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Las contaminaciones acústica, odorífera, lumínica y electromagnética Auma. Consultores en medio ambiente y energía, S.L. PID_00165110
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Las contaminaciones acústica, odorífera, lumínica y electromagnética
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Las contaminaciones acústica, odorífera, lumínica y electromagnética
Índice
1.
La contaminación acústica.............................................................
2.
Instrumentos de regulación y medición de la contaminación acústica...................................................................
3.
3.1.
5.
7
La calidad acústica. Los objetivos de calidad acústica y las medidas correctoras..........................................................................
4.
5
10
La distribución del territorio para el estudio y la actuación en materia de contaminación acústica ............................................
10
3.2.
Los mapas de ruido .....................................................................
11
3.3.
Los planes de acción ...................................................................
12
3.4.
Las medidas correctoras ..............................................................
13
La denominada contaminación odorífera o por olor...............
14
4.1.
Origen y clasificación de los productos con efectos odoríficos ...
14
4.2.
Caracterización de los olores ......................................................
15
4.3.
Medición ......................................................................................
16
Acciones correctoras de la contaminación odorífera...............
17
5.1.
Zonificación y planificación .......................................................
18
5.2.
Interrelación entre regulación de la contaminación odorífera y las licencias ambientales ..........................................................
18
6.
La contaminación lumínica............................................................
20
7.
Instrumentos de regulación y medidas correctoras sobre
8.
contaminación lumínica..................................................................
23
7.1.
25
La interrelación con la normativa de intervención ambiental ...
Campos electromagnéticos. Introducción y magnitudes básicas....................................................................................................
26
8.1.
Magnitudes específicas para la evaluación de riesgos .................
27
8.2.
El espectro electromagnético. Distribución en frecuencias .........
29
8.3.
Efectos inmediatos sobre los organismos ...................................
30
8.4.
Fuentes de exposición a los campos electromagnéticos .............
31
8.4.1.
Fuentes de exposición a campos de radiofrecuencia .....
31
8.4.2.
Fuentes de exposición a campos de frecuencia intermedia ......................................................................
8.4.3.
Fuentes de exposición a campos de frecuencia extremadamente baja ....................................................
8.4.4.
32 32
Medición de los valores de campo en líneas eléctricas de potencia ....................................................
33
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8.5.
Efectos de la exposición sobre la salud humana y animal ..........
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8.6.
Límites de exposición y valores de referencia ............................
34
8.6.1.
Restricciones básicas ......................................................
35
8.6.2.
Niveles de referencia ......................................................
36
Medidas correctoras ....................................................................
37
Bibliografía.................................................................................................
39
Anexo. Unidades y métodos de evaluación de la
40
8.7.
contaminación acústica, lumínica y odorífera.................................
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1. La contaminación acústica
El ruido es un sonido que la sociedad considera dañino o desagradable. En consecuencia, tratándose de un sonido, es una onda de presión que se propaga a través de un medio y cuyos parámetros característicos son su amplitud y su frecuencia. La amplitud es el valor de la sobrepresión que se alcanza, en una posición del espacio, como consecuencia del paso de la onda de presión. El oído humano es capaz, en general, de detectar, sin sufrir daños irreversibles, variaciones de presión acústica comprendidas entre 2,10-5Pa y 200 Pa. La frecuencia caracteriza el número de oscilaciones completas de presión que se producen, en una posición del espacio, durante un intervalo de tiempo de un segundo. La franja de audición humana está comprendida entre los 20 Hz y los 20.000 Hz; por debajo del límite inferior se estaría hablando de los infrasonidos, mientras que por encima de los 20kHz se trataría de los ultrasonidos. En la zona audible, la frecuencia determina el tono del sonido y permite diferenciar entre los sonidos de baja frecuencia (hasta 400 Hz), los de media frecuencia (entre 400 y 1.600 Hz) y los de alta frecuencia (por encima de 1.600 Hz).
Niveles admisibles de ruido en la ciudad.
Para cuantificar una señal acústica cualquiera se deben medir las magnitudes características que se han descrito anteriormente. Tanto los niveles de presión audibles, cuyo intervalo de variación es muy elevado (107 Pa), como la potencia de las fuentes, cuyo nivel más bajo se establece en los 10-12 W y que puede alcanzar los 10 W, presentan unos rangos de variación muy amplios. Si a esta razón se añade el hecho de que los humanos juzgan las sensaciones auditivas por comparación entre amplitudes, puede entenderse la introducción del decibelio (dB). Esta unidad utiliza una escala logarítmica, con lo que reduce el rango de variación y establece la cuantificación numérica por comparación con un valor de referencia. De esta manera, se obtiene una escala que se inicia en el umbral de audición con un nivel de 0 dB y que alcanza hasta los 120 dB, que sería el umbral del dolor.
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Los problemas de transmisión de ruido en las zonas residenciales, ya de por sí complicados como consecuencia de los diferentes hábitos, costumbres, culturas y actividades de sus ocupantes, se ven incrementados en aquellos casos en que se produce la coexistencia de actividades industriales o de servicios en promiscuidad con las viviendas. El control del ruido en los diferentes ámbitos de actividad humana es, cada vez más, uno de sus parámetros de calidad. Por esta razón, los diferentes agentes sociales han ido estableciendo leyes, ordenanzas y reglamentos que determinan los máximos niveles que, en función del uso que se da a un determinado espacio, pueden alcanzarse. Los desarrollos legislativos más recientes no se limitan a establecer los máximos niveles admisibles, sino que determinan, asimismo, los procedimientos a emplear, las condiciones que se deben dar y los equipos que se deben utilizar, para la medición de las diferentes magnitudes. Las diferentes administraciones, sensibles al impacto acústico de las actividades, requieren, para autorizar el funcionamiento de éstas, la incorporación al proyecto técnico de implantación de las garantías suficientes relativas a su repercusión ambiental y, en todo caso, la garantía de que se adoptan las medidas necesarias para la adecuación a la legislación vigente.
Instalaciones para evaluar el ruido producible.
Pantallas acústicas en la ciudad.
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2. Instrumentos de regulación y medición de la contaminación acústica
La principal referencia de regulación es la Directiva 2002/49/CE, que puede sintetizarse en los cinco puntos siguientes: •
La definición de unos indicadores de ruidos comunes para todos los Estados miembros.
•
La definición de métodos comunes de evaluación.
•
La elaboración, en una primera fase de diagnosis, de mapas estratégicos de ruido para poder evaluar o prever globalmente la exposición al ruido en una zona determinada.
•
La elaboración, en una segunda fase, de planes de acción para afrontar las cuestiones relativas al ruido y sus efectos, incluida la reducción.
•
La información a la población, tanto de los mapas estratégicos como de los planes de acción.
Los indicadores fijados en la Directiva de ruidos son dos: Lden y Lnight. El nivel equivalente Leq representa un nivel promedio temporal que, además de tener en cuenta los niveles de presión sonora, pondera su importancia en función del tiempo que ha durado cada episodio sonoro. En términos de energía, indica el nivel de presión sonora de una onda que, mantenida constante durante un período de tiempo, ha transportado la misma energía por unidad de superficie en una determinada posición del espacio. Al medirse los niveles de presión mediante una escala logarítmica (dB), el nivel de presión sonora resultante de dos sonidos simultáneos no es la suma de los niveles de presión sonora en dB de cada uno de ellos, sino que se produce la adición de las intensidades sonoras que pasan por dicho punto. En el caso de sumar dos sonidos que provocan, en una posición determinada, un mismo nivel de presión sonora L, se advierte que el nivel de presión sonora resultante implica un incremento de 3 dB en el nivel de presión sonora de una de las fuentes.
