El Monitoreo del ruido implica el control del sonido a largo plazo sin necesidad de interacción humana. Hay dos tipos principales de control del sonido: el control del lugar de trabajo y el control del ruido ambiental, cada uno de los cuales depende de la ubicación de la fuente de sonido. El monitoreo del ruido ambiental es uno de los tipos más comunes de vigilancia del medio ambiente y se lleva a cabo con mayor frecuencia mediante un sistema de monitoreo.
En 2022, el Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) ha concedido la homologación del primer sonómetro de clase 1 del mundo con micrófono MEMS al monitor de ruido SV 307A. Se trata de un importante punto de inflexión en la historia de los micrófonos MEMS en la monitorización del sonido ambiental.
En 2014, después de que el dosímetro de ruido SV 104 fuera homologado por el BEV austriaco (Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen) como el primer sonómetro de clase 2 con micrófono MEMS, el mercado de los monitores de ruido en el lugar de trabajo se revolucionó.
El sistema de monitoreo, tal como se describe en la norma ISO 1996-2, comprende un monitor de ruido y un centro de recogida de datos, así como todo el hardware y el software utilizados para el monitoreo del ruido ambiental.
El término Monitor de Ruido también llamado «Terminal de Monitoreo de Ruido» (NMT) se refiere a la instrumentación utilizada para el monitoreo continuo automatizado del sonido que monitorea los niveles de presión sonora ponderados A, sus espectros, y todas las cantidades meteorológicas relevantes como la velocidad del viento, la dirección del viento, la lluvia, la humedad, la estabilidad atmosférica (ref. ISO 1996-2:2017).
Los monitores de ruido de clase 1 son lo mismo que los sonómetros de clase 1 cuando se trata de cumplir los criterios de rendimiento de la norma IEC 61672. Dado que no existe una normalización específica para los monitores de ruido, las dos normas que se utilizan para construir monitores de ruido son la IEC 61672-1 sobre la capacidad del instrumento para medir los niveles sonoros y la ISO 1996-2 para las aplicaciones de monitorización.
Los criterios esenciales de funcionamiento de los monitores de ruido definidos por la norma IEC 61672-1 son los siguientes: rango de funcionamiento lineal, respuesta direccional, respuesta en frecuencia y rango de funcionamiento en temperatura.
Hay más requisitos asociados a la aplicación de medición, como la estabilidad a largo plazo, la solidez ambiental, la alimentación y la comunicación. La norma ISO 1996-2 contiene criterios adicionales, como el GPS, el análisis de frecuencias y la supervisión de las condiciones meteorológicas (viento, lluvia, temperatura y humedad), que no se abordan en este artículo.
El objetivo de un monitor de ruido es proporcionar datos sobre el nivel de ruido en un lugar para poder compararlo con los límites de ruido establecidos.
Un monitor de ruido puede utilizarse para evaluar la calidad de varios tipos de ruido. Los monitores de ruido cumplen las normas ISO 1996-2 y están destinados a medir las siguientes fuentes principales de ruido ambiental: el tráfico vehicular, el tráfico ferroviario, el tráfico aéreo y las plantas industriales.
Los equipos de monitorización del ruido ambiental deben cumplir los requisitos asociados a la aplicación de medición, incluida la estabilidad a largo plazo, la solidez ambiental, la alimentación y la comunicación. La norma ISO 1996-2 contiene criterios adicionales, como el GPS, el análisis de frecuencias y la supervisión de las condiciones meteorológicas (viento, lluvia, temperatura y humedad).
Los dosímetros de ruido, sonómetros o monitores de ruido se utilizan para medir el ruido en diferentes áreas. El muestreo de los niveles de ruido (breves) o la monitorización (largo) se realiza en función del tiempo de las mediciones. Para controlar los niveles de ruido en el entorno, el monitor de ruido debe instalarse en el lugar de medición siguiendo los procedimientos de la ISO. La importancia de la selección del lugar de medición se destaca en la norma ISO 1996-2: 2017, que establece que los lugares para los micrófonos de medición se elegirán para minimizar el efecto del sonido residual de las fuentes sonoras pertinentes.
Siguiendo la norma ISO 1996-2, la monitorización ambiental se realiza con monitores de ruido colocados a una altura de 4 m de forma que se minimice la influencia del sonido residual de fuentes sonoras no relevantes.
La monitorización del ruido se realiza normalmente al aire libre durante un periodo prolongado. La monitorización desatendida significa que el monitor de ruido está registrando continuamente el ruido sin requerir atención humana.
La monitorización del ruido en línea es cada vez más importante a medida que nos esforzamos por crear ciudades más sostenibles y proteger la salud y el bienestar de las personas que viven en zonas urbanas. Los datos sobre el ruido se envían a un centro de recogida de datos con el uso de la comunicación a distancia. Sitios web como SvanNET proporcionan acceso a la monitorización del ruido en línea.
De acuerdo con la norma ISO 9612, el micrófono se sujeta a los hombros del trabajador con un pequeño sonómetro llamado dosímetro de ruido, que se coloca a unos 10 cm del oído. Este tipo de control de la exposición al ruido se conoce como dosimetría del ruido.
El monitoreo del ruido debe ocurrir siempre que exista el riesgo de sobrepasar los límites de los niveles de ruido. Como resultado de los estudios sobre las conexiones entre el ruido y la salud, así como de los procedimientos de elaboración de políticas en varios países, los gobiernos han establecido valores límite nacionales y reglamentos para el ruido ambiental.
Dependiendo de la normativa local, los límites de dB permitidos para el ruido ambiental pueden variar. Normalmente, para el día, el límite de dB permitido es de 65 dBA, y para los niveles de ruido nocturnos, es de 55 dBA.
