El presente estudio evaluó como el crecimiento poblacional y comercial pudo afectar a uno de los receptores más sensibles de ruido ambiental, una Institución Educativa llamada Precursores de la Independencia del Perú, ubicada en el distrito de Los Olivos frente a una avenida principal, la avenida Panamericana Norte. Este crecimiento poblacional y comercial se vio representado por el incremento del parque automotor el cual es simulado por el modelo VENSIM en un computador y luego se estimó la generación de ruido mediante la ecuación logarítmica de atenuación y se evaluó en el potencial (institución educativa) en base a Estándares de Calidad Ambiental (ECA) para ruido, aprobado mediante el D.S. N° 085-2003 PCM. Las metodologías empleadas en el cálculo del ruido ambiental fueron dos normativas peruanas, NTP-1996-1:2007 y NTP 1996-2:2008, publicadas por el Instituto Nacional de Defensa de la Competencia y de la Protección de la Propiedad Intelectual. Los resultados del modelo demuestran que el incremento de ruido ambiental alcanza como máximo un incremento de 2.0 dBA en el ruido dentro del colegio (ruido interior) lo que supone un incremento no significativo respecto a las condiciones actuales de ruido ambiental, el cual ya contaba con excedencia al ECA ruido en horario diurno (60 dBA) a las 15 horas.

En las últimas dos décadas el Perú ha presentado un desarrollo económico y un incremento de la población, como parte de la consecuencia de estos ascensos se puede evidenciar el incremento de la demanda de centros comerciales, centros de diversión, centros de estudios entre otros. El Auge económico ha generado mayor accesibilidad a los bienes y servicios en la población, en este caso nos referiremos al entorno del incremento de servicios educativos. En el cono norte de la capital (Lima), han aumentado el número de centros de educación como Colegipos, Universidades e Institutos quienes a su vez crecen en infraestructura y número de estudiantes. Una muestra de ello son los alrededores de la Institución Educativa PNP Precursores de la Independencia Nacional, siendo en la actualidad una zona de gran convergencia peatonal, vehicular y comercial, estos nuevos eventos también presentan como consecuencia un impacto ambiental, parte de este impacto es el ruido quien es parte importante del ambiente pues ejerce una acción sobre los seres vivientes, constituyendo un peligro directo a las personas, porque sus efectos pueden ser irremediables. El ruido incide en el órgano de percepción fisiológico, el oído; el efecto producido en el órgano de la audición del ser humano por las vibraciones del aire a causa de la emisión de ruido, afectan las actividades del desarrollo social del individuo, como en la comunicación, aprendizaje, concentración, descanso y distorsiona la información. En tal sentido el IE PNP PIN, que es un local destinado al ofrecimiento de servicios educativos, es necesario que cuente con las condiciones adecuadas para desarrollar sus actividades siempre y cuando se realice un diagnostico de las condiciones actuales del ruido ambiental y un pronóstico de evolución en el futuro, para lo cual para cumplir con lo último señalado se realizó la presente investigación.