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En el análisis de un sonido o ruido es de suma importancia conocer, además del nivel de presión sonora, su espectro de frecuencias. Es decir, la distribución del contenido de energía acústica en cada una de las frecuencias o grupos de frecuencias que componen el sonido estudiado.
La frecuencia como factor de incremento del ruido captado.
Como un sonido complejo tiene componentes en la mayoría de las frecuencias comprendidas en el espectro audible, es poco práctico determinar una a una las frecuencias componentes. En el caso de señales no periódicas, se trabaja en bandas de frecuencia en vez de buscar tonos puros. El espectro de frecuencia especifica el contenido en dB de cada una de las bandas de frecuencia que se establecen. Para ello, se divide el rango de frecuencias audibles en grupos o bandas de frecuencia, siendo las más utilizadas las bandas de ancho proporcional y, en particular, las bandas de octava y tercio de octava. El oído humano no tiene la misma sensibilidad para todas las frecuencias. En la franja de las bajas frecuencias, la percepción sonora es menor que para las frecuencias medias o altas, siendo el rango de las frecuencias medias aquel en el que el oído humano es más sensible. Con el fin de aproximar los resultados objetivos, consecuencia de las mediciones, a la sensibilidad subjetiva del oído humano, se establecieron diferentes escalas de ponderación que debían aplicarse, en función del nivel sonoro global, para adecuar la medición a la sensación del oído humano.
Correcciones a aplicar en las bandas de octava para obtener la ponderación A.
La mayoría de normas utilizan la escala de ponderación A, que modifica la importancia de los contenidos energéticos de las diferentes bandas de octava. Cuando se aplica dicha escala de ponderación, se habla de decibelios A (dBA). En la tabla anterior, se indican las correcciones que deben aplicarse a los niveles de presión sonora de cada banda de octava para obtener el correspondiente valor ponderado A. Lden es un indicador del ruido existente en un punto concreto evaluado durante un largo período de tiempo. Lnight son los niveles sonoros medios a largo plazo, ponderados, definidos en la norma ISO 1996-2:1987 a lo largo de todos los períodos: diurno, de tarde y de noche, respectivamente, durante un año.
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Indicadores Lden y Lnight.
En el proceso de elaboración de la directiva citada, se analizaron los diferentes métodos de evaluación existentes para la determinación de los niveles de ruido en un punto concreto. Este análisis se realizó por diferentes focos: tránsito rodado, ferrocarriles, aeronaves e industrias. Los modelos que hay difícilmente se adaptan a uno igual en todos los países miembros de la Unión Europea teniendo en cuenta las diferencias existentes (climatología, infraestructuras, hábitos, etc.). Por este motivo, se cree conveniente desarrollar nuevos modelos más perfeccionados que sean más versátiles y precisos. Esta tarea se está realizando a través del proyecto Harmonoise.
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3. La calidad acústica. Los objetivos de calidad acústica y las medidas correctoras
El concepto central de toda la regulación en materia de contaminación acústica no es otro que el de calidad acústica. La calidad acústica se refiere al grado de adecuación de las características acústicas de un espacio a las actividades que se realizan en su ámbito. Al mismo tiempo, en función del tipo de actividades que se desarrollen en un área o zona, se fijarán unos determinados objetivos de calidad, entendidos éstos como el conjunto de requisitos que, en relación con la contaminación acústica, deben cumplirse en un momento dado en un espacio determinado. Esto se traduce finalmente en que, en cada zona, los índices acústicos a considerar dependerán de cuáles sean las actividades predominantes. 3.1. La distribución del territorio para el estudio y la actuación en materia de contaminación acústica En coherencia con lo expuesto, se precisa realizar un zonificación del territorio con el fin de asignarle a cada zona unos valores y objetivos de calidad acústica, así como indicadores y valores límite acústicos.
Áreas acústicas como referente de aceptación de niveles.
Para ello, se prevé la separación del territorio en áreas acústicas. En España, la Ley 37/2003 del Ruido (desarrollada reglamentariamente por el Real Decreto 1513/2005 relativo a la evaluación y gestión del ruido ambiental, y por el Real Decreto 1367/2007 relativo a la zonificación acústica, objetivos de calidad y emisiones acústicas) dispone que el territorio deberá clasificarse en áreas acústicas, las cuales son definidas como el ámbito territorial que presenta el mismo objetivo de calidad acústica. La clasificación deberá realizarse en función del uso predominante del suelo, ya sea residencial, industrial, recreativo y de espectáculos, terciario, sanitario (o docente y cultural), sistemas generales y espacios naturales. Asimismo, paralelamente a la delimitación de áreas acústicas, se prevé la existencia de diferentes zonas, como son las zonas de servidumbre acústica, las zonas de protección acústica especial, las zonas de situación acústica especial y las reservas de sonidos de origen natural, cada una de las cuales tendrá su tratamiento específico.
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Las zonas de servidumbre acústica son "sectores del territorio afectados al funcionamiento o desarrollo de transporte, viario, ferroviario, aéreo, portuario o de otros equipamientos públicos que quedarán afectados a servidumbres acústicas. Sectores del territorio que estarán delimitados en los mapas de ruido, en los que las inmisiones podrán superar los objetivos de calidad acústica aplicables a las correspondientes áreas acústicas y donde se podrán superar los objetivos de calidad acústica aplicables y donde se podrán establecer restricciones para determinados usos del suelo, actividades, instalaciones o edificaciones, con la finalidad de cumplir los valores límite de inmisión establecidos para aquéllos". Las zonas de protección acústica especial son "las áreas en las que se incumplan los objetivos aplicables de calidad acústica, aun observándose por los emisores acústicos los valores límites aplicables", que deberán contar con planes zonales específicos, pudiendo éstos determinar las zonas donde se apliquen restricciones horarias o por razón del tipo de actividad a las obras a realizar en la vía pública o en edificaciones, las zonas o vías en las que no puedan circular determinadas clases de vehículos a motor o deban hacerlos con restricciones y la no autorización de emisores acústicos que incrementen los valores de los índices de inmisión existentes. Las zonas de situación acústica especial son zonas en las que la aplicación de las medidas correctoras aplicables de acuerdo con la planificación no permite conseguir los objetivos de calidad. La declaración de un espacio como zona de situación acústica especial requerirá la adopción de medidas correctoras específicas. Las reservas de sonidos de origen natural son zonas que deben protegerse de la contaminación acústica debido el interés en conservar sonidos de origen natural. Evidentemente, parece tratarse de espacios naturales protegidos. 3.2. Los mapas de ruido Uno de los instrumentos básicos que establece la normativa de ruido es el mapa de ruido, definido como "la presentación de datos sobre una situación acústica existente o pronosticada en función de un índice de ruido, en la que se indicará la superación de cualquier valor límite pertinente vigente, el número de personas afectadas en una zona específica o el número de viviendas expuestas a determinados valores de un índice de ruido en una zona específica". Los mapas de ruido tendrán los objetivos siguientes: •
Permitir la evaluación global de la exposición a la contaminación acústica en una determinada zona.
•
Permitir la realización de predicciones globales para la zona.
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Posibilitar la adopción fundada de planes de acción en materia de contaminación acústica y de medidas correctoras.
Por su parte, los mapas contendrán la siguiente información: •
Valor de los índices acústicos existentes o previstos en cada área.
•
Valores límite y objetivos de calidad aplicables a cada área.
