera etapa los valores de db incrementan, es decir que despu�s de pasar por la etapa 2 los buses tienden a generar un recorrido con una velocidad constante generando datos de medici�n en promedio de 80 db lo cual estar�a en rangos aceptables para la norma INEN 1668 pero evidenciando que las mediciones con tr�fico leve siempre exceden en su totalidad a los l�mites establecidos por la OMS.
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Gr�fico 14: Medici�n de db en la trayectoria del t�nel de San Roque
Fuente: Autores,2021
Conclusiones
Independientemente de la hora en la que se transite por la trayectoria estudiada, las mediciones son muy similares debido al comportamiento f�sico del ruido dentro de los t�neles y al existir variables independientes, como: paradas de buses, claxon de veh�culos y fuentes externas de ruido como motocicletas o veh�culos con escape libre. Logran incrementar el ruido ac�stico percibido dentro de la cabina.
Posterior al an�lisis de datos, en las valoraciones consta como� picos m�ximos los rangos entre 90 a 93 db, valores que est�n fuera de lo establecido en las normativas mencionadas dentro del estudio. Un excedente de hasta 25% sobre los valores recomendados por la OMS y hasta un 5 % sobre la ordenanza municipal y la norma INEN 1668. Valores que de manera repetitiva seg�n la OMS pueden ocasionar afectaciones a la salud de los ocupantes.
Se demostr� un incremento de ruido ambiental de hasta un 25% al ingresar a los t�neles con las ventanas totalmente abiertas, y un incremento de hasta el 12% al ingresar con todas las ventanas cerradas, esto debido al comportamiento del ruido y la longitud de la trayectoria dentro de los t�neles a comparaci�n de los datos obtenidos fuera de ellos en la misma trayectoria.
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� 2020 por los autores. Este art�culo es de acceso abierto y distribuido seg�n los t�rminos y condiciones de la licencia Creative Commons Atribuci�n-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)
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