Aplicación de métodos para evaluar y controlar el ruido en la empresa

Aplicación de las metodologías para la
evaluación y control del ruido en el
ámbito empresarial
Desarrollo
En este artículo se presentan un conjunto de resultados que han sido obtenidos en
la aplicación de las metodologías de evaluación y control del ruido en diferentes
situaciones. Estas soluciones han contribuido de manera eficaz al desarrollo de los
sistemas productivos y por encima de todo, a la mejora de las condiciones de
seguridad, salud y bienestar del hombre.
1. Empresa del Cítrico de Jagüey Grande
En la empresa del Cítrico de Jagüey Grande se realizó un diagnóstico de los
Niveles de Presión sonora que son emitido por los compresores con que cuenta la
empresa, la misma tiene 5 compresores, de ellos 2 son de un tipo, cuya
característica fundamental es que el ventilador que posee esta de frente a la calle,
lo que provoca un mayor nivel de presión sonora en esa dirección, los otros tres
compresores su ventilador tiene el caudal hacia arriba.
En el momento de realizar el estudio, se encontraban funcionando dos
compresores, uno de cada tipo, se procedió a realizar las mediciones utilizando
para ello un decibelímetro y midiendo en varios puntos para poder determinar el
nivel de presión sonora que es emitido cada uno de los compresores y por suma de
niveles es decir, suponiendo el funcionamiento de todos a la vez, determinar el
nivel que es emitido por todos, compararlo con la norma y poder llegar a
conclusiones sobre el tema.
Los resultados de la medición del nivel de presión sonora se muestran a
continuación, además se realizó un croquis para representar los puntos donde
fueron tomadas las mediciones.
Resultados del diagnostico de los niveles de Presión Sonora
En la tabla 1 se presentan los niveles de presión sonora que fueron tomados con el
instrumento y que se corresponde con los puntos que se muestran en el croquis.
Tabla 1. Niveles de Presión Sonora en cada uno de los puntos medidos.
Fuente: elaboración propia
Punto
Lugar
Valor 1
Ltotal
Ltotal
1
Compresor A
92
100,9
107,83
2
Compresor A
95
3
Compresor A
95
1
Compresor A
92
100,9
2
Compresor A
95
3
Compresor A
95
4
Compresor B
85
91
101,98
5
Compresor B
85
6
Compresor B
85
4
Compresor B
85
91
5
Compresor B
85
6
Compresor B
85
4
Compresor B
85
91
5
Compresor B
85
6
Compresor B
85
7
Delante Cerca
72
85,9
8
Delante Cerca
75
9
Delante Cerca
75
10
Delante Cerca
73
11
Delante Cerca
72
12
Delante Cerca
70
13
Dentro de las Casa
66
85,5
14
Dentro de las Casa
75
15
Dentro de las Casa
75
16
Dentro de las Casa
75
17
Dentro de las Casa
73
18
Dentro de las Casa
70
19
Dentro de las Casa
73
20
Detrás de la Casa
72
85,5
21
Detrás de la Casa
72
22
Detrás de la Casa
69
23
Detrás de la Casa
70
21
Detrás de la Casa
72
22
Detrás de la Casa
69
23
Detrás de la Casa
70
Análisis de cada uno de los valores obtenidos
En las tablas 2 (a y b) se muestran los resultados obtenidos, cuando funcionen
todos los compresores de la empresa en el mismo momento.
Tabla 2.a. Resultados obtenidos cuando funcionen todos los compresores A.
Fuente: elaboración propia
L1
L2
L1-L2
L (db
Ltotal (db)
= L1 + L
L1-
L2
L (db
Ltotal (db) =
L1 + L
95
92
3
1,8
96,8
1,2
2,9
100,9
95
95
0
3
98
Ltotal Compresor A = 100,9 dB(A)
Compresor
A
Asumiendo los 2 Compresores
Lt= L + 10 Log n
Lt= 100,9 + 10 Log 2
Lt = 107,83 dB
Tabla 2.b. Resultados obtenidos cuando funcionen todos los compresores B.