•
Indicación de la superación o no de los índices acústicos de los valores límite y sobre el cumplimiento no de los objetivos de calidad.
•
Número estimado de personas, viviendas, colegios y hospitales expuestos a la contaminación de cada área.
Información relevante en los mapas de ruido.
Se distinguen dos tipos de mapas de ruido: los estratégicos y los no estratégicos. Los estratégicos son diseñados para poder evaluar o realizar predicciones de la exposición al ruido en una zona determinada, o para poder realizar predicciones globales para dicha zona. Los no estratégicos se elaborarán para las áreas acústicas en las que se compruebe el incumplimiento de los objetivos de calidad acústica. En Cataluña, estos mapas han sido denominados por la normativa como "mapas de capacidad acústica" (cuya elaboración corresponde a los ayuntamientos), tratándose de un instrumento que asigna los niveles de inmisión fijados como objetivos de calidad en un determinado territorio. 3.3. Los planes de acción Para asegurar la consecución de los objetivos de calidad, la ley crea la figura del plan de acción en materia de contaminación acústica de periodos quinquenales, teniendo como objetivo afrontar globalmente las cuestiones de contaminación acústica en el área o áreas de alcance, determinar las acciones prioritarias y proteger las zonas tranquilas. Los planes de acción deben tener el contenido siguiente: •
Descripción de la aglomeración, los principales ejes viarios, los ferroviarios o principales aeropuertos y otras fuentes de ruido
•
Autoridad responsable
•
Valores límite
•
Resumen de los resultados del cartografiado del ruido
•
Evaluación del número de personas expuestas al ruido, y de los problemas y las situaciones que deben mejorar
•
Medidas para reducir el ruido
•
Actuaciones previstas en un periodo de tiempo
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•
Estrategia a largo plazo
•
Información económica
•
Métodos de evaluación de los resultados
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La planificación territorial y urbanística ha de tener en cuenta las zonificaciones realizadas en materia acústica. En este sentido, las leyes que regulan el proceso urbanizador contemplan que, con cada instrumento de planeamiento urbanístico, se incluya un informe de sostenibilidad ambiental que deberá evaluar todas estas cuestiones.
Influencia de la zonificación acústica en la zonificación urbanística.
3.4. Las medidas correctoras El ruido puede controlarse, básicamente, según dos estrategias que pueden clasificarse en función de la actitud del sistema de contención: •
Pasivas. Incluyen los métodos basados en atenuación y distanciamiento de la fuente.
•
Activas. Anulan o amortiguan el sonido.
Las medidas correctoras más comunes son las pasivas, si bien no siempre es posible alejar la fuente del ruido de los receptores; usualmente, se recurre a la instalación de barreras acústicas para atenuar la presión sonora que reciben éstos. El diseño de sistemas de contención del ruido por barreras acústicas requiere un buen conocimiento de las características del ruido que se desea atenuar, básicamente los niveles de la emisión y espectro del ruido en frecuencias u octavas. Este tipo de medidas pueden ser aplicadas tanto en el origen del ruido (fuente), mediante la selección de maquinaria menos ruidosa o la instalación de sistemas de reducción en carcasas, silent-blocks o aislamientos específicos; pueden ser realizados en las ubicaciones de los receptores (aislamiento en edificios de viviendas). Asimismo, son destacables las barreras acústicas en carreteras, líneas de ferrocarril, etc. Las estrategias activas de control del ruido se encuentran aún en una fase embrionaria, aunque se han aplicado con éxito en algunos casos prácticos, por lo que su utilización no se encuentra generalizada. Consisten en un sistema adaptativo basado en la cancelación del sonido por medio de la emisión de ondas sonoras en contraposición de fase, con lo que se produce una interferencia destructiva que amortigua el ruido en la posición del receptor.
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4. La denominada contaminación odorífera o por olor
Se entiende por contaminación odorífera aquella concentración de compuestos en el aire que causan determinados efectos molestos y perjudiciales en las personas debidos a su olor. La definición de olor y sus efectos debido a su carácter subjetivo, como después se indicará, tiene distintas acepciones.
La dificultad de objetivizar la contaminación odorífera.
El hecho de ser un elemento que afecta a las personas con distintas características fisiológicas y de entornos psicosociales diversos, y por tanto de una cierta subjetividad, plantea dificultades en una definición y medida de los parámetros a controlar y limitar. Sin embargo, y por entrar en una norma que después utilizaremos, tomaremos la definición de la norma UNE-EN 13725, que define el olor como "atributo organoléptico perceptible por el órgano olfativo cuando se respiran determinadas substancias volátiles". Al tratar de la contaminación odorífica, no se tienen en cuenta los efectos propiamente tóxicos que puedan tener los compuestos químicos origen de los olores. El efecto más importante de la contaminación odorífica es una sensación de molestia o desagrado que puede ser percibido, en distintos grados, de modo individual o colectivo, con consecuencias psicológicas y/o sociales. Sin embargo, en casos más graves debidos a la concentración de las substancias causantes o a una mayor sensibilidad de la persona, el olor puede crear algunos efectos fisiológicos como náuseas, vómitos, dolor de cabeza, pérdida de apetito, etc. 4.1. Origen y clasificación de los productos con efectos odoríficos Para simplificar, se pueden clasificar los productos químicos a partir de su efecto odorífico en dos grupos, dependiendo de su origen, lo que además se relaciona con la mayor o menor facilidad de medida y eliminación: •
Substancias puras. Son las materias primas, productos intermedios o acabados, producidos en industrias generalmente químicas, farmacéuticas, alimentarias, etc. Estas substancias se pueden clasificar en función de familias que de alguna forma se presentan con una misma gama de olores, como:
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compuestos sulfurados, compuestos nitrogenados, moléculas oxigenadas y otras moléculas (hidrocarburos aromáticos, alifáticos, etc.). •
Mezclas. Son los producidos en reacciones químicas o biológicas, generalmente de materia orgánica en medio aeróbico o anaeróbico, explotaciones ganaderas, etc. Estas mezclas de productos se pueden identificar con un conjunto de pocos componentes básicos en función del tipo de reacción que los genere. En el caso de la fermentación aeróbica de materia orgánica, los componentes fundamentales son: ácido sulfhídrico, amoniaco, mercaptanos y aminas.
4.2. Caracterización de los olores Como se ha indicado anteriormente, dado el carácter fisiológico del perceptor, es muy difícil definir una caracterización de la concentración de cada producto que es capaz de generar los efectos nocivos de la contaminación odorífica. Para ello, debe tenerse en cuenta la intensidad del foco causante, así como la frecuencia y duración de la exposición al mismo.
Caracterización de olores e intensidades basada en la experimentación.
Para la caracterización de la intensidad del elemento causante, se han definido diferentes parámetros basados en la experimentación fisiológica. Hablaremos de dos que, a su vez, pueden aplicarse a los conceptos de substancia pura o mezcla: •
UO (umbral olfativo). Se define como umbral olfativo aquella concentración que es percibida por un 50% de las personas de un panel sometido al estudio. Varios países y organismos han publicado tablas con los UO de la mayoría de compuestos volátiles.
•
UOE (unidad de olor europea). Con el objeto de definir un parámetro que pueda ser utilizado en la legislación y normativa a aplicar, la norma UNEEN 13725 define la unidad ruropea de olor como: "Cantidad de substancias odoríficas que cuando se evaporan en un metro cúbico de gas neutro, producen una respuesta fisiológica en un panel de expertos la que produce una MORE (masa de olor de referencia europea) evaporada en un metro cúbico de gas neutro, el 50% de los miembros del panel perciben la sustancia. Siendo una MORE el equivalente a 0,123 mg de n-butanol disuelto en un metro cúbico de gas neutro, en condiciones normales".
