Referencia

Introducción

Se ha observado en todo el mundo una preocupación general por alcanzar un estado en el que sea posible un desarrollo integral del ser humano y de todas sus actividades, siendo esto posible sólo si durante el proceso se observan cuidadosamente las necesidades del medio ambiente.

La evaluación y el control del impacto de la infraestructura carretera en el medio ambiente es relativamente reciente para los planificadores, constructores y operadores de las carreteras; sin embargo, la tendencia mundial apunta a la incorporación de estudios de impacto ambiental, con el objeto de identificar y valorar los impactos potenciales que futuras obras de este tipo generarán en el ambiente.

El ruido es un subproducto no deseado del modo de vida moderno, es una sensación auditiva molesta y una de las perturbaciones ambientales que de manera muy importante afectan al hombre (directamente a la calidad de vida), aunque éste en muchas ocasiones no es consciente de sus efectos, pues no suelen manifestarse de forma inmediata, lo hacen a largo plazo y no se percibe con claridad la relación causa–efecto.

La Organización Mundial de la Salud ha hecho, a lo largo del tiempo, numerosas investigaciones que tienen por objeto conocer los efectos que tiene el ruido (ya sea temporal o permanente) sobre los seres humanos, en función del tiempo de exposición y/o del nivel sonoro. Estos efectos pueden ser visibles en el trabajo, descanso, sueño, audición y comunicación, debido al impacto producido en las reacciones psicológicas y fisiológicas del ser humano.

En México, aún no se cuenta con estudios que permitan cuantificar los niveles de ruido que se generan por la operación del tránsito vehicular por las carreteras, con la finalidad de establecer la importancia de este impacto al medio ambiente; por ello, el objetivo del presente estudio es tratar de definir si dentro del Impacto Ambiental Generado por la Infraestructura Carretera los niveles sonoros producidos por la operación del transporte, son de tal magnitud que representan un problema y requiere normarse.

Para cumplir con el objetivo citado, se midió el ruido producido por el transporte en las principales carreteras del estado de Jalisco en un horario diurno. Las carreteras o tramos críticos fueron elegidos con base en sus volúmenes de tránsito, a la situación topográfica y a los posibles efectos sobre el usuario y la población circunvecina afectada. Todos los resultados se integraron en el documento citado.

Este artículo describe la problemática del ruido a nivel mundial y muestra algunos factores que influyen en la propagación del mismo, asimismo presenta algunas formas de medirlo. El método de medición usado en este estudio fue el directo, por las siguientes razones:

• En México no se han desarrollado métodos de previsión, debido a que no se ha estudiado el ruido generado por las carreteras.
• Se desconocen las características acústicas del entorno de las carreteras y la capacidad fonoaislante y fonoabsorbente de los materiales que la componen.
• Se desconoce la variación del ruido a lo largo del tiempo que se presenta en las carreteras.
• Desde el punto de vista económico y dada la naturaleza del presente estudio, es más barato hacer mediciones directas que diseñar un modelo de previsión que represente las condiciones sonoras de las carreteras.

Para la determinación del ruido generado por los vehículos que circulan por las carreteras, se utilizó un sonómetro de precisión marca Brüel & Kjaer modelo 2225 con un rango de medición de 20 a 140 dB(A), el cual cumple con los requisitos especificados por la Norma Mexicana NMX-AA-059-1978 “Sonómetros de Precisión”.

Para evitar interferencia por viento en la precisión de las mediciones, se usó una pantalla antiviento (windscreen), la cual consiste en una esfera de material sintético poroso que se coloca sobre el micrófono y que absorbe el silbido del viento.

Para una documentación más completa del estudio de campo, se llevó a cabo un registro fotográfico, así como una grabación en video del tránsito que circula por los puntos de medición.

Finalmente, se dan las conclusiones emanadas de la realización de este trabajo y se presentan algunos comentarios sobre los resultados del mismo.