Fuente: elaboración propia
L1
L2
L1-L2
L
(db
Ltotal (db)
= L1 + L
L1-L2
L
(db
Ltotal (db) =
L1 + L
85
85
0
3
88
0
3
91
85
85
0
3
88
Ltotal Compresor B = 91 dB(A)
Compresor
B
Asumiendo los 3
compresores
Lt= L + 10 Log n
Lt= 91 + 10 Log
3
Lt = 101,98 dB
En esta investigación, también fueron analizados los valores de presión sonora que
llegan a las casas aledañas a esta empresa, y los valores que se encuentran cerca
de la cerca que dividen la empresa y las casas. Los valores obtenidos se muestran
en las tablas siguientes. Es importante señalar, que el impacto que esto tiene a
nivel social, con sus daños y consecuencias es un elemento de suma importancia.
Tabla 3. Análisis de los valores delante de la cerca.
Fuente: elaboración propia
L1
L2
L1-
L
Ltotal
L1-
L
Ltotal
L1-
L
Ltotal
L1-
L
Ltotal (db) =
L2
(db
(db) =
L1 +
L
L2
(db
(db) =
L1 +
L
L2
(db
(db) =
L1 + L
L2
(db
L1 + L
75
72
3
1,8
76,8
75
75
0
3
78
1,2
2,9
80,9
0,4
2,5
83,4
0,8
2,5
85,9
75
73
2
2,9
77,9
0,1
2,5
80,5
73
72
1
2,5
75,5
2,4
1,8
79,7
1,7
2,9
82,6
72
70
2
2,9
74,9
0,6
2,5
78
Valor del NPS delante de la cerca
Ltotal = 85,9 dB
Tabla 4. Análisis de los valores dentro de la casa
Fuente: elaboración propia
Análisis de los valores dentro de
la casa
L1
L2
L1-
L2
L
(db
Ltotal
(db) =
L1 +
L
L1-
L2
L
(db
Ltotal
(db) =
L1 + L
L1-
L2
L
(db
Ltotal
(db) =
L1 +
L
L1-
L2
L
(db
Ltotal (db) =
L1 + L
75
66
9
0,6
75,6
2,4
1,8
79,8
75
75
0
3
78
0,7
2,5
83
0,7
2,5
85,5
75
75
0
3
78
0,1
2,5
80,5
75
73
2
2,9
77,9
2,7
1,8
82,3
73
70
3
1,8
74,8
0
3
77,8
73
70
3
1,8
74,8
Valor del NPS
dentro de la
cerca
Ltotal 85,5 dB
Tabla 5. Análisis de los valores detrás de la casa
Fuente: elaboración propia
Análisis de los valores detrás
de la casa
L1
L2
L1-
L2
L
(db
Ltotal
(db) =
L1 +
L
L1-
L2
L
(db
Ltotal
(db) =
L1 +
L
L1-
L2
L
(db
Ltotal
(db) =
L1 + L
L1-
L2
L
(db
Ltotal
(db) =
L1 +
L
72
72
0
3
75
1,2
2,9
77,9
72
69
3
1,8
73,8
1,2
2,9
80,8
1,1
2,9
83,7
70
69
1
2,5
72,5
2,4
1,8
76,7
72
70
2
2,9
74,9
0
3
79,7
72
69
3
1,8
73,8
1,3
2,9
76,7
70
69
1
2,5
72,5
Valor del NPS detras de
la cerca
Ltotal 85,5 dB
La tabla 6 presenta los valores de niveles de presión sonora finales en cada una de
las áreas que fueron estudiadas.
Tabla 6. Valores de NPS en las áreas evaluadas.
Fuente: elaboración propia
Lugar de la evaluación
Valor Final
NPS
Compresor A (2)
107,83
Compresor B (3)
101,98
Delante Cerca
85,9
Dentro de las Casa
85,5
Detrás de la Casa
85,5
Análisis de los valores de NPS con los Niveles Máximo Admitidos en la NC
19-01
La norma cubana plantea que el nivel de presión sonora máximo admitido es de 85
decibeles (A), lo que es emitido por los compresores es superior a esto.
Es válido destacar que el valor medido en los puntos es solo con el funcionamiento
de los dos compresores, por lo que este valor es superior cuando se pongan en
funcionamiento todos los equipos.
Es por ello que se deben tomar medidas para que el ruido que es producido por
estos equipos no afecte a las personas que conviven en estas casas.
