Referencia

Introducción

En el año 2000, el Instituto Mexicano del Transporte, IMT inició una línea de investigación respecto a la evaluación del ruido en algunas de las carreteras más importantes de la República Mexicana, con objeto de cuantificar los niveles de ruido, y proponer criterios de regulación del mismo.y en el 2005 se repitió el estudio en los mismos cinco puntos de medición, para conocer la evolución que ha tenido en cinco años.

Objetivos

• Realizar un estudio de campo en las principales carreteras de Querétaro, para obtener datos cuantitativos de los niveles de ruido.
• Comparar los datos obtenidos en la investigación del 2000 con los del presente estudio.
• Contribuir a la formación de indicadores ambientales en materia de ruido carretero, para integrarlos en el estudio de los índices de sustentabilidad de la entidad.
• Dar seguimiento y complementar la línea de investigación de ruido carretero, para reforzar y sustentar la necesidad de una normativa nacional propuesta por el IMT.

La contaminación acústica generada por el tráfico vehicular

Los vehículos son las principales fuentes de ruido con mayor trascendencia en las urbes. Aproximadamente, el 80% del ruido que se genera en las ciudades, es responsabilidad del tránsito vehicular.

Medición del ruido

La unidad de medición física es la presión del sonido en Pascales (Pa). El sonido perceptible cubre un amplio intervalo de intensidades, desde 0.00002 Pa en el umbral auditivo, hasta 20 Pa en el umbral del dolor. La presión real del sonido se divide entre la del umbral auditivo, seguida de una transformación logarítmica. Esta unidad denominada, Bell (B), se divide en submúltiplos conocidos como decibeles (dB), que es la forma más común de describir el nivel de un sonido.

Formas de medición

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 µPa como nivel de referencia; esto es definido como 0 dB. 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. El indicador más comúnmente utilizado es el “Leq”, el cual representa la media de la energía sonora percibida por un individuo en un intervalo de tiempo. Existe Leq para un minuto, una hora, un día, etc,

La variación del ruido durante un cierto período puede registrarse, y descomponerse el período de medida en intervalos constantes:

L₁ nivel alcanzado o sobrepasado durante el 1% del tiempo considerado

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

Se retomaron los mismos puntos de medición del estudio piloto de ruido realizado en 2000, con el propósito elaborar una comparación con el 2005.

Estudio en campo

Se tomaron lecturas cada 60 s para medir el ruido generado por la operación de transporte en las principales carreteras federales en la entidad, en un horario de las 09:00 am a las 15:00 pm, en un lapso de 6 h de duración, registrando los datos cada minuto.

Instrumento de medición

Para determinar el ruido generado por los vehículos que circulan por las principales carreteras del estado de Querétaro, se utilizó un sonómetro de precisión marca Brüel & Kjaer modelo 2238, con un rango de medición de 20 a 100 dB(A), el cual cumple con los requisitos especificados por la norma mexicana NMX-AA-059-1978 “Sonómetros de Precisión”.El sonómetro fue colocado sobre un tripié estándar a una distancia de 7,5 m del hombro de la carretera, y a una altura de 1,5 m con respecto al eje de la misma como se muestra en la figura 3.

Figura 3

Ubicación del sonómetro en el estudio de campo

Resultados

En la tabla 1 se presentan los datos del ruido registrado en los cinco sitios, correspondientes a 2000 - 2005, así como sus diferencias y los promedios para cada Leq. En ella se aprecia que el ruido creció en cada uno de los sitios; el incremento más bajo fue de 0,2db, correspondiente al Leq(50), registrado en la carretera de Querétaro a San Luís Potosí, km 12+800; y el crecimiento más alto fue de 9,08db en la carretera de México a Querétaro, km 208+200.

Tabla 1

Niveles de ruido registrados

En la tabla 1 se aprecia también que en la carretera México-Querétaro se registró el ruido más alto, tanto en el km 193+050, donde el pavimento es de concreto hidráulico, con un Leq promedio de 88,31db y un máximo de Leq(10)=89,36db; como en el km 208+200, donde el pavimento es de asfalto, con promedio de 85,34db y un máximo de Leq(10)=86,08db. Además se observa que las Leq(10) son las que tuvieron los mayores crecimientos del 2000 al 2005 en los cinco puntos, con un incremento promedio de 7,45db, para dar un promedio global de 84,40db y un incremento de 1,49db por año.

Asimismo, el menor crecimiento global promedio en las cinco estaciones, del año 2000 al 2005, fue 82,77-80,26=2,51db en Leq(h), lo cual da un incremento de 0,5db por año; es decir, en promedio el ruido, ya de por sí excesivo en el 2000, creció entre 2,51 y 7,45db en cinco años, y 0,9db por año, en promedio global.

Por otra parte, en los dos puntos de la carretera México-Querétaro subió el promedio de los cuatro Leq en 6,89 y 6,91db; es decir 1.37db por año, con un máximo de 1,77db anual en Leq(10); el mayor incremento fue de 9,08db en Leq(10), o sea, 1,82db por año. La que menos incremento tuvo es la de Querétaro a San Luís Potosí, km 12+800, que en promedio creció 1,24db con un máximo de 4,25db en Leq10, y una reducción en Leq(h) de -0,6db que probablemente se debió al azar y no a un decremento real permanente.