Problemática del Ruido

En el ámbito mundial, cada vez son más los países industrializados y en vías de desarrollo que no sólo han identificado la amenaza que el ruido representa en el bienestar humano, sino en todo el medio ambiente. Las reglamentaciones y normas existentes a nivel internacional definen principalmente, la forma de determinar las propiedades acústicas de los materiales así como la metodología para medir los niveles sonoros producidos por los vehículos. Sin embargo, respecto a la emisión y control del ruido producido por el transporte carretero, no se cuenta con algo específico; existen numerosos puntos de vista tanto del lado de los métodos de evaluación, como de las reglamentaciones implicadas.

Estudios realizados en países europeos muestran que la energía sonora total emitida a la atmósfera tiene su fuente de origen en:

• Automóviles 80%
• Ferrocarriles 4%
• Industria 10%
• Varios (aeropuertos, construcción, entre otros) 6%

Desde el punto de vista del medio ambiente, el estudio y control del ruido tienen sentido en cuanto a su utilidad para alcanzar una cierta protección de la calidad del ambiente sonoro. Los sonidos son analizados para determinar los niveles en que se introduce en determinadas áreas y situaciones y conocer el grado de molestia sobre la población.

Existen situaciones en que las molestias son evidentes, ya que la exposición al ruido puede provocar daños físicos evaluables; sin embargo, en gran parte de los casos, el riesgo para la salud no es tan fácil de cuantificar, interviniendo factores sicológicos y sociales que suelen ser analizados desde un punto de vista estadístico.

La Organización Mundial de la Salud (OMS) reconoce que el ruido debe ser tratado como una amenaza al bienestar humano.

El ruido originado por los transportes en operación sobre una infraestructura, es cada vez más elevado. En la Figura 1 se muestra el porcentaje de personas expuestas a diferentes niveles de ruido en algunos países bajo tres niveles diferentes: <55 dB(A), entre 55 y 65 dB(A) y >65 dB(A), donde:

·        Leq diurno     Nivel de presión que habría sido producido por un ruido constante con la misma energía del ruido realmente percibido en un intervalo de tiempo diurno, usualmente de 6:00 a 22:00 hr.

·        Leq 24 horas            Nivel de presión que habría sido producido por un ruido constante con la misma energía del ruido realmente percibido durante un intervalo de 24 horas.

·        dB(A) dB significa decibelio y es la unidad de medición del ruido, la (A) representa el filtro de ponderación “A” que filtra el ruido de la misma manera que lo hace el oído humano.

En México se carece de un control estadístico del ruido generado por la operación del transporte en las carreteras, por lo cual no se sabe a ciencia cierta si el ruido es o no un problema.

Figura 1. Porcentaje de población expuesta al ruido

El ruido producido por la operación del transporte en las carreteras es un fenómeno complejo, esencialmente en razón de los efectos sensoriales que produce sobre los seres humanos, lo que explica la relatividad de ciertos componentes, así como el hecho de la dificultad de medirlo físicamente. Su intensidad varía con la distancia que separa la fuente del receptor y el contexto ambiental en el cual se propaga.

La propagación del sonido depende de la interacción entre tres factores:

• Los vehículos: tipo, número y velocidad.
• La estructura de la carretera: su concepción o diseño, construcción y materiales.
• El medio próximo al sistema carretera-entorno, sus componentes y receptores, las características de los edificios y el número de habitantes.

Ciertos factores ejercen influencia en la propagación del ruido; como los siguientes:

·        La distancia

·        La absorción del aire

·        La influencia de la temperatura y viento

·        Efecto de suelo y la topografía

·        Efecto de obstáculos (vegetación, barreras)

Formas de Medición

El ruido producido por el desplazamiento de los vehículos en la carretera se mide en decibeles “A”, que es la unidad usada para medir un sonido y el tamaño o amplitud de las fluctuaciones de presión. Puesto que un sonido con intensidad inferior al umbral auditivo (l_o = 10^-16 W/cm² ) no es perceptible, la intensidad se mide con respecto a este valor y no con respecto a cero. No se mide el valor de la intensidad absoluta de un sonido (l), sino cuantas veces éste es más grande que el umbral auditivo (l/l_o).