Antecedentes

Baca B. William (2012) con su tesis: Evaluación de impacto sonoro en la Pontificia Universidad Católica del Perú tuvo como objetivo analizar los niveles de ruido en el campus universitario y plasmarlos en un Mapa de ruidos. La metodología empleada fue la NTP - ISO 1996 Sobre descripción y medida de ruido ambiental, midiendo con un sonómetro integrado toda la extensión del campus en cuadrantes de 50 x 50 m, para luego palotearlos y generar un mapa de ruido con el cual identificó las zonas con mayor presión sonora. Comparó sus resultados con El Reglamento de Estándares Nacionales de calidad Ambiental para ruido DS Nº 085-2003-PCM y las recomendaciones propuestas por la Organización Mundial de la salud (OMS). Concluyendo en que Los niveles de ruido son superiores a los recomendados para las actividades dentro del campus según recomendaciones nacionales e internacionales. La fuente proviene principalmente de los vehículos que transitan la Av. Universitaria y Riva Agüero. Y que La facultad más afectada con el impacto acústico es el centro preuniversitario CEPREPUCP; donde se alcanzan valores alrededor de los 80 dB de nivel de presión sonora con ponderación “A”. Asimismo, se detectó que estos niveles de presión; producto del ruido vehicular; alcanza a los pabellones A (Ciencias) y Química niveles de presión sonora con ponderación “A” alrededor de los 60 a 70 dB. Celso N. Barreto (2007) con su tesis: Contaminación por ruido de aeronaves en Bellavista –Callao, tuvo como objetivo general Determinar los niveles sonoros producidos por las aeronaves que despegan por la pista 15, y pasan por Bellavista, realizando monitoreos de ruido ambiental en cada una de las estaciones establecidas en la zona de Estudio, comparó sus resultados con El Reglamento de Estándares Nacionales de calidad Ambiental para ruido DS Nº 085-2003-PCM. La metodología empleada para el monitoreo tuvo como parámetro evaluado el ruido, Metodología Instrumental de lectura directa en 05 puntos considerados los más críticos ubicados a una altura promedio de 8 a10 m del piso , usaron un sonómetro calibrado , también tomaron encuestas directas, las conclusiones fueron: Los LAeqT obtenidos en cada Estación de Monitoreo, exceden a los valores establecidos referidos para zonas residenciales, lo cual implica que el ámbito de estudio se encuentra contaminada por las emisiones de ruido de las aeronaves que pasan por dicha zona urbana, por donde dichas aeronaves sobrevuelan a bajas alturas además todas las personas encuestadas durante el estudio manifestaron su malestar frente a las operaciones aeronáuticas que sobrevuelan por su zona de residencia, exigiendo a las autoridades competentes en este problema encontrar la solución más adecuada posible.
Sbarato R. Darío (2000) con su tesis: Evaluación de la exposición sonora y de su impacto sobre la salud y calidad de vida de la población residente en la zona oeste de la ciudad de Córdoba sobre los accesos principales a la zona central. Tuvo como objetivo general Elaborar un diagnóstico preciso de la exposición a ruido y las molestias inducidas sobre la población expuesta en los principales accesos del Oeste, al Centro de la ciudad de Córdoba. La metodología empleada fue desarrollada en el área de 4 km2 que contiene al microcentro se realizaron más de 50 mediciones en el horario 8:00 a 17:00 hs. El trabajo de muestreo fue orientado a la caracterización de arterias y no de puntos, por lo tanto, los sitios fueron elegidos de tal manera de minimizar el aporte de las calles laterales. Para ello, se dispusieron los medidores en un punto equidistante de las esquinas a una altura de 1,50 m y a una distancia del borde de la acera de aproximadamente 1m, utilizando un trípode, también se realizó una encuesta para censar el nivel de conocimiento acerca de los problemas de salud que el ruido provoca, conocimiento de la ordenanza municipal y la opinión sobre las responsabilidades del problema. Concluyendo en que teniendo en cuenta los resultados obtenidos, en relación con los niveles de intensidad sonora, las zonas bajo estudio exceden los límites aconsejables por la EPA (73 dB para una exposición diaria de 8 horas) para preservar el bienestar y la salud, encontrándose niveles promedios superiores a los propuestos. Tal es así que el índice promedio de molestia es superior para aquellas personas que residen sobre las principales vías de acceso a la ciudad de Córdoba que para los residentes en los barrios cercanos a dichos accesos. Si bien éste índice sólo se acerca a los valores considerados como molestos, para un alto porcentaje de personas el ruido de tránsito es el mayor contaminante ambiental. Y que Teniendo en cuenta las tres actividades básicas del individuo: sueño, concentración y comunicación, ésta última es la que se ve más afectada tanto en el grupo de personas que residen sobre las principales vías de acceso como aquellas que residen en barrios cercanos. El ruido de fondo enmascara las palabras, provocando que las personas deban acercarse o disminuir la distancia como también elevar el tono de voz acarreando como consecuencia fatiga vocal según la predisposición de cada individuo en particular. Para que la inteligibilidad del discurso no se vea comprometida los niveles sonoros de fondo deben ser menores siendo esto indispensable para tener una correcta comunicación oral.