Recomendaciones para la eliminación del Ruido
A continuación se presenta la propuesta de solución que fue realizada a la
empresa del cítrico, con vistas a solucionar el problema que se provoca en la
población por los altos niveles de presión sonora y en la propia empresa, para sus
trabajadores.
1. Una de las recomendaciones para eliminar estos niveles de presión sonora es la
siembra delante de los compresores de árboles, los mismos deben tener las
siguientes características:
-Deben ser árboles grandes
-Deben tener la mayor cantidad de hojas posibles
-Beben estar lo más cercano uno del otro.
Estas características de los árboles van a permitir que los mismos actúen como
una gran muralla y va a atenuar en gran medida el nivel de presión sonora que es
emitido por los compresores.
2. Se recomienda construir una pared a una distancia de 2.5 m del lugar donde se
encuentran los compresores para permitir la salida el escape de aire que se
necesitan por los compresores. La pared debe tener una longitud de 28 m de largo
por 3 metros de alto. En su parte superior debe llevar una estructura en forma de
media luna, semicircular, cóncava (vista desde la parte de los compresores), de un
metro de radio. El material de construcción de este muro debe ser lo más sólida
posible.
3. Se recomienda sustituir el techo de zinc por otro material, ya que este provoca
más vibraciones provocando la existencia de más ruido.
2. Combinado de Productos Lácteos de Matanzas
El trabajo fue desarrollado en el Combinado de Productos Lácteos de la ciudad de
Matanzas, específicamente en el área de llenado de litros de leches, donde el
ambiente laboral es caracterizado por una alta exposición al ruido.
Aquí trabajan 8 obreros. El ambiente sonoro está determinado por varias fuentes
de ruido, como el producido por la máquina llenadora, el golpeo de los litros unos
contra otros a su paso por la estera transportadora, pero predominantemente existe
un equipo cuyo nivel de presión sonora es significativamente mayor que el resto de
los equipos: la bomba de vacío. Esta se encuentra ubicada a 0.10 m de una pared
que divide dicha área con un almacén, construida de bloques de 0.20 m, donde
habitualmente no laboran obreros. Dado estas condiciones es que se propone la
construcción de una cápsula, pero con la particularidad de que es necesario dejarle
aberturas para la circulación de aire y enfriamiento del motor. Estas aberturas
fueron construidas en la pared de bloque existente con celosias, de forma que el
ruido que escapara por ellas lo hiciera hacia el área donde no laboran los obreros y
permitiera el paso del aire. El resto de sus contornos estaría delimitado por las
paredes de la cápsula.
El encapsulamiento se realizó envolviendo la fuente de ruido completa. Su eficacia
estuvo dada en impedir la propagación del ruido a través del aire, quedando
encerrado dentro de la cápsula.
El grado de reducción viene definido por las características de los materiales de la
envoltura.
Las mediciones fueron realizadas con un sonómetro polaco “Sound Level Meter”,
marca Sonopan, con filtro externo que permite valorar el ruido por bandas octavas.
Las mediciones realizadas en el área de llenado se presentan en la tabla 7.
Tabla 7. Valores de NPS obtenidos en el área.
Fuente: elaboración propia
F(Hz)
63
125
250
500
1000
2000
4000
8000
NPS
(dB)
77
79
76
78
79
85
88
87.5
Según lo que muestran las mediciones, el nivel de ruido en la parte de llenado es
muy elevado, afectando directamente al personal que allí labora, especialmente en
las altas frecuencias a partir de 2000 Hz, siendo la de mayor interés para este
estudio, cuyo Nivel Máximo Admisible de ruido es de 78 dB.
A continuación se detallan los pasos seguidos para su proyecto:
1. Determinación de la atenuación que deberá lograr la cápsula.
doLrecomendaLexistenteLrequerido
Lrequerido: Nivel de ruido a reducir (dB).
Lexistente: Nivel de ruido que existe (dB).
L recomendado: Nivel de ruido permitido (dB).
2. Características de la cápsula
Está construida por dos paredes de ladrillos y dos puertas de zinc galvanizado
contrachapadas del tipo panel, separadas con una cámara de material inerte, que
en este caso se utilizó poli-espuma.