El control de la calidad del ruido es el proceso de control continuo de los niveles de ruido en un entorno para garantizar que se mantienen dentro de los límites aceptables. Dependiendo de la aplicación, el control de la calidad del ruido puede llevarse a cabo de diversas maneras. Los sonómetros y los dosímetros de ruido se utilizan a menudo para la vigilancia de la calidad del ruido en los lugares de trabajo. Los monitores de ruido se utilizan para realizar mediciones ambientales.
La aparición de los micrófonos MEMS de nueva generación en 2019 permitió su utilización en la monitorización ambiental. Desde 2013, los micrófonos MEMS se han utilizado en la dosimetría del ruido. Hasta hace poco, los dosímetros de ruido con micrófonos MEMS tenían un rango de medición lineal de 55 dBA RMS ÷ 140,1 dBA Peak, que era insuficiente para la monitorización ambiental.
Los micrófonos MEMS reducen el costo del sistema de monitorización sin sacrificar el rendimiento. El uso de micrófonos MEMS tiene un efecto muy similar al de los micrófonos de condensador clásicos en lo que respecta a los sistemas de monitorización. Como resultado, el uso de micrófonos MEMS garantiza que parámetros como el rango de funcionamiento lineal, la respuesta en frecuencia y el rango de funcionamiento en temperatura se ajustan a la norma IEC 61672-1.
La aparición de los micrófonos MEMS ha roto la barrera del precio, reduciendo por término medio a la mitad el precio de los terminales de monitorización de ruido. Además del ahorro de costes de los NMT, los precios de los servicios de reparación también han bajado. Los micrófonos MEMS son inmunes a las interferencias de radiofrecuencia (RFI) y electromagnéticas (EMI), así como a la resistencia ambiental. Las aplicaciones de monitorización acústica a largo plazo en los duros inviernos bajo cero y los calurosos y húmedos veranos requieren esta resistencia a las cambiantes condiciones ambientales, lo que resulta especialmente crucial.
Los micrófonos MEMS (sistema mecánico microeléctrico) constan de tres partes principales: MEMS, ASIC y paquete. El micrófono MEMS y el ASIC se empaquetan juntos en una cavidad que está rodeada por un sustrato y una tapa. Una entrada de sonido (puerto acústico) está presente en el sustrato o en la tapa y, la mayoría de las veces, se coloca directamente en la cavidad MEMS.
El sensor MEMS es un condensador de silicio formado por dos superficies aisladas eléctricamente. Una de las superficies, denominada placa posterior, es fija y está cubierta por un electrodo. La otra superficie, llamada diafragma, es móvil y tiene muchos agujeros, es decir, agujeros acústicos.
La otra es móvil y se llama membrana o diafragma. Una onda sonora que pase por los agujeros acústicos de la placa posterior pondrá en movimiento el diafragma, creando un cambio de capacitancia entre las dos superficies correspondientes. El circuito integrado de aplicación (ASIC) lo convierte en una señal eléctrica.
El ASIC ofrece una salida analógica o digital, según el tipo de micrófono. En el caso de los micrófonos MEMS analógicos, la señal de salida eléctrica del ASIC se envía a un preamplificador externo, que también se encarga de convertir la salida en una señal que pueda utilizarse como entrada de una cadena acústica.
En el caso de los micrófonos MEMS digitales, la salida del ASIC se envía a un convertidor analógico-digital (ADC) interno para proporcionar una señal digital, ya sea en formato PDM modulado por densidad de impulsos (flujo de datos de alta frecuencia de muestreo de 1 bit) o en formato I2S (igual que el micrófono PDM pero que incluye un filtro de decimación y un puerto serie para producir una frecuencia de muestreo de audio estándar).
La clase de micrófono y la clase de sonómetro se confunden a menudo entre sí. Aunque el micrófono es una pieza extraíble (para permitir la inserción directa de señales eléctricas de prueba), la norma IEC 61672-1 no especifica los requisitos para un micrófono por separado. Los requisitos de rendimiento de la clase IEC 61672-1 se aplican a un sonómetro con micrófono en su conjunto.
En lo sucesivo, se considerará que un monitor de ruido satisface la norma IEC 61672-1 como dispositivo completo, y como sonómetro con micrófono.
El rendimiento de los monitores de ruido basados en MEMS y los micrófonos de condensador clásicos es bastante comparable.
Por ello, el uso de micrófonos MEMS en los monitores de ruido garantiza que parámetros como el rango de funcionamiento lineal, la respuesta en frecuencia, la respuesta direccional y el rango de funcionamiento en temperatura se ajusten a la norma IEC 61672-1.
El futuro de la monitorización del ruido está cambiando rápidamente, ya que están surgiendo nuevas tecnologías que permiten medir y analizar los niveles de ruido con mayor precisión y eficacia. Por ejemplo, los recientes avances en la tecnología de sensores han permitido la creación de monitores de sonido que no sólo pueden detectar el ruido ambiental, sino también realizar un seguimiento de los datos en tiempo real y proporcionar un análisis detallado de las tendencias del ruido a lo largo del tiempo. Además, se están utilizando algoritmos de aprendizaje automático para desarrollar modelos de predicción de ruido más sofisticados que pueden ayudar a identificar posibles fuentes de contaminación acústica y recomendar estrategias de mitigación. En última instancia, estos y otros avances en la tecnología de monitorización del sonido ayudarán a crear un mundo más sostenible y habitable para todos.
Debido a su bajo coste de diseño y a sus muy buenas prestaciones, los sistemas NMT basados en micrófonos MEMS son la única opción correcta para la monitorización del ruido multipunto en el futuro.
Un consultor autorizado de SVANTEK le ayudará con los detalles como los accesorios necesarios para su tarea de monitoreo de ruido.