Ved también En el anexo, presentamos una tabla de UO para los productos químicos más comunes.
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Para la valoración de la frecuencia y duración a la exposición del elemento causante, se utilizan las observaciones horarias durante un año. Así, el porcentaje 98% n UOE sería que, estadísticamente, durante un 98% de las horas de un año la inmisión no será superior a n UOE. 4.3. Medición Una vez establecidos los parámetros de caracterización, aparece el problema de medir éstos de forma fiable y repetible. A este respecto, se pueden clasificar en los tres grupos siguientes: •
Métodos sensoriales u olfatométricos. Consiste en la detección, por parte de un panel de expertos (entendidos como personas no afectadas por ninguna disminución sensorial frente a olores específicos), de un olor no específico o de una substancia pura.
•
Métodos físico-químicos. Se utiliza la tecnología analítica existente (principalmente, cromatografía o espectrometría de masas) para la detección y caracterización de compuestos volátiles puros o en una mezcla.
•
"Nariz electrónica". Se compone de un conjunto de analizadores por familia química unido a un sistema de inteligencia artificial. El desarrollo actual de estos sistemas sólo permite su uso para monitoreo en continuo de una emisión odorífica con tipo de compuestos constantes y una vez calibrado.
Para el estudio de inmisión de olores molestos, la norma europea UNE-EN 13725 indica los pasos a seguir siguientes: •
Determinación de las fuentes relevantes de olor e identificación o toma de muestra de las mismas
•
Análisis de las muestras por determinación físico-química de las mismas en el caso de ser identificables o puras, o mediante panel de expertos (sistema sensorial)
•
Cálculo de las emisiones de olor de cada fuente en UOE o múltiplo de UO
•
Cálculo de los niveles de inmisión en el punto a controlar (simulación, modelización)
•
Determinación de acciones correctoras en caso de sobrepasar el límite preestablecido
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5. Acciones correctoras de la contaminación odorífera
No existe normativa internacional o comunitaria específica de la contaminación odorífera, sino que debe aplicarse la normativa general de contaminación atmosférica o las típicas normas de vecindad establecidas en los códigos civiles estatales. Lo mismo sucede en España o en Cataluña. No obstante, Cataluña elaboró un borrador en el año 2005 de Ley Contra la Contaminación Odorífera en el que se fijaban, como finalidades básicas, alcanzar un nivel de protección de las personas frente a la contaminación odorífera y evitar la intrusión de olores en el ámbito domiciliario para garantizar el derecho a la intimidad. El borrador de ley prevé que, en las tramitaciones de las licencias ambientales de la actividad, se incluyan análisis, estudios y medidas en relación con la contaminación odorífera, utilizándose para la medición y análisis la norma técnica UNE-EN 13725. Las medidas a adoptar para reducir las inmisiones olorosas a niveles permisibles o imperceptibles dependerán de las substancias emitidas y de la concentración espacial de las emisiones. Por lo que se refiere a la concentración espacial, se puede distinguir entre las fuentes siguientes: •
Fuentes concentradas o puntuales. Permiten el tratamiento (si es necesario) de las substancias contaminantes y su adecuada dispersión al ambiente mediante chimeneas de las características adecuadas.
•
Fuentes difusas provinentes de actividades extendidas. En una primera fase, y antes de tratar las substancias contaminantes, se debe pensar en el confinamiento de los sistema o instalaciones generadores de olor y la emisión del aire contaminado, mediante chimeneas adecuadas, para convertir una fuente difusa en una fuente concentrada de más fácil control y corrección.
En el caso de tener que tratar el aire contaminado, y en función de su composición y concentración, existen diferentes métodos que se pueden aplicar unitariamente o en combinación. A continuación, indicamos los más importantes: •
Oxidación catalítica. De inversión elevada e instalación compleja, consume energía aunque puede permitir aprovechar el calor generado, muy utilizado para eliminar productos orgánicos y COV en general.
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•
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Lavado químico. Consumo de reactivos; normalmente generan efluentes acuosos a tratar. Se utiliza para grandes caudales.
•
Filtro biológico. Bajo de coste, instalación y mantenimiento, de alto rendimiento y adaptable a una gran variedad de contaminantes.
•
Placas absorbentes. Se trata de elementos con textura de gel impregnado de productos fundamentalmente oxidantes, que absorben y reaccionan con las substancias contaminantes. Colocadas normalmente en conductos con aire contaminado (cloacas, etc.), deben ser sustituidos una vez consumidos.
•
Carbón activo. Se satura frecuentemente, obligando al cambio de lecho. Eficaz para grandes moléculas, se utiliza para contaminaciones esporádicas o como descontaminador de seguridad.
5.1. Zonificación y planificación El borrador de la Ley Catalana de Contaminación Odorífera prevé la posibilidad de declarar un área del territorio como zona de olor de régimen especial, lo cual comportaría la redacción de un plan de actuaciones que debería contemplar la identificación de las fuentes emisoras de la zona y las medidas a adoptar para superar el episodio de contaminación. La declaración de una zona de olor en régimen especial podría conllevar la revisión de las licencias ambientales de las actividades de la zona, e incluso la imposición de medidas correctoras adicionales. 5.2. Interrelación entre regulación de la contaminación odorífera y las licencias ambientales De aprobarse el borrador citado, las actividades sometidas a la normativa de intervención integral de intervención ambiental deberán aportar, junto con el proyecto, toda una serie de información relativa a la potencial incidencia olfativa en el entorno. La información a aportar sería la siguiente: •
Análisis de las emisiones de olor de la actividad que incluya una relación de fuentes de emisión de olor y la cuantificación de los niveles de emisión de cada fuente.
•
Análisis de la incidencia a causa del olor de la actividad en su entorno y valoración de los niveles de inmisión.
•
Documentación acreditativa del cumplimiento de los valores objetivo de inmisión de olor.
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•
Medidas preventivas y correctoras y de las buenas prácticas.
•
Descripción del entorno con indicación de otras posibles fuentes cercanas.
Para el resto de actividades, se establece la obligación de aportar simplemente una descripción de las fuentes de olor, además de las medidas preventivas y correctoras y de buenas prácticas.
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6. La contaminación lumínica
La contaminación lumínica puede definirse como la emisión de flujo luminoso de fuentes artificiales nocturnas en intensidades, direcciones, rangos espectrales u horarios innecesarios para la realización de las actividades previstas en la zona en la que se instalan las luces. Un ineficiente y mal diseñado alumbrado exterior, la utilización de proyectores y cañones láser, la inexistente regulación del horario de apagado de iluminaciones publicitarias, monumentales u ornamentales, etc., generan este problema cada vez más extendido. La contaminación lumínica tiene, como manifestación más evidente, el aumento del brillo del cielo nocturno, por reflexión y difusión de la luz artificial en los gases y en las partículas del aire, de forma que se altera su calidad y condiciones naturales hasta el punto de hacer desaparecer estrellas y demás objetos celestes.
La contaminación lumínica como producto de un determinado modelo de urbanización y vida urbana.