Generalidades

El ruido físicamente no hay distinción entre sonido y ruido. El sonido es una percepción sensorial y la forma compleja de los patrones de las ondas se denominan ruido, música palabra, etc. El ruido es un sonido no deseado y por lo tanto, corresponde a una clasificación subjetiva del sonido. Consecuentemente, no es posible definir el ruido exclusivamente en base de los parámetros físicos del ruido. Sin embargo, en algunas situaciones el sonido puede afectar negativamente a la salud debido a la energía acústica que contiene. (NTP-ISO 1996-1: 2007)
El ruido se comporta de forma logarítmica en cuanto a amplitud por eso cuando hablamos de niveles sonoros vamos a tomar en cuenta varias reglas básicas del comportamiento del sonido. La suma de dos focos iguales origina un incremento de 3 dB. Sin embargo esto no implica que la sensación para el oído humano sea el doble del ruido, sino que necesitaría un incremento de 10 dB, es decir 10 veces de ruido, para que la sensación sea el doble. También hay que tener en cuenta que si se emiten simultáneamente dos niveles de ruido por dos fuentes sonoras, siendo una de ellas al menos 10 dB superior a la otra, el nivel sonoro resultante es igual al originado por la más grande. Aparte de estas características de la sensibilidad del oído humano frente a las variaciones de nivel sonoro, hay que tener en cuenta que la sensación recibida por el oído no es igual a todas las frecuencias (ciclos por segundo que va una onda se mide en Hercios Hertz, Hz). (NTP-ISO 1996-1: 2007)
El DECIBEL “A” dB(A): Es la unidad en la que se expresa el nivel de presión sonora tomando en consideración el comportamiento del oído humano en función de la frecuencia, utilizando para ello el filtro de ponderación “A”. (NTP-ISO 1996-1: 2007)
Las fuentes de ruidos se clasifican en:

Fijas Puntuales: La potencia de emisión sonora está concentrada en un punto.

Fijas Zonales o de Área: Son fuentes puntuales que por su proximidad pueden agruparse y considerarse como una única fuente.

Móviles Detenidas Un vehículo es una fuente de ruido que por su naturaleza es móvil, y genera ruido por el funcionamiento del motor, elementos de seguridad (claxon, alarmas), aditamentos, etc.

Móviles Lineales Una fuente lineal se refiere a una vía (avenida, calle, autopista, vía del tren, ruta aérea, etc.) en donde transitan vehículos. (NTP-ISO 1996-1: 2007)
Los tipos de ruido son:

En función al tiempo:
- Ruido Estable: Emitido por cualquier tipo de fuente de manera que no presente fluctuaciones considerables (más de 5 dB) durante más de un minuto.
- Ruido Fluctuante: Emitido por cualquier tipo de fuente y que presentan fluctuaciones por encima de 5dB durante un minuto.
- Ruido Intermitente: Presente sólo durante ciertos periodos de tiempo y que son tales que la duración de cada una de estas ocurrencias es más que 5 segundos.
- Ruido Impulsivo: Caracterizado por pulsos individuales de corta duración de presión sonora. La duración del ruido impulsivo suele ser menor a 1 segundo. (NTP-ISO 1996-1: 2007)

En función al tipo de actividad generadora de ruido:
- Ruido generado por el tráfico automotor.
- Ruido generado por el tráfico ferroviario.
- Ruido generado por el tráfico de aeronaves.
- Ruido generado por plantas industriales, edificaciones y otras actividades productivas, servicios y recreativas. (NTP-ISO 1996-1: 2007)
El monitoreo de ruido ambiental es la medición del nivel de presión sonora generada por las distintas fuentes hacia el exterior. Existen tres tipos de ponderación de frecuencia correspondientes a niveles de alrededor de 40 dB, 70 dB y 100 dB, llamadas A, B y C respectivamente. La ponderación A se aplicaría a los sonidos de bajo nivel, la B a los de nivel medio y la C a los de nivel elevado. El resultado de una medición efectuada con la red de ponderación A se expresa en decibeles A, abreviados dBA o algunas veces dB(A), y análogamente para las otras. NTP-ISO 1996-2:2008: 2008. Se usa la ponderación A con la finalidad de comparar los resultados con el ECA Ruido vigente en Perú.