En la figura 4 se presentan las rectas de regresión de los distintos Leq para el 2005 versus los del 2000. En ellas se nota la tendencia creciente de todos los tipos de Leq, con coeficientes de correlación, R, que van de 0,77 para Leq(total), a 0,85 para Leq(50); lo cual también hace prever que el nivel de ruido irá en ascenso si no se toman algunas acciones normativas y correctivas para aminorarlo.

Figura 4

Relación de los niveles de ruido registrados en los años 2005 y 2000

En la tabla 2 se presentan los valores del TDPA totales correspondientes a los años 2000 y 2005, así como sus diferencias y los TDPA de vehículos pesados, con sus respectivas diferencias.

Tabla 2

Comparación de los TDPA

En dicha tabla se observa que el TDPA total creció entre 16 y 42%; en tanto que el TDPA pesado lo hizo con 8 y 11% en los dos tramos de la carretera México-Querétaro, pero decreció porcentualmente en los otros tres sitios; aunque no así en valores absolutos, excepto en el de Querétaro-Celaya en que disminuyó en 39 vehículos pesados.

En la figura 5 se muestran las gráficas de regresión lineal de las Leq versus el tránsito diario promedio anual (TDPA) total de 2005; en ella se aprecia que los coeficientes de correlación, R, son bastante altos; y van de 0,89 para Leq(10), a 0,96 para Leq(50), por lo que con las rectas de regresión se puede estimar el crecimiento del ruido que se tendrá en corto plazo al aumentar el TDPA con el tiempo, en cada sitio de registro.

Figura 5

Relación de los niveles de ruido versus el TDPA total en el año 2005

Las ecuaciones de regresión y coeficientes de correlación son:

Leq (total) =72,32+0,000296 TDPA (total); R=0,92 (1)

Leq (50) =70,77+0,000326 TDPA (total); R=0,96 (2)

Leq (10) =76,72+0,000226 TDPA (total); R=0,89 (3)

Leq (h) =74,15+0,000254 TDPA (total); R=0,92 (4)

Con ellas se infiere que en promedio el ruido crecerá 2,964, 3,265, 2,264 y 2,540db (son las pendientes de las rectas) por cada 10000 vehículos que se incremente el TDPA total, para los casos Leq(total); Leq(50); Leq(10); y Leq(h), respectivamente.

Por otra parte, en la figura 6 se incluyen las rectas de regresión lineal que relacionan cada Leq del 2005 con el TDPA de tránsito pesado solamente, TDPA(pesado). Comparando esta figura con la 5 se aprecia un mejor ajuste; de hecho, los coeficientes de correlación aumentaron en los cuatro casos, variando de 0,972 en Leq(10) a 0,993 en Leq(50). También se destaca que las rectas de Leq(total), Leq(50) y Leq(h) se parecen bastante; y que la de Leq(10) da valores mayores, pero con una pendiente menor, acercándose a las otras conforme crece el TDPA (pesado).

Figura 6

Relación de los niveles de ruido versus el TDPA de tránsito pesado en el año 2005

Las ecuaciones de regresión y los coeficientes de correlación son:

Leq (total)=75,64+0,000886 TDPA (pesado); R=0,99 (5)

Leq (50)=74,68+0,000942 TDPA (pesado); R=0,99 (6)

Leq (10)=79,14+0,000691 TDPA (pesado); R=0,97 (7)

Leq (h)=76,96+0,000764 TDPA (pesado); R=0,99 (8)

En este caso, los niveles de ruido crecen 0,69; 0,76; 0,88 y 0,94db en los parámetros Leq(10), Leq(h), Leq(total) y Leq(50), respectivamente, por cada incremento de 1,000 vehículos pesados que transiten en el futuro. Por ejemplo, para la carretera México – Querétaro, km 193+050, el incremento del TDPA pesado fue de 8,201 vehículos, con lo cual las predicciones de crecimiento para los cuatro indicadores serían 5,66; 6,23; 7,22; y 7,71db, lo cual da un promedio de 6,71db; en tanto que los crecimientos observados fueron 8,86; 4,91; 7,60 y 6,25db, los cuales dan un promedio de 6,91db, muy semejante al promedio 6,71db de los valores predichos.

Además, en la fig 6, al comparar entre sí las cuatro rectas de regresión de los parámetros, Leq(total), Leq(50), Leq(10) y Leq(h), se aprecia que el Leq(10) es en general un poco mayor; y los otros son bastante parecidos entre sí en cada año, ya que en el 2000 la diferencia promedio de los primeros tres varió en 2,78db, al pasar de 77,48 a 80,26db (el promedio global fue 78,34db); en tanto que en el 2005 el promedio global fue 82,85db y el rango resultó de 0,92db, al asumir valores de 81,85 a 82,77db. Esto resultó diferente a los niveles de ruido del año 2000, en que los Leq(10) tuvieron los valores más pequeños, como se ve en la figura 7. En la cual se aprecia también que las tasas de crecimiento de Leq(total) y Leq(50), dadas por las pendientes de sus rectas, son 0,0008803 y 0,0009638, mismas que son muy parecidas a los obtenidos con los datos del 2005 (ecuaciones 5 a 8) de 0,0008861 y 0,0009426, respectivamente.

