Sonometría Práctica: Medición de Ruido, Sonómetros Clase 1/2 y Ponderaciones SPL

Principios Instrumentales de la Sonometría

La sonometría es la disciplina de la ingeniería acústica encargada de cuantificar objetivamente la presión sonora. Para que las mediciones posean rigor científico y validez probatoria ante inspecciones administrativas o procesos judiciales, el equipamiento utilizado debe cumplir rigurosamente los estándares fijados por la norma IEC 61672.

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1. Clasificación Metrológica de los Instrumentos

Sonómetros Clase 1 vs. Clase 2

La norma IEC 61672 establece dos clases de precisión según las tolerancias permitidas en la respuesta en frecuencia y amplitud:

Parámetro / Tolerancia	Sonómetro Clase 1	Sonómetro Clase 2
Margen de tolerancia (1 kHz)	$\pm 0,7\text{ dB}$	$\pm 1,0\text{ dB}$
Rango frecuencial de diseño	$10\text{ Hz} - 20\text{ kHz}$	$20\text{ Hz} - 8\text{ kHz}$
Tolerancia a 10 kHz	$+1,5 / -2,0\text{ dB}$	$+3,0 / -5,0\text{ dB}$
Ámbito de aplicación	Peritajes judiciales, acústica técnica, calibración de salas.	Inspecciones municipales de campo, evaluaciones ambientales.

Aplicaciones de Smartphone

Las aplicaciones de medición en móviles no pueden sustituir a un sonómetro. La cápsula microfónica de un smartphone carece de patrón omnidireccional calibrado, sufre saturación por encima de $90-100\text{ dB SPL}$ y el procesamiento interno del teléfono altera la linealidad de fase y frecuencia.

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2. Ponderaciones Frecuenciales (A, C, Z) y Temporales (F, S, I)

Ponderaciones Frecuenciales

• Ponderación A (dBA): Emula la curva de isofonía humana a bajos niveles de presión sonora (40 phon). Atenúa fuertemente las bajas frecuencias (sub-graves). Es la ponderación universalmente exigida por las leyes de contaminación acústica.
• Ponderación C (dBC): Presenta una respuesta plana en frecuencias medias e incluye las bajas frecuencias ($31.5\text{ Hz} - 8\text{ kHz}$). Se utiliza para evaluar el nivel SPL global en conciertos, salas de baile y el pico de impacto de graves.
• Ponderación Z (dBZ): Respuesta completamente plana sin filtrado alguno (Zero weighting) desde $10\text{ Hz}$ hasta $20\text{ kHz}$.

Ponderaciones Temporales (Constantes de Integración)

• Fast (F): Constante de tiempo de 125 ms. Responde rápidamente a variaciones de nivel.
• Slow (S): Constante de tiempo de 1000 ms (1 s). Suaviza la lectura para evaluar niveles promedios.
• Impulse (I): Constante de tiempo de subida de 35 ms y caída de 1500 ms. Diseñada para ruidos de impacto impulsivos.

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3. Magnitudes de Evaluación: $L_{Aeq}$, $L_{AFmax}$ y $L_{Cpeak}$

• $L_{Aeq,T}$ (Nivel sonoro continuo equivalente): Nivel en dBA que, mantenido constante durante un intervalo de tiempo $T$, contiene la misma energía sonora que el ruido fluctuante medido real:

$$L_{Aeq,T} = 10 \lg \left[ \frac{1}{T} \int_{0}^{T} \frac{p_A^2(t)}{p_0^2} dt \right]$$

• $L_{AFmax}$: El valor máximo registrado en ponderación A con constante temporal Fast durante el período de medición.
• $L_{Cpeak}$: El valor del pico absoluto de la onda de presión sonora en ponderación C (sin integración RMS temporal). Crítico para evaluar riesgos de daño auditivo instantáneo.

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4. Ruido de Fondo y Correcciones Sustractivas

Toda medición de inmisión realizada en un receptor incluye el ruido residual o de fondo (tráfico, climatización, actividad urbana). Para obtener el nivel sonoro neto producido únicamente por la actividad ($L_{actividad}$), se aplica la fórmula de corrección logarítmica:

$$L_{actividad} = 10 \lg \left( 10^{\frac{L_{total}}{10}} - 10^{\frac{L_{fondo}}{10}} \right)$$

• Si $\Delta L = (L_{total} - L_{fondo}) > 10\text{ dB}$, la corrección es despreciable ($<0.4\text{ dB}$).
• Si $3\text{ dB} \le \Delta L \le 10\text{ dB}$, se aplica la corrección sustraendo el valor correspondiente.
• Si $\Delta L < 3\text{ dB}$, el ruido de fondo es dominante y la medición no es válida legalmente.

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5. Protocolo de Posicionamiento del Micrófono

Para evitar errores sistemáticos en la captura de datos SPL:

1. Altura e Inclinación: Montaje sobre trípode a una altura de 1.2 a 1.5 metros sobre el suelo. Orientación según el ángulo de incidencia calibrado de la cápsula (incidencia frontal $0^\circ$ o campo difuso).
2. Distancia a Superficies Reflectoras: En mediciones exteriores, situar el micrófono a más de 3.5 metros de fachadas o paredes para evitar reflexiones directas (si se mide a pared, aplicar corrección de $-3\text{ dB}$). En interiores, mantener una distancia mínima de 1 metro de paredes y ventanas.
3. Condiciones Meteorológicas: Uso obligatorio de pantalla antiviento de espuma de celdas abiertas. Cancelar la medición si la velocidad del viento supera los $5\text{ m/s}$.