El alumbrado exterior permite el desarrollo de actividades en la noche, pero debe evitarse la emisión de luz directa a la atmósfera y emplear la cantidad de luz estrictamente necesaria. Se plantean dos aspectos bien diferenciados, los efectos ambientales directos, como puede ser la disminución de los avistamientos estelares y la creación de aureolas y, por otra parte, la optimización de la eficiencia energética en la iluminación, que lleva asociados intrínsecamente efectos ambientales en relación con la generación de electricidad y el consumo de energías primarias. El objeto de la regulación específica y las medidas correctoras deben ser las siguientes: •
Mejorar la eficiencia y el ahorro energético, así como la disminución de las emisiones de gases de efecto invernadero.
•
Limitar el resplandor luminoso nocturno o contaminación luminosa y reducir la luz intrusa o molesta.
Medidas que afectan a las instalaciones de alumbrado.
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La sensibilización respecto al problema de la contaminación lumínica es un fenómeno relativamente reciente. En general, existe escasa conciencia social, pese a las consecuencias negativas comentadas. En este sentido, cabe reseñar otras consecuencias de la iluminación ineficaz, como pueden ser los efectos en la seguridad de navegación, el daño a los ecosistemas nocturnos y la degradación del cielo nocturno, que constituye un patrimonio natural y cultural, y los problemas causados a los observatorios astronómicos. Dada la reciente sensibilización por el tema de la contaminación lumínica, y a instancias de las recomendaciones de la comunidad científica, se han trasladado a la normativa española y catalana una serie de normativas y disposiciones técnicas que, por una parte, regulan la eficiencia energética de los sistemas de iluminación de nueva instalación, y por otra, realizan una clasificación del territorio en base a su grado de urbanización, y dentro de ellas, se establecen unas limitaciones en cuanto a los niveles de resplandor. Todo ello deberá resultar, a medida que se vaya renovando el parque de luminarias, en una mejora de la calidad lumínica del cielo y en un aumento de la eficiencia energética a nivel estatal. La eficiencia energética de una instalación de alumbrado exterior se define como la relación entre el producto de la superficie iluminada por la iluminancia media en servicio de la instalación y la potencia activa total instalada.
La eficiencia energética de las instalaciones de alumbrado
Valores de referencia de eficiencia (instrucción técnica sobre eficiencia energética).
Con objeto de facilitar la interpretación de la calificación energética de la instalación de alumbrado y, en consonancia con otras reglamentaciones, se define una etiqueta que caracteriza el consumo de energía de la instalación mediante una escala de siete letras, que va desde la letra A a la G. El índice utilizado para la escala de letras será el índice de consumo energético (ICE), que es igual al inverso del índice de eficiencia energética:
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Calificación energética de instalaciones de iluminación.
Adicionalmente, la instrucción establece que, entre la información que se debe entregar a los usuarios, figurará la eficiencia energética, su calificación mediante el índice de eficiencia energética, medido, y la etiqueta que mide el consumo energético de la instalación.
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7. Instrumentos de regulación y medidas correctoras sobre contaminación lumínica
La Ley Estatal 34/2007 de Calidad del Aire y Protección de la Atmósfera establece que las administraciones públicas "promoverán la prevención y reducción de la contaminación lumínica" para un uso eficiente del alumbrado exterior. También se busca preservar al máximo las condiciones naturales de las horas nocturnas en beneficio de la fauna, flora y ecosistemas, prevenir, minimizar y corregir los efectos de la contaminación lumínica en el cielo nocturno y reducir la intrusión luminosa en las zonas que no se pretenden iluminar. En su desarrollo, se aprobó el Real Decreto 1890/2008 de Eficiencia del Alumbrado Público. La instrucción técnica complementaria sobre resplandor luminoso, nocturno y luz intrusa o molesta establece que, en el territorio, se establezcan niveles de protección en base a la siguiente clasificación:
Clasificación de zonas de protección contra contaminación luminosa.
La instrucción describe cómo la luminosidad del cielo producida por las instalaciones de alumbrado exterior depende del flujo hemisférico superior instalado y es directamente proporcional a la superficie iluminada y a su nivel de iluminancia, e inversamente proporcional a los factores de utilización y mantenimiento de la instalación. Limita las emisiones luminosas hacia el cielo en las instalaciones de alumbrado exterior, con excepción de las de alumbrado festivo y navideño.
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Limitaciones de la luz molesta de instalaciones de alumbrado exterior.
La legislación establece tres tipologías de contaminación lumínica. Son las siguientes: •
Difusión hacia el cielo. La forma de contaminación consistente en la emisión de flujos luminosos que se difunden hacia el firmamento.
•
Deslumbramiento. La forma de contaminación consistente en la emisión de flujos luminosos que dificultan o imposibilitan la visión.
•
Intrusión lumínica. La forma de contaminación consistente en la emisión de flujos luminosos que exceden del área donde son útiles para la actividad prevista e invaden zonas en que no son necesarios y en que pueden causar molestias o perjuicios.
Así pues, a pesar de la necesidad de mantener una iluminación en los entornos en los que desarrollan actividades durante la noche, es posible aplicar medidas que, dentro de lo posible, permiten mantener un correcto nivel de iluminación reduciendo los efectos adversos. Las principales son las siguientes: •
Impedir que la luz se emita por encima de la horizontal y dirigirla sólo allí donde es necesaria. Emplear luminarias apantalladas cuyo flujo luminoso se dirija únicamente hacia abajo.
•
Usar lámparas de espectro poco contaminante y mayor eficiencia energética, preferentemente con una potencia adecuada al uso.
•
Iluminar exclusivamente aquellas áreas que lo necesiten, de arriba hacia abajo y sin dejar que la luz escape fuera de estas zonas.
•
Ajustar los niveles de iluminación en el suelo a los recomendados por organismos como el Instituto Astrofísico de Canarias o la Comisión Internacional de Iluminación.
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•
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Regular el apagado de iluminaciones ornamentales, monumentales y publicitarias.
•
Regular la utilización de cañones de luz o láser y proyectores que envíen luz hacia el cielo.
•
Reducir el consumo en horas de menor actividad, mediante el empleo de reductores de flujo o el apagado selectivo de luminarias. Apagar totalmente las luminarias que no sean necesarias.
Precauciones que afectan a los proyectos de alumbrado.
En el ámbito autonómico, Cataluña es innovadora en esta materia; se aprobó la Ley 6/2001 de Ordenación Ambiental del Alumbrado para la Protección del Medio Nocturno, que siguieron otras comunidades. La ley ha sido desarrollada por el Reglamento aprobado por el Decreto 82/2005. Dicha legislación establece que los municipios deben aprobar el Plan municipal de adecuación de la iluminación exterior, debiendo éste concretar el programa de actuaciones para adaptar el alumbrado público y las acciones para promover la adaptación de la iluminación exterior. 7.1. La interrelación con la normativa de intervención ambiental Las actividades sometidas a licencia ambiental y de obras deben incorporar un informe de las características del alumbrado exterior para que pueda ser analizado por el municipio. La actividad tendrá que adaptar su iluminación a las prescripciones establecidas. El contenido del informe será el siguiente: •
Descripción del proyecto
•
Zona de protección donde se ubica
•
Características de las instalaciones y aparatos de iluminación
•
Sistemas de regulación horaria
•
Programa de mantenimiento
•
Memoria justificativa de uso en horario nocturno si es el caso
En el caso de proyectos de actividades o infraestructuras que deban someterse a procedimiento de evaluación de impacto ambiental, han de incluir el informe mencionado antes, y la Oficina de Prevención contra la Contaminación Lumínica tendrá que pronunciarse al respecto.