Figura 1: Curvas de ponderación A, B y C. Fuente: NTP ISO 1996-1

LAeqT, es el nivel de presión sonora ponderado en A, en dB(A), que debe tener un ruido constante hipotético, correspondiente a la misma cantidad de energía acústica que el ruido real considerado, en un punto determinado durante el periodo de tiempo T de observación, siendo su ecuación la siguiente:

Fuente: NTP-ISO 1996-1: 2007

Donde:
L= Nivel de presión sonora ponderado A instantáneo o en un tiempo T de la muestra i, medido en función “Slow”.
n= Cantidad de mediciones en la muestra i
Nivel de presión sonora máxima (Lmax): Es el máximo Nivel de Presión Sonora (NPS) registrado durante un período de medición dado.
Nivel de presión sonora mínima (Lmin): Es el mínimo Nivel de Presión Sonora (NPS) registrado durante un período de medición dado.
En el monitoreo de ruido ambiental por lo general se presenta un ruido residual el mismo que está definido como todo ruido que no sea el sonido específico bajo investigación. Uno de los ejemplos comunes en los ruidos residuales es el tráfico vehicular generado en una zona industrial. Otro ejemplo de ruidos residuales generados por el viento que llega a chocar con el micrófono u otros medios como árboles, edificios, entre otros. Existen correcciones para los sonidos residuales que a continuación se detallan: La corrección se realiza cuando la diferencia del nivel de presión sonora residual y el medido se encuentre entre el rango de 3dB a 10dB, entonces se aplica la corrección basada en la siguiente ecuación:
Lcorr= 10 log (10Lmedi/10- 10Lresid/10)dB
Donde:
Lcorr: es el nivel de presión sonora corregida
Lmedi: es el nivel de presión sonora medido
Lresid: es el nivel de presión sonora residual
La Directiva del Parlamento Europeo define como ruido ambiental al sonido no deseado o nocivo generado por la actividad humana en el exterior, incluido el ruido emitido por medios de transporte, emplazamientos industriales o edificios industriales. El ruido urbano incluye todas las fuentes de ruido excepto el ruido al interior de los lugares industriales de trabajo. En general, el término ruido urbano hace referencia al ruido exterior en la vecindad de las áreas habitadas (NTP-ISO 1996-1: 2007)
Asimismo, es importante señalar que el Índice Nacional del Flujo Vehicular (INFVA), que reporta el tráfico de vehículos ligeros y pesados en las garitas de peaje, en enero de 2018, subió en 4,1%, en relación a similar mes de 2017, explicado por el mayor flujo de vehículos pesados, que se incrementó en 3,9%, como resultado del flujo de vehículos pesados de 3 a 7 ejes que aumentó en 3,1%. Del mismo modo, el flujo de vehículos ligeros creció en 4,2%.
En los últimos doce meses (febrero 2017- enero 2018), el Índice Nacional del Flujo Vehicular se expandió en 1,9%. (Informe Técnico N°03- Marzo 2018 INEI)

Objetivos del estudio

Estimar la evolución del ruido ambiental en una institución educativa (receptor sensible) debido al incremento del parque automotor en Lima en base a tres escenarios ambientales del Índice Nacional de Flujo Vehicular Actual (INFVA):

Escenario 1: El INFVA se incrementa en 25%.

Escenario 2: El INFVA se incrementa en 50%.

Escenario 3: El INFVA se incrementa en 100%.

Pregunta de investigación

¿Cuál es el nivel de ruido estimado ante in incremento del 25% del INFVA?

¿Cuál es el nivel de ruido estimado ante in incremento del 50% del INFVA?

¿Cuál es el nivel de ruido estimado ante un incremento del 100% del INFVA?

Hipótesis

Los niveles de ruido estimado ante un incremento del 25% del INFVA superan los valores de presión sonora superan los valores límites establecidos en el D.S. N° 085-2003-PCM con una magnitud de impacto baja (<=3dBA)

Los niveles de ruido estimado ante un incremento del 50% del INFVA superan los valores de presión sonora superan los valores límites establecidos en el D.S. N° 085-2003-PCM con una magnitud de impacto moderada (>3 dBA y <=6dBA)

Los niveles de ruido estimado ante un incremento del 100% del INFVA superan los valores de presión sonora superan los valores límites establecidos en el D.S. N° 085-2003-PCM con una magnitud de impacto alto (>6 dBA y <=9dBA)

