Modelado del comportamiento del ruido ambiente en áreas urbanas
Basado en un modelo de simulación con Vensim
José Castro Solís
jose.castro.solis@una.cr
Resumen
Se conoce como sonido se produce por las vibraciones de un cuerpo excitador; éstas se propagan como movimiento ondulatorio a través de un medio transportador e inciden en un receptor, es así que el ruido se define como sonido molesto o perturbación, donde es aquello que se desea mantener al otro lado de la pared, cuando un sonido proveniente de un área en un local, es lo suficientemente fuerte como para interrumpir con lo que está sucediendo. Este fenómeno se ha incrementado especialmente en los centros urbanos de las capitales o cabeceras de provincias a nivel mundial y Costa Rica no es la excepción. La investigación se propuso recabar información sobre el comportamiento del ruido en las ciudades, dado que el conocimiento sobre este particular por los municipios es poco y es necesario para la protección de la salud pública, es así que se planteó como objetivo “Realizar mediciones de emisiones en sonido para establecer los niveles contaminación sónica dentro de cascos urbanos selectos para determinar su comportamiento presente y futuro.” Para ello se aplicaron varias metodologías, en las cuales incluía la toma de la información por medio de sonómetros, y teléfonos móviles, considerando ventanas de tiempo de mediciones una vez por mes, en horarios de día y noche, así como como toma de datos por hora en un mismo sitio, para el modelo de simulación de tomaron las mismas variables consideradas para realizar las ecuaciones. Se obtuvo que para la mayoría de sitios muestreados los niveles de ruido están por encima del establecido por la legislación actual que se en 65 dB (A), tanto a nivel de franjas horarias. El modelo de simulación trata de explicar las interacciones de las variables, mastranto que con el aumento de unas el ruido será más intenso. Se concluye que las regulaciones no se cumplen en todos los casos y el modelo es un primer acercamiento a determinar el comportamiento del ruido en áreas urbanas densamente pobladas.
Introducción
Se conoce como sonido se produce por las vibraciones de un cuerpo excitador; éstas se propagan como movimiento ondulatorio a través de un medio transportador e inciden en un receptor (los elementos de excitación, transporte y recepción pueden ser de tipo sólido, líquido o gas) (Valenzuela, 2015). Por su parte el ruido se define como sonido molesto o perturbación, donde es aquello que se desea mantener al otro lado de la pared, cuando un sonido proveniente de un área en un local, es lo suficientemente fuerte como para interrumpir o interferir con lo que está sucediendo en un ambiente contiguo, es considerado como ruido (Valenzuela, 2015).
Se define como ruido excesivo al sobrepasar los 120 dB y causa olor al oído humano. Cuando La presión del sonido alcanza niveles de por encima de 65 dB, una conversación normal se torna difícil, y es demasiado para atender lo que la otra persona está diciendo.
Se data que los problemas con respecto a la contaminación sónica en las ciudades no es un tema actual, se conoce que existían disposiciones en la antigua Grecia donde se alejaban de los núcleos de casas las herrerías para evitar la molestia de sus ruidos a la población y era muy frecuente la sordera entre estos trabajadores. En Roma por su parte, se limitaba el paso de carruajes en horario nocturno, al igual que en muchas ciudades del centro de Europa en la Edad Media (Arana).
Es así que, para la segunda mitad del siglo XX, la administración de las municipalidades, iniciaron un proceso normativo y de regulación, así como a nivel gubernamental, para la regulación de problemas causados por la contaminación sónica, principalmente los ruidos por maquinarias y de las actividades civiles (Arana).
Actualmente en relación al diseño urbano es un tema complejo dado que aspectos como tranquilidad y atractivo están basados en elementos subjetivos que ayudan para determinar zonas apropiadas o no. Uno de estos aspectos se utiliza está en función a los niveles de ruido en los sitios (Novak et al 2009).