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8. Campos electromagnéticos. Introducción y magnitudes básicas
Los campos electromagnéticos son los que resultan en la presencia simultánea de campos de fuerza eléctricos y magnéticos. La existencia de dichos campos es común en la naturaleza debido a distintos fenómenos, aunque pueden ser asimismo generados por actividades humanas, generalmente en la aplicación de la electricidad. La existencia de los campos eléctricos está asociada de forma exclusiva con la presencia de carga eléctrica en el espacio, mientras que la aparición de un campo magnético está ligada a que dicha carga se encuentre en movimiento y posea una velocidad. Los campos eléctricos y magnéticos son campos vectoriales que se definen por su direccionalidad y magnitud en los diferentes puntos del espacio. En el caso de los campos eléctricos, su definición es unívoca por medio de la magnitud básica, que en sistema internacional son los voltios por metro (V·m-1), mientras que los campos magnéticos pueden ser definidos indistintamente como flujo magnético (B) o bien como intensidad de campo (H). Estos conceptos están íntimamente relacionados mediante una constante de proporcionalidad llamada permeabilidad magnética, por lo que es suficiente con expresar el campo en los términos de uno solo de ellos. Las unidades básicas del flujo magnético es el tesla (T), y la de la intensidad del campo magnético son los amperios por metro (A·m-1). B�=�μ�·�H El valor de la permeabilidad magnética (μ) viene dado por el medio circundante y, así, su valor para el vacío, el aire y materiales no magnéticos, incluyendo los materiales biológicos, es equivalente a 4�·�δ�10-7�N�·�A-2�(μo). A efectos prácticos, el módulo o magnitud del campo eléctrico (E) generado por una carga puntual en el espacio viene dado por la siguiente expresión, o Ley de Coulomb:
En dicha ecuación, podemos encontrar varios términos, a saber: la carga eléctrica (Q), la constante de permisividad eléctrica o constante dieléctrica del medio; en este caso, se presenta la del vacío åo = 8,85�×�10-12�F�·�m-1, la distancia al punto del campo considerado (r).
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Del mismo modo, se puede definir la magnitud del campo magnético según la siguiente expresión:
En dicha ecuación, podemos encontrar varios términos, a saber: la carga eléctrica (Q), la constante de permeabilidad magnética (μo), la distancia al punto del campo considerado (r) y la velocidad de la carga (v). De la observación de las ecuaciones se deducen algunos conceptos importantes, que son los siguientes: •
La magnitud de los campos electromagnéticos es directamente proporcional a la carga eléctrica.
•
La magnitud de los campos electromagnéticos es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. Lo cual explica el fenómeno de la atenuación.
8.1. Magnitudes específicas para la evaluación de riesgos De las recomendaciones de la Organización Mundial de la Salud, que en Europa la Comisión ha trasladado a una directiva para la protección contra la exposición a las radiaciones no ionizantes, se extraen varias magnitudes, según el nivel medido o calculado, de las que se puede deducir si los niveles de exposición del público en general son aceptables en dichas situaciones. En general, estas magnitudes se definen como sigue: •
La corriente de contacto (IC) entre una persona y un objeto se expresa en amperios (A). Un objeto conductor en un campo eléctrico puede ser cargado por el campo.
•
La densidad de corriente (J) se define como la corriente que fluye por una unidad de sección transversal perpendicular a la dirección de la corriente, en un conductor volumétrico como puede ser el cuerpo humano o parte de éste, expresada en amperios por metro cuadrado (A/ m2).
•
La intensidad de campo eléctrico es una cantidad vectorial (E) que corresponde a la fuerza ejercida sobre una partícula cargada independientemente de su movimiento en el espacio. Se expresa en voltios por metro (V/m).
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•
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La intensidad de campo magnético es una cantidad vectorial (H) que, junto con la inducción magnética, determina un campo magnético en cualquier punto del espacio. Se expresa en amperios por metro (A/m).
•
La densidad de flujo magnético o inducción magnética es una cantidad vectorial (B) que da lugar a una fuerza que actúa sobre cargas en movimiento, y se expresa en teslas (T). En espacio libre y en materiales biológicos, la densidad de flujo o inducción magnética y la intensidad de campo magnético se pueden intercambiar utilizando la equivalencia A m-1 = 4 δ 10-7 T.
•
La densidad de potencia (S) es la cantidad adecuada que se utiliza para frecuencias muy altas, cuya profundidad de penetración en el cuerpo es baja.
•
Es la potencia radiante que incide perpendicular a una superficie, dividida por el área de la superficie, y se expresa en vatios por metro cuadrado (w/ m2).
•
La absorción específica de energía (SA, specific energy absorption) se define como la energía absorbida por unidad de masa de tejido biológico, expresada en julios por kilogramo (J/kg). En esta recomendación, se utiliza para limitar los efectos no térmicos de la radiación de microondas pulsátil.
•
La tasa de absorción específica de energía (SAR, specific energy absorption rate), cuyo promedio se calcula en la totalidad del cuerpo o en partes de éste, se define como la energía que es absorbida por unidad de masa de tejido corporal, y se expresa en vatios por kilogramo (W/kg). El SAR de cuerpo entero es una medida ampliamente aceptada para relacionar los efectos térmicos adversos con la exposición a la RF. Junto con el SAR medio de cuerpo entero, los valores SAR locales son necesarios para evaluar y limitar una deposición excesiva de energía en pequeñas partes del cuerpo como consecuencia de unas condiciones especiales de exposición, como por ejemplo: la exposición a la RF en la gama baja de Mhz de una persona en contacto con la tierra, o las personas expuestas en el espacio adyacente a una antena.
De entre estas cantidades, las que pueden medirse directamente son la densidad de flujo magnético, la corriente de contacto, la intensidad del campo eléctrico y la del campo magnético y la densidad de potencia.
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8.2. El espectro electromagnético. Distribución en frecuencias Los campos y ondas electromagnéticos pueden clasificarse atendiendo a su longitud de onda o frecuencia, destacando que éstas coinciden con la de las corrientes eléctricas que los generan. La mayoría de los campos electromagnéticos generados por el hombre cambian de sentido en el tiempo a una determinada frecuencia. El espectro de dicha frecuencia abarca desde las altas (radiofrecuencias), que utilizan los teléfonos móviles, televisión y sistemas de comunicación por radio, pasando por frecuencias intermedias, como las generadas por las pantallas de ordenador, hasta las llamadas frecuencias extremadamente bajas, como las generadas por las líneas eléctricas. El término estático se refiere a los campos que no varían con el tiempo. Los campos magnéticos estáticos se utilizan en el diagnóstico por imagen, y se generan por aparatos que utilizan corriente continua. Así, la distribución básica en frecuencias del espectro electromagnético completo es la que se presenta en la figura siguiente. Los campos que se tratan en el presente capítulo comprenden la franja que va desde los 0 Hz a los 300 GHz.
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Espectro electromagnético
8.3. Efectos inmediatos sobre los organismos La exposición a campos electromagnéticos provoca efectos biológicos inmediatos, si el campo es lo suficientemente fuerte. Los efectos van desde la estimulación de los sistemas nervioso y muscular hasta el calentamiento de los tejidos del cuerpo, dependiendo de la frecuencia. Para proteger contra estos efectos, la Organización Mundial de la Salud (OMS) ha establecido unos límites de exposición a modo preventivo. De forma posterior, dichos límites se han traspuesto a diferentes normativas y reglamentos estatales para controlar la construcción y el desarrollo de las infraestructuras que utilizan los campos electromagnéticos y proteger, en general, a la población de sus posibles efectos adversos.