Justificación

El ruido es un contaminante del ambiente causado por distintas fuentes generadoras tales como el tráfico vehicular, actividades industriales y recreativas, constituye uno de los principales problemas ambientales en las urbes. El ruido ejerce una acción sobre los seres vivientes, constituyendo un peligro directo a las personas, porque sus efectos pueden ser irremediables. El ruido no modifica el medio ambiente, pero incide en el órgano de percepción fisiológico y puede afectar las actividades del desarrollo social del individuo, como en la comunicación, aprendizaje, concentración, descanso y distorsiona la información.
La presente investigación es útil para pronosticar la contaminación sonora a la cual se encuentra expuesta la I.E. PNP PIN, la cual fácilmente podría ser el caso de muchas instituciones educativas de la ciudad de Lima, ya que estas cuentan con fuentes de ruido similares, como lo es un parque automotor, la misma que cada día se incrementa con la adquisición de nuevos vehículos.
Para las instituciones educativas el presente trabajo es sumamente beneficioso ya que no contaban con antecedentes previos de contaminación sonora y aunque el malestar de ruido era evidente no tenían como sustentarlo frente a las autoridades, con este trabajo las autoridades podrían tomar medidas de control como por ejemplo reducir la velocidad en el tramo de las avenidas adyacentes al I.E. PNP PIN. Este tipo de estudios puede ser replicable en otras I.E. que cuenten con similares características de fuentes y ubicación.

Materiales y métodos

A continuación, se enumera la metodología empleada en el presente estudio:
1. Revisión de información: Revisión bibliográfica relacionado a la evolución del tránsito vehicular en la capital de Lima, para identificar el Índice Nacional de Flujo Vehicular Actual (INFVA) para vehículos ligeros y pesados.
2. Selección del receptor sensible (institución educativa), Los Olivos, Lima.
3. Establecer las magnitudes en decibeles tipo A, de las fuentes sonoras debido al tránsito de vehículos ligeros y pesados en Lima.
4. Elaboración del diagrama de flujo del modelo VENSIM.
5. Adecuación de la ecuación de atenuación del ruido ambiental en función a la distancia basada en la norma ISO 9613-2:1996, como condición de entrada al modelo VENSIM.
6. Calibración del modelo: En base resultados previos de ruido ambiental, en exteriores frente a una institución educativa, se obtendrá el ruido ambiental característico a condiciones actuales antes de proyectar.
7. Ejecución del modelo VENSIM: En base a la proyección de posibles escenarios del incremento del parque automotor, expresado en el Índice Nacional de Flujo Vehicular Actual (INFVA):
• Escenario 1: El INFVA se incrementa en 25%.
• Escenario 2: El INFVA se incrementa en 50%.
• Escenario 3: El INFVA se incrementa en 100%.
8. Evaluación del ruido ambiental en base al ECA ruido aprobado por el D.S. 003-2003-PCM para cada escenario ambiental.

Resultados

Diagrama de flujo

En la Ilustración 1 se presenta el diagrama de flujo del modelo de ruido ambiental aplicado con el modelo VENSIM en el cual se puede observar las principales que el flujo principal es el correspondiente a la caja “Ruido Ambiental” el cual depende del “Ruido Vehicular” y de los “Atenuadores” naturales de ruido ambiental (viento, arboles). El ruido vehicular depende del ruido de línea base, es decir el ruido sin la influencia de tránsito vehicular que por lo general ocurre por la madrugada (48 dBA), así como por el ruido vehicular generado en tránsito moderado (Ruido Hbaja, aprox. 78 DBA) en cual ocurre entre las 07:00 a 11:00 horas y de 16:00 a 22:00 horas; mientras que el tránsito intenso (Ruido HPunta, aprox 83 dBA) ocurre entre las 11:00 a 16:00 horas. El “Ruido HPunta” y el “Ruido HBaja”, dependen del flujo vehicular frente a la Institución Educativa (receptor) ubicado frente a la avenida principal av. Panamericana Norte (fuente), el valor del flujo “Vehicular prom” es de 1000 vehículos/h, y la “Baja vehicular” es de 5vh/h, que corresponden a la cantidad de vehículos que deja de circular en dicha avenida debido a infracciones u otros eventos. Justamente los escenarios ambientales del presente estudio se diseñaron modificando la variable de flujo “Tasa de Incremento” del “Flujo vehicular”, con incrementos de 25%, 50% y 100% del número de vehículos promedios. Los datos de entrada al modelo como, cantidad de flujo vehicular, ruido ambiental base, entre otros se obtuvo del artículo científico denominado “Evaluación del impacto sonoro para mitigar la contaminación sonora en una Institución Educativa, Lima” (Guzman, et al 2015).
Finalmente, el ruido ambiental es atenuado por la distancia hasta el receptor (aulas del colegio), por la infraestructura de la Institución Educativa, y por las medidas de control propuesto (Guzman, et al. 2015) para evaluar el ruido en los receptores sensibles.
Cabe precisar que el modelo VENSIM de ruido ambiental se ejecutó con un tiempo de simulación de 24 horas, con el método Euler.
Los escenarios son los siguientes: Current_0 (escenario control sin cambios); Current_25 (escenario incremento 25%); Current_50 (escenario incremento 50%); Current_100 (escenario incremento 100%).