La contaminación sónica se ha convertido en los últimos años en tema de salud pública que afecta a los habitantes de los grandes centros urbanos, el cual se suma a los conocidos problemas ambientales que sufren las ciudades y poblados donde se desarrolla cualquier actividad humana (Kurakula 2007, MER 2011, Arana, Oliviera et al, Szczodrak et al 2013, Gage).
Existen varios factores reconocidos que contribuyen al aumento de la generación de ruido en los que se encuentra una alta flota vehicular, que, al combinarse con un aumento en la densidad y altura de
las construcciones existentes, así como concentración de personas y sonidos ambientales, lleva a crear espacios limitados generando ambientes muy densos traduciéndose en zonas con niveles inaceptables de ruido ambiental (Kurakula 2007, Hong y Jeon 2014).
Dado lo anterior, en los últimos años ha habido un aumento significativo en la flota vehicular en Costa Rica, aproximado para 2014 al 1.399.238 (Rojas 2016), siendo el segundo país de Centroamérica con mayor cantidad de vehículos, solo superado por Guatemala. A lo anterior, se le suma que dadas las características estructurales de las ciudades, como las ubicadas en la Provincia de Heredia, no permiten una expansión en infraestructura, por lo que la mayoría son sitios con superficies rodantes angostas. Esto ha contribuido al aumento de la flota en motocicletas a nivel nacional, siendo fuentes de ruido muy alto, estimándose aproximadamente un millón en tránsito (Cuadra 2017), donde se calculó que entre el año 2003 al 2014 la tasa de crecimiento fue de 166%, mientras que vehículos livianos aumentó en 47% (Fernández y Ching 2015).
Por su parte los gobiernos locales y el gobierno central poseen un conocimiento limitado sobre lo que está pasando en el tema de ruido ambiental, especialmente en centros urbanos, pues aun cuando se poseen leyes sobre los niveles máximos de ruido, pero no se sabe cuál es su comportamiento actual. Así mismo se han realizado algunas mediciones en el 2015, 2016 y 2017 dentro de algunos centros urbanos de Alajuela, Belén y ciudades de Heredia del ruido ambiente en horarios de mañana y tarde con el fin de determinar el comportamiento del ruido y escalar el posible efecto sobre los habitantes.
Bruel y Kjaer (2002) citado por Kurakula (2007) explica que el ser humano posee umbrales de intensidad de la presión del sonido, donde se obtiene un rango a partir de 0 dB (A) (20 µ Pa) hasta 130 dB (A) (100 µ Pa) el cual se encuentra el umbral máximo que produce dolor. A partir de 50 dB (A) los niveles de ruido producen problemas para realizar poderse comunicar, mientras que valores cercanos a 90 dB (A) se consideran como peligrosos para el oído si se mantiene en una exposición continua.
El estudio se planteó como objetivo de investigación “Realizar mediciones de emisiones en sonido para establecer los niveles contaminación sónica dentro de cascos urbanos selectos y determinar su posible comportamiento”. Lo anterior parte que además existe un aumento importante en la flota vehicular, los factores ambientales actuales como es el caso la modificación en las variables ambientales, tal es el caso de la temperatura pueden afectar de otras formas la manera en la cual se comporta el ruido.
Dentro del análisis que se puede realizar en conjunto para las 4 ciudades medidas en Heredia, se pudo obtener que el centro poblado de Santo Domingo presentó una mayor cantidad de ruido en general con un total de 74.63 (dB (A)), seguido por Barva (71.63 (dB (A))), San Joaquín (70.33 (dB (A))) y finalmente San Rafael (68.10 (dB (A))). Sobre puntos con mayor cantidad de ruido específicamente, la cuidad de Barva presentó un valor de 82.51 (dB (A))
En relación a las emisiones de ruido registradas por ciudad en horarios de mañana y tarde, el 75% de los muestreos registraron que los centros urbanos presentan valores mayores en horarios vespertinos
Discusión
Bruel y Kjaer (2002) citado por Kurakula (2007) el ser humano posee umbrales de intensidad de la presión del sonido, donde se obtiene un rango a partir de 0 dB (A) (20 µ Pa) hasta 130 dB (A) (100 µ Pa) el cual se encuentra el umbral máximo que produce dolor. A partir de 50 dB (A) los niveles de ruido producen problemas para realizar poderse comunicar, mientras que valores cercanos a 90 dB (A) se consideran como peligrosos para el oído si se mantiene en una exposición continua.