El decibel no es una unidad absoluta de medición, es una relación entre la cantidad medida y un nivel de referencia acordado, la escala dB es logarítmica y emplea el umbral mínimo de audición de 20 mPa como nivel de referencia (que es el sonido más débil que un oído humano sano puede detectar), esto es definido como 0 dB.

Como se mencionó anteriormente el oído humano capta sonidos entre 16 y 20,000 Hertz, para tomar en cuenta este fenómeno se utilizan escalas de compensación. Existen cuatro escalas de compensación: A, B, C y D, como las mostradas en la Figura 2. Se recomienda el empleo de la escala A para niveles de ruido por debajo de los 40 fones, el de la B entre 40 y 70, el de la C por encima de los 70 fones y el de la D para valores muy grandes.

Debido a que el oído humano no es tan sensible a las frecuencias bajas como a las altas, actualmente solo se emplea la escala de compensación A. Los valores así obtenidos se denominan decibeles valuados en el sistema A y se simbolizan mediante dB(A). La “A” significa que el nivel de ruido es recogido por un micrófono que lo filtra y ajusta de la misma manera que el oído humano filtra y ajusta el sonido que recibe. Es importante anotar que esta elección está totalmente justificada para las medias y altas frecuencias.

Para evaluar el daño potencial auditivo se debe medir el nivel sonoro y tomar en cuenta la duración de éste para determinar la cantidad de energía recibida. Para niveles sonoros constantes esto se efectúa en forma directa; en cambio, para niveles variables de ruido debe medirse en varias ocasiones y calcular el nivel sonoro continuo equivalente (NSCE o L_eq) que representa la exposición a un sonido con la misma cantidad de energía emitida (Figura 3).

Los ruidos generados por los vehículos en operación son fluctuantes; por tanto, para evaluar el nivel de molestia asociado a estos se utiliza el “L_eq”.

Existe L_eq para un minuto, una hora, un día, etc. Normalmente se utiliza el filtro de ponderación “A”, de manera que se escribe L_Aeq. El número entre paréntesis que sigue al L_Aeq indica el período durante el cual el nivel de sonido equivalente ha sido medido. Su formulación matemática es:

Figura 2. Escalas de compensación

Figura 3. Las fluctuaciones del ruido producen un ruido equivalente o L_eq

Donde:

L_Aeq     Media de la energía sonora ponderada

T         Tiempo de duración de la medición

P         Presión sonora instantánea en Pascales

Po       Presión de referencia 2*10^-5 Pascales

dt        diferencial de tiempo

Algunas de las ventajas que ofrece el uso de este parámetro son:

• Una comprensión sencilla.
• Permite establecer comparaciones y agregar niveles procedentes de distintas fuentes.
• Es el índice más utilizado en las evaluaciones de Impacto Ambiental.
• Permite considerar diferentes períodos de tiempo para la evaluación del impacto.
• Permite comparar los niveles originados por una determinada fuente con los niveles de fondo ambientales.
• Se puede obtener directamente de los instrumentos de medición.

 También se utilizan como indicadores del ruido los de la serie estadística (niveles percentiles).

La variación del ruido durante un cierto periodo puede registrarse y descomponerse, el periodo de medida es en intervalos constantes para cada uno de los cuales se obtienen sus niveles de presión sonora, definiéndose los siguientes indicadores:

• L₁ nivel alcanzado o sobrepasado durante el 1% del tiempo en el período considerado, es un valor muy cercano al ruido máximo.
• L₁₀ nivel de ruido sobrepasado durante el 10% del tiempo considerado.
• L₅₀ nivel de ruido sobrepasado durante el 50% del tiempo, es la mediana estadística.
• L₉₀ nivel de ruido sobrepasado durante el 90% del tiempo considerado, a veces suele tomarse este valor como el ruido de fondo.
• L_N nivel alcanzado o sobrepasado durante el N% del tiempo.

Otros indicadores del ruido pueden ser:

• Lmáx que indica el nivel de ruido máximo producido durante un periodo de tiempo.
• Lmin que indica el nivel de ruido mínimo producido durante un periodo de tiempo.