Ilustración 1: Diagrama de flujo del modelo de ruido ambiental

Escenarios de flujo vehicular

En la Ilustración 2 se muestra los escenarios de flujo vehicular, donde el escenario control es de 995 vh/h (sin modificación), el escenario 1 es de 1245 vh/h (incremento de 25%), el escenario 2 es 1495 vh/h (incremento del 50%), y el escenario 3 es de 1995 vh/h (incremento del 100% de flujo vehicular. Todo es aplicado a lo largo de las 24 horas del día.

Ilustración 2: Flujo Vehícular - Escenarios

Ruido ambiental en la fuente

En la Ilustración 3 se muestra el ruido ambiental asociado al flujo vehícular el cual fue calculado a partir de la ecuación logaritmica de ruido ambiental y la ecuación logaritmica de acumulación de ruido. Se puede observsar que entre las 07:00 y las 22:00 se ve el impacto del ruido ambiental en la fuente , el cual oscila entre 100dBA y 120 dBA, con un pico maximo a las 15:00 horas.

Ilustración 3: Ruido ambiental asociado al flujo vehícular

Ruido ambiental en el receptor

En la Ilustración 4 se puede observar que el ruido ambiental en interiores (receptores) cerca al aualas del colegio, oscila entre 30 dBA y 65 dBA , el cual se incrementa debido a las horas en que inicia la circulación vehícular (07:00 horas) y se incrementa con un pico de 65 dBA a las 15:00 horas. Respecto a la evaluación con el Estandar de Calida de Ruido (ECA) aprobado en Perú según el D.S. 085-2003-PCM, durante el día en zona residencial no se puede exceder los 60 dBA de ruido, mientras que durante la noche no se debe exceder 50 dBA; en ese caso un incremento del flujo vehícular superior al 25% podría empeorar aun más la contaminación sonora que actualmente se excede en el colegio debido al transito vehícular, principalmente en las horas pico de transito.

Ilustración 4: Ruido ambiental en receptores

Evaluación de ruido ambiental

En la Tabla 1 se presenta los resultados de ruido ambiental dentro del colegio cerca a los salones (ruido interior) en los tres escenarios y en el escenario control (sin incremento) podemos observar que en todos los escenarios a las 15:00 se excedería el ECA diurno entre 07:00 y 22:00 (60 dBA), en el resto de horas no habría excedencias al ECA. El incremento del flujo vehicular del 100% generaría un incremento de 2.0 dBA en el ruido dentro del colegio por lo que no representaría un impacto significativo en el desarrollo de las actividades académicas del colegio, siempre y cuando se mantenga las medidas de control de ruido propuesto por Guzman, et al 2015 (paredes aislantes).
Por lo tanto, no se corroboraría la hipótesis de que un incremento del flujo vehicular actual del 25%, 50% y 100% podría generar excedencias al ECA ruido, debido a que los niveles de ruido actuales durante el transito vigente ya generaba excedencias al ECA en horario diurno.
Se propone realizar un modelo de ruido con mayor variedad de parámetros como la información de otras fuentes que no sean el tránsito vehicular como el comercio, el tránsito peatonal, entre otros que puedan modificar el ruido ambiental en el entorno del colegio I.E. frente a la av. Panamericana Norte.

(*) Puede solicitar información más detallada de este trabajo al autor

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