Figura 7

Relación de los niveles de ruido versus el TDPA de tránsito pesado

en el año 2000

En relación con el material de la carpeta del pavimento, al comparar el ruido en los dos puntos de medición de la carretera México-Querétaro, la magnitud del ruido en el sitio de concreto hidráulico (km 193+050) fue mayor, tanto en el año 2000 como en el 2005.

La diferencia promedio del ruido en el 2000 fue 81,40-78,45=2,95db, en tanto que en el 2005 resultó de 88,31-85,34=2,97db; es decir, casi iguales las dos. Sin embargo, en el 2000 el TDPA (pesado) fue mayor en el km 208+200, de 6412, versus 5819 vehículos en el 193+050, con una diferencia entre ellos de 593, que multiplicado por la tasa promedio de crecimiento del ruido de 0.0008209 da 0,49db. Es decir, que por motivo del TDPA debió ser 0,49db mayor el ruido en el km 208+200 que en el 193+050; por lo cual, al haber sido mayor en el km 193+050, la explicación del motivo es que la carpeta de concreto hidráulico es más ruidosa que la de asfalto, con diferencia de 2,95+0,49=3,44db en el 2000.

Por otra parte, en el 2005 esta conclusión se confirmó, pero con una diferencia menor. Esto se deduce al considerar que en el 2005 el TDPA (pesado) de 14 020 vehículos fue mayor en el km 193+050 que en el 208+200, de 11 164 vehículos; la diferencia de 2 856 multiplicada por la tasa promedio de crecimiento del ruido (0,0008209) da el incremento explicable por el TDPA pesado que es de 2,34db; al comparar esta cantidad con la diferencia promedio real de 88,31-85,34=2,97db en favor de la de concreto hidráulico, hace concluir que en el año 2005 la diferencia explicable por el tipo de carpeta es de 2,97-2,34=0,63db mayor en la de concreto hidráulico.

Como conclusión de estos análisis, se tiene que en la carpeta de concreto hidráulico el ruido registrado en los años 2000 y 2005 fue mayor que en la de asfalto, con diferencias de 3,44db en el 2000 y de 0,63db en el 2005. Esta reducción de la diferencia, quizá se deba a que la superficie de rodamiento del asfalto se ha deteriorado más que la de concreto, lo cual ha conducido a un ruido algo mayor.

Conclusiones

1.      El ruido, ya de por sí intenso, creció en todos los sitios carreteros, del año 2000 al 2005, con tasas variables de un sitio a otro, llegando a valer 88,31db, con un incremento promedio de los cuatro indicadores, Leq, de 1,37db por año en la carretera México – Querétaro, km 193+050, en la que se observó el mayor crecimiento total de 9,08db en Leq 10 en los cinco años.

2.      Se encontró buena correlación positiva entre los valores de las cuatro Leq del año 2005 con los del 2000, lo cual confirma que el ruido va creciendo con el tiempo. Estos incrementos, al igual que los de la conclusión anterior, se explican principalmente por los ascensos significativos que tuvieron los TDPA en las carreteras, según se señala enseguida en las conclusiones 3 y 4.

3.      Se encontró buena correlación positiva entre los cuatro indicadores Leq y el TDPA total, lo cual pronostica un crecimiento de los niveles de ruido que va de 2,540 a 3,265db por cada incremento de 10 000 vehículos en el TDPA, que ocurra a lo largo del tiempo.

4.      Se encontró buena correlación positiva entre los cuatro indicadores Leq y el TDPA de tránsito pesado solamente, lo cual prevé un crecimiento de los niveles de ruido que va de 0,69 a 0,94db por cada incremento de 1 000 vehículos pesados en el TDPA(pesado), que suceda a lo largo del tiempo.

5.      El ruido registrado en los dos años fue mayor en el sitio en el que la carpeta del pavimento es de concreto hidráulico (carretera México-Querétaro, km193+050), que en los tramos de asfalto. En particular, al comparar este sitio con el de asfalto, km 208+200, de la misma carretera, el diferencial de ruido explicable por el concepto del material de la carpeta resultó superior en el 193+050, con diferencias de 0,64 a 3,44db.

Por todo lo anterior, se reitera la necesidad de crear y expedir una norma para lograr que el ruido se mantenga en niveles aceptables internacionalmente en las carreteras mexicanas. La propuesta de norma que ha hecho el IMT para esto, es la de limitar inicialmente el Leq (total) a 75db, con una reducción paulatina de 1db cada año, durante 10 años, hasta llegar a los 65db que propone la OCDE para horario diurno en tramos que cruzan zonas habitacionales.

Miguel FLORES
Rodolfo TÉLLEZ
Fernando MENDOZA
Octavio RASCÓN