Resultados del estudio

Para poder evaluar el ruido generado por la operación del transporte en las carreteras en estudio, es necesario la obtención de ciertos índices a partir de los datos obtenidos en el estudio de campo, los cuales se comparan contra el valor límite de ruido especificado para ciertas condiciones de la carretera por la normativa de cada país u organización:

·        En el caso de México, se puede utilizar el valor de 68 dB(A) si se supone a las carreteras como una fuente de emisión de ruido fija, según el “Reglamento para la Protección del Ambiente contra la Contaminación Originada por la Emisión del Ruido”.

·        Para el caso de la OMS, se tomó un nivel de ruido límite de 75 dB(A) por un periodo de exposición de 8 horas estimado para un ambiente laboral.

·        Para la OCDE se tomó un nivel de ruido límite Leq para un periodo diurno en una carretera existente de 60 a 70 dB(A).

·        Para la CCE y DGXI, se tomó un nivel de ruido límite Leq para un periodo diurno en una carretera existente de 65 a 70 dB(A).

·        Para la Normatividad Japonesa, se tomó un nivel de ruido límite estadístico L50 para un periodo diurno en una zona de servicios públicos cerca de una carretera de dos o más carriles de 65 dB(A).

·        Para la Normatividad Finlandesa, se tomó un nivel de ruido límite Leq para un periodo diurno en un área existente de tipo residencial, con servicios públicos y recreativos de 55 dB(A).

·        Para la Normatividad Francesa, se tomó un nivel de ruido límite Leq para un periodo diurno, en una zona de locales de oficina con un ambiente sonoro moderado de 65 dB(A).

·        En el caso de la Normatividad de Estados Unidos, se tomó un nivel de ruido límite Leq de 72 dB(A) y un límite estadístico L10 de 75 dB(A), de la hora más ruidosa, para una zona en la que las urbanizaciones no tengan como fin el descanso, recreación o estudio de personas.

·        En la Normatividad Española se tomó un nivel de ruido límite para un periodo diurno en una zona comercial e industrial de 65 dB(A).

·        En la Normatividad Chilena, se tomó un nivel de ruido límite para un periodo diurno en una zona cuyo uso de suelo de acuerdo al plan maestro sea industrial, con industria inofensiva y/o molesta de 70 dB(A).

·        En la normatividad de la República Dominicana, se tomó el límite de molestia moderada en el periodo diurno de 65 dB(A).

Como se puede observar, existen 4 índices para la evaluación de los resultados obtenidos en el estudio de campo contra la normativa Mexicana e Internacional, éstos son: Leq (8 h), Leq (hora más ruidosa), L10 (hora más ruidosa) y L50 (8 h); la evaluación de los resultados queda resumida en la Tabla 1.

Como se puede apreciar en la Tabla 1, el límite sonoro utilizado para México, de 68 dB(A), se rebasó en todos los puntos de medición, en el más favorable y desfavorable de los casos en 2.2 y 8.6 dB(A), respectivamente.

Las variaciones más significativas se presentan respecto a la normatividad Finlandesa [55 dB(A)], donde las diferencias oscilan entre 15.2 y 21.6 dB(A) para los casos más favorable y desfavorable, respectivamente.

En el caso de la normatividad de Estados Unidos, que utiliza como primer índice de referencia el Leq para el periodo de la hora más ruidosa [72 dB(A)], se rebasó en todos los puntos de medición en el más favorable y desfavorable de los casos por 4.0 y 7.0 dB(A), respectivamente.

Conclusiones

El ruido debe ser considerado como un importante contaminante en el medio ambiente, que necesita muy poca energía para poder ser emitido. No es sencillo medirlo o cuantificarlo y sus efectos sobre los seres humanos pueden ser acumulativos y de carácter fisiológico y psicológico. La exposición a niveles de ruido intenso durante un periodo de tiempo prolongado da lugar a pérdidas en la audición, que en un principio son recuperables cuando el ruido cesa, pero con el tiempo pueden ser irreversibles convirtiéndose en sordera.

El ruido puede dificultar o imposibilitar la comunicación con otro ser humano y producir dolor cuando éste alcanza los 110 dB(A). Niveles de ruido superiores a 45 dB(A) pueden perturbar el sueño nocturno, ya sea haciendo que el individuo pase a una etapa de sueño menos profunda o haciendo que despierte.