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8.4. Fuentes de exposición a los campos electromagnéticos
8.4.1. Fuentes de exposición a campos de radiofrecuencia Los campos de radiofrecuencia se utilizan a menudo en las comunicaciones modernas. Las fuentes más conocidas son los teléfonos móviles, los teléfonos inalámbricos, las redes locales inalámbricas y las torres de transmisión de radio. También utilizan campos de radiofrecuencia los escáneres médicos, los sistemas de radar y los hornos microondas. Las radiofrecuencias van desde los 100 kHz hasta los 300 GHz. Cuando se exponen los organismos vivos a campos de radiofrecuencia, éstos van poco a poco absorbiendo energía. No es fácil saber exactamente cuánta energía de radiofrecuencia absorbe cada día una persona, ya que la exposición depende de muchos factores, sobre todo de la distancia que la separa de la fuente. La intensidad de campo disminuye rápidamente al aumentar la distancia, lo que significa que una persona puede absorber más energía de un dispositivo utilizado muy de cerca (un teléfono móvil de mano, por ejemplo) que de una fuente más potente, como una torre de transmisión de radio, que esté más lejos. En Europa, se han establecido unos límites de seguridad para la exposición a campos de radiofrecuencia. Para los teléfonos móviles de mano, estos límites se expresan en términos de la energía que absorbe la cabeza, que es la parte del cuerpo más expuesta durante el uso. Otros dispositivos inalámbricos utilizados de cerca, como los teléfonos y las redes informáticas inalámbricos, también generan ondas de radio, pero la intensidad de la exposición a estas fuentes suele ser menor que la de los teléfonos móviles. Las estaciones base de telefonía móvil y las torres de transmisión de radio son estructuras que actúan como soporte de las antenas que transmiten señales de radio. Como la intensidad de campo disminuye rápidamente con la distancia, la mayoría de la gente está expuesta a sólo una fracción del máximo recomendado. Las personas que viven o trabajan cerca de torres de transmisión son las más expuestas, dado que es allí donde los campos son más fuertes. En medicina, se utilizan fuertes campos de radiofrecuencia para calentar los tejidos corporales, a fin de calmar el dolor o destruir células cancerosas. Dichos campos se utilizan también para obtener imágenes del cerebro y otras partes del cuerpo por resonancia magnética (IRM). La exposición de los pacientes o del personal sanitario podría superar los límites de seguridad normales.
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8.4.2. Fuentes de exposición a campos de frecuencia intermedia Se entiende que el rango de las frecuencias intermedias va desde los 300 Hz a los 100 kHz. Como puede comprobarse, éstas son menores que las correspondientes a las radiofrecuencias y más altas que las frecuencias extremadamente bajas. En los últimos años, se han multiplicado las tecnologías que generan campos de frecuencia intermedia, como los dispositivos antirrobo, placas de inducción, pantallas de rayos catódicos y transmisores de radio. Los campos intermedios se utilizan también en dispositivos médicos, y se generan en procesos industriales como la soldadura. 8.4.3. Fuentes de exposición a campos de frecuencia extremadamente baja Las frecuencias extremadamente bajas son aquellas por debajo de los 300 Hz. Tales son, por ejemplo, los campos generados por la corriente alterna (en Europa, 50 Hz), el tipo de electricidad que utilizan la mayoría de las líneas eléctricas, el cableado y los electrodomésticos. Otras importantes fuentes de campos de frecuencia extremadamente baja son las centrales eléctricas, los calentadores de inducción y las máquinas de soldar, así como los sistemas utilizados por los trenes, tranvías y metros. Los campos de frecuencia extremadamente baja tienen componentes eléctricos y magnéticos. Los campos eléctricos son muy fuertes cerca de las líneas de alta tensión, y los campos magnéticos de este tipo son particularmente fuertes cerca de los hornos de inducción y las máquinas de soldadura. En las zonas accesibles al público, la exposición a campos de frecuencia extremadamente baja está por debajo de los límites establecidos. Cuando una persona pasa directamente por debajo de una línea eléctrica de alta tensión, su nivel de exposición a tales campos es relativamente alto, aunque se mantiene por debajo de los límites de seguridad. La exposición a las líneas eléctricas de baja tensión es mucho menor, y la de los cables enterrados prácticamente ninguna. En el hogar, la fuerza de los campos es máxima en las inmediaciones de electrodomésticos como las aspiradoras. Los trabajadores de la industria eléctrica y los soldadores pueden estar expuestos a altos niveles de campos electromagnéticos, por lo que son necesarias medidas de seguridad. También se utilizan campos de frecuencia extremadamente baja para algunas aplicaciones médicas, por ejemplo, para estimular el crecimiento óseo, para tratar el dolor, o para detectar el cáncer.
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8.4.4. Medición de los valores de campo en líneas eléctricas de potencia Los niveles de campo eléctrico y magnético generados por una línea de alta tensión dependen de la tensión y la intensidad de corriente que transporta, así como de otros factores como el número y disposición geométrica de los conductores y su distancia al suelo, etc. Por lo general, las medidas realizadas ofrecen, como conclusión, que los valores máximos de campo eléctrico y magnético generados por una línea de 400 kV en España están en torno a 3-5 kV/ m y 3-15 m T respectivamente. Sin embargo, a 30 metros, el nivel de campo eléctrico oscila entre 0,1 y 1,3 kV/m y el de campo magnético entre 0,2 y 2 m T, siendo prácticamente imperceptibles a partir de los 100 metros de distancia. En España, los procedimientos para la medida de los campos eléctricos y magnéticos producidos por líneas eléctricas de alta tensión se han normalizado con la norma UNE 215001. En ella, se establecen los pasos a seguir y el método de análisis y presentación de resultados para las campañas de medición. Entre las recomendaciones, cabe señalar los procedimientos de medidas, que se especifican a continuación. Procedimientos de medida de los campos eléctrico y magnético en líneas eléctricas de alta tensión Las intensidades de campo eléctrico bajo las líneas deben medirse a una altura de 1 m sobre el nivel del suelo. Las medidas a otras alturas de interés deben indicarse explícitamente. Las medidas deben expresarse en V/m y m T y sus submúltiplos, respectivamente. Deben medirse los niveles de campo sin perturbar. Deben medirse las resultantes de los campos. Deben tomarse medidas durante un periodo de 30 s y darse como resultado de la medida el valor promedio y el valor máximo de los campos, y cuando sea posible, las componentes axiales (X,Y,Z). Deben identificarse, de forma adecuada, los puntos de medida de la línea eléctrica. Debe intentarse disponer de un plano topográfico del recorrido de la línea. Deben respetarse las especificaciones de los equipos respecto a las condiciones climáticas para que las medidas sean válidas.