Datos necesarios para realizar los cálculos:
Menor frecuencia de interés = 2000 Hz
NPS para esta frecuencia = 78 dB
L recomendado = 78 dB, según la tabla de la norma cubana 19-01-05
Largo de la bomba de vacío, L = 0.84 m
Ancho de la bomba de vacío, A = 0.64 m
Alto de la bomba de vacío, H = 0.90 m
Pérdidas por trasmisión para las plantas de zinc contra chapadas, R = 0.52
Pérdidas por trasmisión para el ladrillo común de 0.12 m de espesor, R = 0.45
Espesor del ladrillo, E1 = 0.12 m
Espesor de la plancha de zinc, E2 = 0.03 m
Coeficiente de absorsión del ladrillo, α = 0.02 sabinos/m2
Coeficiente de absorsión de la plancha, α = 0.01 sabinos/m2
3. Determinación de las dimensiones de la cápsula.
Fmi
C
D
λ
λ
4
Donde:
C= velocidad del sonido, 343 m/s
Fmi= frecuencia mínima de interés, 2000 Hz
D= distancia entre la bomba de vacio y las paredes interiores de la cápsula, m
Sustituyendo se tiene que:
m1715.0
2000
343
λ
λ
Por tanto,
D = 0.1715/4
D = 0.0428 m
Dimensiones interiores de la cápsula.
Largo = L + 2D
Largo = 0.94 m
Ancho = A + D + 0.10*
Ancho = 0.79 m
*0.10: distancia de la cápsula a la pared, m.
Nota: se suma una sola vez el valor de D, pues la otra distancia está fija, que es lo
que media entre la bomba y la pared.
Altura = H+D
Altura = 0.95 m
Dimensiones exteriores de la cápsula
Largo = L + 2D+2E1
Largo = 1.18 m
Ancho = A + D + 0.10+E2
Ancho = 0.82 m
Altura = H+D+ E2
Altura = 0.98 m
El problema que se presentó es que la psula fue construida por dos materiales
diferentes que tienen distintos valores de R (pérdidas por trasmisión) y de alfa
(valores de la absorsión.) los cálculos fueron realizados con los valores del material
que tiene menor R (ladrillo) de forma que los valores obtenidos de ruido serán
menores que lo obtenidos teóricamente.
Cálculo de la atenuación que logrará
Ac
Sc
RLKlog10
Donde:
K
L
: atenuación esperada, dB.
Sc: superficie exterior de la cápsula.
Ac: superficie de absorsión sonora equivalente del área limitada por la cápsula.
Sc=2(Lc+Hc)+2(Ac+Hc)+(Lc+Ac)
Sc=4.88 m2
Ac=α *Sintc
Donde:
α : coeficiente de absorsión (del ladrillo 0.02 sab/m2)
Sintc: superficie interior de la cápsula, m2
Sintc = 4.029 m2
Por lo tanto,
Ac=0.08 sab
Sustituyendo, se tiene que:
K
L
= 27.2 dB
Con el valor obtenido de atenuación que logró la cápsula fue igual a 27,2 dB y solo
se necesitaba reducir 7 dB, concluimos que el diseño fue efectivo, es decir, que los
8 obreros que laboran en esa planta, los niveles de ruido que excedían los
normados, ahora se encuentran por debajo de los límites permitidos y por tanto no
están expuesto a las patologías que este riesgo impone.
3. Central Azucarero “Mario Muñoz”
En el central azucarero “Mario Muñoz” de la provincia de Matanzas, se ha realizado
un estudio de ruido, donde se ha obtenido que en la válvula de seguridad de una
de las calderas, existe riesgo de daño auditivo a partir de la frecuencia de 125 Hz.
El nivel de presión sonora existente es de 98 dB. La temperatura del fluido es de
179 0C y el diámetro de la válvula es de 0.1016 m. Se quiere diseñar un silenciador
para evitar cualquier daño en la salud de los trabajadores.
Solución:
Los datos que se me ofrecen en este problema son:
L = 98 dB
fm= 125 Hz
T0= 179 0C + 273 K = 452 K (la temperatura debe darse en K)
D = 0.1016 m
Paso 1. Evaluación del ruido.
En este caso, ya se ofrece en los datos, la frecuencia y el nivel de presión sonora
existente, para el cual el ruido comienza a ser perjudicial se muestra en los datos.