La persistencia de situaciones ruidosas en cierto ambiente, puede llevar a situaciones de peligro más allá de las consecuencias inmediatas en el individuo, como sería el caso de trabajadores o usuarios del transporte que no pudieran escuchar llamadas de advertencia o peligro.

En niveles de ruido entre 95 y 105 dB(A), se producen efectos nocivos en la irrigación sanguínea cerebral, alteraciones en el proceso digestivo, aumento en la tensión muscular y presión arterial, dilatación de pupila, alteración de la visión nocturna, además de estrechamiento del campo visual.

Para el caso específico del transporte carretero, pudieran presentarse alteraciones como el estrés, fatiga o situaciones que propiciaran algún accidente. Para el caso de población afectada en áreas circunvecinas, las afectaciones o molestias van de ligeras a significativas, dependiendo de los niveles de ruido generado tanto en el periodo diurno como en el nocturno.

En el estudio de campo, se usó la medición directa del ruido, debido a que en México no ha sido estudiado el ruido producido por la operación del transporte en las carreteras. Además, para poder hacer uso de modelos a escala o de predicción computacional se requiere conocer las características acústicas y la distribución del ruido; independientemente que resulta ser económicamente la más barata.

De los datos obtenidos y procesados en este estudio, la lectura Leq(60 seg) más alta se registró en la carretera Guadalajara - Tepic en el Km 22+000 rumbo a Tepic con 90 dB(A), mientras que la lectura más baja fue en la carretera Guadalajara - Zacatecas en el Km 15+000 rumbo a Zacatecas con 50 dB(A), respectivamente. Vale la pena señalar que ambas cantidades corresponden a los valores extremos de la escala utilizada, por lo que los valores reales pueden ser menores o mayores.

Las horas, más temprana y más tardía, de mayor ruido se registraron en las carreteras Guadalajara - Tepic de las 09:14 a 10:12 horas y en la Guadalajara - Zacatecas de las 15:14 a las 16:12 horas.

El punto de mayor nivel de ruido se presentó en la carretera Guadalajara - Zapotlanejo Km 20+200 rumbo a Guadalajara, con un Leq (8 h) de 76.6 dB(A). En este mismo lugar se realizaron mediciones nocturnas, registrándose un Leq (3h)= 69.5 dB(A), un Lmáx de 85.0 dB(A) y un Lmín de 57.5 dB(A), por lo que se puede apreciar que los niveles de ruido generados en este tramo de la carretera durante el periodo nocturno, son elevados y puede ser conveniente realizar mediciones de 8 horas continuas.

El punto de medición con el mayor rango de oscilación de lecturas de ruido, es el ubicado en la carretera Guadalajara - Zacatecas en el Km 15+000 rumbo a Zacatecas con lecturas mínima y máxima de 50.0 y 89.5 dB(A) respectivamente, lo que hace un diferencial de 39.5 dB(A).

El punto de medición con el menor rango de oscilación de lecturas de ruido, es el ubicado en la carretera Guadalajara - Chapala en el Km 12+800 rumbo a Chapala con lecturas mínima y máxima de 71.5 y 83.5 dB(A) respectivamente, lo que hace un diferencial de 12 dB(A).

La velocidad de proyecto en los puntos de medición del ruido oscila entre los 80 y 110 Km/h. El porcentaje de automóviles en la composición vehícular fue del 71.0% al 84.5%, los autobuses del 2.6% al 9.0% y los camiones del 11.5% al 20.0%.

Debido a que la velocidad real a la que circulan los vehículos por los puntos de medición es superior a los 80 km/h, el ruido predominante es el generado por el contacto entre las llantas y el pavimento para automóviles y a una combinación de motor y escape en los vehículos de carga.