Según la legislación nacional de Costa Rica los valores permitidos de ruido en zonas urbanas son de 65 dB (A), mientras que áreas industriales reportan 75 dB (A). Para el caso de zonas de tranquilidad tal es el caso de hospitales, escuelas, colegios y otros, los valores permitidos son de 55 dB (A) (Decreto 39200 – S 2015).
Dentro de la dinámica de la contaminación sónica en las áreas urbanas como Alajuela, Heredia y sus ciudades, se debe considerar su diseño los cuales puede o no ayudar a la expansión o confinamiento
del ruido, así como, a elementos asociados como los materiales de construcción utilizados (Kurakula 2007, Kovak et al 2009, Oliveira et al).
Al tener áreas pobladas u otros sitios con accesos por carretera, genera el ruido en zonas urbanas por lo general afecta la calidad de vida en áreas residenciales resultando en algunos casos en la reducción del valor económico de las propiedades, implicando que se deben de buscar materiales especiales que ayuden a aislar el sonido excesivo. Así mismo, ese fenómeno afecta no solo la salud humana, sino que también otros aspectos como la productividad, efectos psicológicos, pues las personas pueden experimentar problemas de concentración, de comunicación o fatiga por la falta de sueño o de un ambiente adecuado para su desarrollo integral. (Gage et al, Kurakula 2007, Correa et al 2008).
Se pueden considerar varios factores que contribuyen a aumentar de los niveles de ruido en las zonas urbanas. Está el aumento de la población urbana, lo que contribuye a un alto volumen de tráfico combinado con un incremento de la intensidad de actividades comerciales, así como el establecimiento de oficinas gubernamentales y de ocio lo que genera la creación de nueva infraestructura la cual produce la creación de nuevos espacios para edificios y la reducción de áreas abiertas (Kurakula 2007, Correa 2008, Oliveira et al).
Dado los resultados se puede considerar que la naturaleza de la contaminación sónica dentro las carreteras y de las ciudades se genera por factores relacionados desde el sonido que genera los motores hasta la fricción generada entre el vehículo con superficie de rodaje y el aire. Mucha de la contaminación sónica depende del volumen de tránsito, velocidad de los automotores, proporción de vehículos pesados en la vía así como los materiales con los cuales está construidas las calles (Kurakula 2007, Correa et al 2008, Oliveira et al).
Cada vehículo es una fuente individual de sonido individual y genera diferentes tonos según sus características como el tipo de motor, llantas, tipo de escape, ventiladores y bocinas. Según Seuod (1994) citado por Kurakula (2007) la primera emisión de contaminación sónica por parte de los automóviles es por efecto de la combustión interna de los vehículos, a lo cual se debe de incluir elementos mecánicos adicionales como las cajas de cambios, ejes de transmisión y ejes traseros que se encuentran aproximadamente entre 68 a 78 db (A). Así mismo, Hardland (1974) demostró que vehículos en movimiento en superficies secas y una velocidad superior a los 100 km/h califica como una fuente primaria de emisión de sonido (Kurakula 2007).
En relación al modelo, trata de explicar la relación que de las variables con respecto a la generación del ruido ambiente. Se esperaría que al continuar con el aumento de la flota vehicular especialmente motocicletas a una razón de 15% anual, vehículos particulares en 4% y camiones de carga en 9% y elementos naturales como temperatura, se podría esperar un aumento de los niveles de ruido en los próximos años de no contrarrestar la relación que existe entre el vehículo de combustión interna con la generación de ruido ambiente, aparte del generado naturalmente por el viento y la vegetación.
(*) Si lo desea puede solicitar información más detallada de este trabajo al autor del texto