Teniendo en cuenta que el silenciador se construye para la frecuencia de menor
interés.
Paso 2. Determinar la velocidad del sonido.
t05.20c
Donde:
c: Velocidad del sonido, (m/s).
t: Temperatura del fluido, (K).
sm268.426c
45205.20c
t05.20c
Paso 3. Determinar la longitud de onda del sonido ( λ ).
f
c
Donde:
f: Mínima frecuencia de interés, (Hz).
m4.3
125
268.426
f
c
Paso 4. Determinar el número de onda.
2
K
Donde:
k: Cantidad de compresiones y depresiones de la onda.
 
m848.1K
4.3
1416.32
K
2
K
Paso 5. Determinar la longitud del silenciador (L).
 
m85.0L
848.12
1416.3
L
K2
L
Paso 6. Determinar la sección del silenciador (S2), (m2).
12 SmS
Donde:
S1: Sección del tubo por donde escapa el fluido, (m2).
m: Constante que se obtiene de la Figura 2.19, con las variables:
Ls: Diferencia entre el NPS real y el NPS normado para la mínima frecuencia
de interés.
k*L: número de onda (k) multiplicado por la longitud (L).
r: radio del silenciador (m).
En este caso los valores para obtener a m son:
5708.1LK
85.0848.1LK
dB6L
9298L
NPSNPSL RE
Por tanto, entrando en la tabla con esos valores, se obtiene que m = 4.
Paso 7. Determinar el diámetro del silenciador D (m).
Para determinar el diámetro del silenciador es necesario conocer el radio, así como
las secciones que forman al mismo.
 
m203.0D
1015.02D
r2D
 
m1015.0r
1416.30324.0r
Sr
2
2
2
2
2
2
12
m0324.0S
0081.04S
SmS
 
 
2
1
2
1
2
1
m0081.0S
1015.01416.3S
rS
Donde:
r: Radio del silenciador, (m).
Datos de los autores:
Sergio Echevarria Hernández
Ingeniero Industrial
(Sergio.echeverria@umcc.cu )
Años de experiencia: 28
Profesor asistente
DrC. Joaquín Aramís García Dihigo (joaquin.garcia@umcc.cu )
Ingeniero Industrial. Doctor en Ciencias Técnicas
Profesor Titular
Años de experiencia: 25
Dra. C. Grether Lucía Real Pérez
Profesora auxiliar
Ingeniera Industrial, Máster en Gestión de la Producción y los Servicios, Doctora en
Ciencias Técnicas
(gretherreal@gmail.com ógrether.real@umcc.cu )
Centro de trabajo: Profesores de la universidad de Matanzas “Camilo Cienfuegos”
Estos profesores forman parte del colectivo de Seguridad y Salud del Trabajo
de la Universidad de Matanzas. Han laborado durante más de 25 años de
experiencia en los temas relacionados con la protección e Higiene del
trabajo, aplicando un conjunto de metodologías para la evaluación y control
del ruido en el ámbito empresarial.

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García Rosales Mario Eugenio. (2012, abril 26). Aplicación de métodos para evaluar y controlar el ruido en la empresa. Recuperado de http://www.gestiopolis.com/aplicacion-de-metodos-para-evaluar-y-controlar-el-ruido-en-la-empresa/
García Rosales, Mario Eugenio. "Aplicación de métodos para evaluar y controlar el ruido en la empresa". GestioPolis. 26 abril 2012. Web. <http://www.gestiopolis.com/aplicacion-de-metodos-para-evaluar-y-controlar-el-ruido-en-la-empresa/>.
García Rosales, Mario Eugenio. "Aplicación de métodos para evaluar y controlar el ruido en la empresa". GestioPolis. abril 26, 2012. Consultado el 30 de Mayo de 2015. http://www.gestiopolis.com/aplicacion-de-metodos-para-evaluar-y-controlar-el-ruido-en-la-empresa/.
García Rosales, Mario Eugenio. Aplicación de métodos para evaluar y controlar el ruido en la empresa [en línea]. <http://www.gestiopolis.com/aplicacion-de-metodos-para-evaluar-y-controlar-el-ruido-en-la-empresa/> [Citado el 30 de Mayo de 2015].
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