De acuerdo a los límites establecidos por la OMS, el que los niveles de ruido producidos en las carreteras sobrepasen los 75 dB(A) hacen comparable el ambiente sonoro en algunas carreteras con el de una fábrica. La normatividad Finlandesa especifica un nivel de ruido máximo permitido de 55 dB(A) usando el Leq como índice de referencia para un periodo de 8 horas, es la más estricta de todas, seguida por el rango de ruido permisible manejado por la OCDE (60 – 70). La normatividad Española, que especifica un nivel de ruido máximo permitido de 75 dB(A) usando como índice de referencia el Leq para un periodo de 8 horas, es la menos rigurosa de todas las normativas y por lo tanto, hace su cumplimiento más fácil.

Los únicos puntos de medición del ruido que cumplen con lo establecido por la normatividad de la OMS para fábricas son las carreteras Guadalajara – Zacatecas con 70.2 dB(A) y Lagos de Moreno – Guadalajara con 74.8 dB(A), cuyos TDPA son de 3,225 y 14,885, respectivamente. Hay que reconocer que esta normatividad no es específica de carreteras, por lo que si se aceptan aquéllas que sí lo son, ninguna de las 6 carreteras estudiadas cumple.

Es importante hacer notar que existen varias opciones para mitigar los niveles de ruido obtenidos y que son producidos por la operación del transporte en las carreteras en estudio, entre las más frecuentes están las siguientes:

a)     Un mejor control del tránsito, haciendo más eficiente la operación, para evitar concentraciones de vehículos que generan ruido excesivo, como los nuevos Sistemas Inteligentes de Transporte.

b)     Control del uso de suelo, con una mejor planeación, para crear áreas de amortiguamiento entre carretera y zonas habitacionales, escuelas, hospitales, etc.

c)      Nuevas superficies de rodamiento; por ejemplo, pavimentos de textura abierta, que absorben el ruido producido entre la llanta y el pavimento, al contener mayor número de huecos.

d)     Creación de zonas de amortiguamiento, ubicando el cuerpo de la carretera a un nivel inferior al del terreno natural, para que el ruido se disipe hacia arriba y no horizontalmente.

e)     Plantación de vegetación ad-hoc que absorba el sonido, con lo que se puede reducir hasta 10 dB(A).

f)        Construcción de barreras amortiguadoras in-situ, de diversos materiales acústicos, que pueden reducir hasta 15 dB(A).

Instalación de aislamiento dentro de los edificios circunvecinos a la carretera como la colocación de dobles ventanas y materiales en muros.

En virtud de los resultados obtenidos en este estudio de investigación, se concluye que vale la pena seguir analizando el ruido como contaminación ambiental importante, que se genera en las carreteras debido a la operación del transporte, pues es un fenómeno que afecta al ser humano directa e indirectamente. De esa manera, se podrán establecer los niveles de ruido permisible que se generen en los distintos tipos de carreteras para los tránsitos que actualmente circulan y con ello, se podría conocer la magnitud completa del problema, analizando y proponiendo medidas de mitigación acordes a la necesidades de cada sitio en particular.

Adicionalmente, se podrán hacer las previsiones correspondientes, para este rubro específico, en la construcción de nueva infraestructura carretera o modernización de la existente.

Finalmente, con base en esta segunda experiencia en el Estado de Jalisco (Querétaro fue la primera), se recomienda continuar el estudio en etapas inmediatas para otras regiones con problemática similar, como pueden ser los estados de Veracruz, México, Nuevo León, etc., de esa manera se podrá contar con un espectro y comportamiento más completo y tomar valores que puedan llegar a convertirse en Norma Interna para el sector Comunicaciones y Transportes y, más adelante, en Norma Oficial para el caso del Impacto Ambiental generado por la operación del transporte en carreteras.

Sergio A. DAMIÁN HERNÁNDEZ
Miguel A. FLORES PUENTE
Mayra FLORES FLORES
Rodolfo TÉLLEZ GUTIÉRREZ
Síntesis de la Publicación Técnica No. 187, “Estudio del ruido generado por la operación del transporte carretero. Caso II, Jalisco”, elaborada por los mismos autores, investigadores del Instituto Mexicano del Transporte. La edición del presente artículo fue elaborada por
José Antonio ARROYO OSORNO
y Bernardo LASTRA FALLAS
investigadores de la misma institución.