8.5. Efectos de la exposición sobre la salud humana y animal Para muchos de los posibles efectos sobre la salud, los datos disponibles son aún muy escasos, sobre todo para la exposición a largo plazo a niveles bajos. En vista de las nuevas pruebas científicas, no parece necesario revisar los límites de exposición a los campos de radiofrecuencia. Hay algunos indicios de la existencia de un vínculo entre el uso a largo plazo del teléfono móvil y los tumores benignos en el nervio auditivo (neuromas acústicos), pero se necesita más estudio. Los síntomas de que se quejan algunas personas, tales como dolores de cabeza, fatiga o dificultades de concentración, no se han relacionado
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con la exposición a campos de radiofrecuencia. Hasta la fecha, no se han realizado estudios epidemiológicos en niños, a pesar de que podrían ser más sensibles que los adultos a los campos de radiofrecuencia de los teléfonos móviles. Como los datos sobre los campos de frecuencia intermedia son escasos, en la actualidad la evaluación de los riesgos para la salud de la exposición a corto plazo a altos niveles de campos de frecuencia intermedia se realiza basándose en los efectos biológicos conocidos de frecuencias más altas y más bajas. Una correcta evaluación de los posibles efectos sobre la salud de la exposición a largo plazo es importante, porque la exposición a esos campos va en aumento debido al uso de nuevas tecnologías. La conclusión pasada de que los campos magnéticos de frecuencia extremadamente baja son posiblemente cancerígenos sigue siendo válida. Esta afirmación se basa en estudios que observaron que los niños expuestos a campos magnéticos relativamente fuertes de líneas eléctricas corrían más riesgo de desarrollar leucemia. Estos resultados no han sido confirmados o explicados mediante experimentos con animales o cultivos celulares. En los países europeos, la proporción de niños expuestos a estos niveles es inferior al 1%. La decisión de si hay que cambiar los límites de exposición recomendados concierne a la gestión de riesgos. No se ha demostrado la existencia de ningún vínculo claro entre los síntomas de los que se quejan algunas personas y los campos de frecuencia extremadamente baja. 8.6. Límites de exposición y valores de referencia Como se ha comentado anteriormente, los estudios y campañas realizados de manera extensiva por una diversidad de investigadores e instituciones sanitarias no son conclusivos en relación con los posibles efectos perjudiciales de los campos electromagnéticos. Sin embargo, tanto la OMS como, en Europa, el Consejo, han emitido recomendaciones limitando la exposición del público en general a los campos, con lo cual, de forma indirecta, se incide sobre el diseño e implantación de las fuentes e infraestructuras que los generan. Con ello, se pretende proteger al público y, especialmente, a los trabajadores que, por sus condiciones, deban estar expuestos durante largos periodos a la influencia de los campos electromagnéticos de radiaciones no ionizantes. Es destacable que, en este sentido, no se consideran las fuentes luminosas, cuya influencia está actualmente en estudio, ni las radiaciones ionizantes, para las cuales existen normativas específicas. Las recomendaciones del Consejo Europeo basan las acciones sobre la limitación de la exposición del público en general a los campos electromagnéticos en el principio de proporcionalidad, en relación con otros aspectos de la calidad
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de vida que, a su vez, tienen que ver con las situaciones en las que se recurre a los campos electromagnéticos, en sectores como las telecomunicaciones, la energía y la seguridad pública. 8.6.1. Restricciones básicas Las restricciones de la exposición a los campos eléctricos, magnéticos y electromagnéticos de tiempo variable, basadas directamente en los efectos sobre la salud conocidos y en consideraciones biológicas, reciben el nombre de "restricciones básicas". Dependiendo de la frecuencia del campo, las cantidades físicas empleadas para especificar estas restricciones son la inducción magnética (B), la densidad de corriente (J), el índice de absorción específica de energía (SAR) y la densidad de potencia (S). La inducción magnética y la densidad de potencia se pueden medir con facilidad en los individuos expuestos. Dependiendo de la frecuencia, para especificar las restricciones básicas sobre los campos electromagnéticos se emplean las siguientes cantidades físicas (cantidades dosimétricas o exposimétricas): •
Entre 0 y 1 Hz se proporcionan restricciones básicas de la inducción magnética para campos magnéticos estáticos (0 Hz) y de la densidad de corriente para campos variables en el tiempo de 1 Hz, con el fin de prevenir los efectos sobre el sistema cardiovascular y el sistema nervioso central.
•
Entre 1 Hz y 10 MHz se proporcionan restricciones básicas de la densidad de corriente para prevenir los efectos sobre las funciones del sistema nervioso.
•
Entre 100 kHz y 10 GHz se proporcionan restricciones básicas del SAR para prevenir la fatiga calorífica de cuerpo entero y un calentamiento local excesivo de los tejidos. En la gama de 100 kHz a 10 MHz se ofrecen restricciones de la densidad de corriente y del SAR.
•
Entre 10 GHz y 300 GHz se proporcionan restricciones básicas de la densidad de potencia, con el fin de prevenir el calentamiento de los tejidos en la superficie corporal o cerca de ella.
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Tabla de restricciones básicas
8.6.2. Niveles de referencia Los niveles se proponen a efectos prácticos de evaluación de la exposición para determinar la probabilidad de que se sobrepasen las restricciones básicas. Algunos niveles de referencia se derivan de las restricciones básicas pertinentes utilizando mediciones o técnicas computerizadas, y algunos se refieren a la percepción y a los efectos adversos indirectos de la exposición a los campos electromagnéticos. Las cantidades derivadas son la intensidad de campo eléctrico (E), la intensidad de campo magnético (H), la inducción magnética (B), la densidad de potencia (S) y la corriente en extremidades (IL). Las cantidades que se refieren a la percepción y otros efectos indirectos son la corriente (de contacto) (IC) y, para los campos pulsátiles, la absorción específica de energía (SA). En cualquier situación particular de exposición, los valores medidos o calculados de cualquiera de las cantidades que especifican los anexos de las recomendaciones pueden compararse con el nivel de referencia adecuado. El cumplimiento del nivel de referencia garantiza el respeto de la restricción básica pertinente. Por otra parte, que el valor medido sobrepase el nivel de referencia no quiere decir, necesariamente, que se vaya a sobrepasar la restricción básica. Sin embargo, en tales circunstancias es necesario comprobar si ésta se respeta. En las recomendaciones, no se establecen restricciones cuantitativas sobre campos eléctricos estáticos. No obstante, se recomienda que se evite la percepción molesta de cargas eléctricas superficiales y de descargas de chispas que provocan estrés o molestias.
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Tabla de niveles de referencia
8.7. Medidas correctoras Como se ha dicho anteriormente, las medidas a establecer para la minimización de la influencia de los campos electromagnéticos sobre el ser humano deben estar proporcionadas con la utilidad de las fuentes o aplicaciones que los generan. Han de tenerse en cuenta las externalidades, ventajas e inconvenientes de la aplicación de las medidas correctoras sobre el funcionamiento de los sistemas, ya que éstos proporcionan una utilidad y dotan de calidad de vida a los usuarios. Por otra parte, como asimismo se comenta, efectos perjudiciales no han podido ser aún demostrados, aunque por prudencia deben intentar minimizarse los efectos. Del mismo modo cabe reseñar, si está claro, que la influencia de campos electromagnéticos puede afectar el funcionamiento de otros sistemas artificiales. Ventajas y desventajas al enterrar líneas eléctricas Algunos sectores de la sociedad reclaman que todas las líneas eléctricas sean subterráneas, con la intención de reducir su impacto sobre el medio ambiente. Esta solución es habitual en líneas de baja y media tensión, sobre todo en entornos urbanos, pero sólo los últimos avances tecnológicos han permitido el desarrollo de cables de muy alta tensión (220 y 400 kV) subterráneos. Sin embargo, además de algunas ventajas, la instalación, operación y mantenimiento de las líneas subterráneas de muy alta tensión presenta graves inconvenientes técnicos, económicos y ambientales, por lo que actualmente su utilización está limitada a situaciones muy determinadas: •
Desde el punto de vista técnico son líneas mucho más complejas, y por lo tanto caras (una línea de 400 kV subterránea cuesta unas 10-20 veces más que una línea aérea equivalente) y son menos fiables, ya que están expuestas a mayores agresiones externas, con el consiguiente riesgo para la continuidad del suministro.
•
Las líneas subterráneas exigen la apertura de una ancha zanja, lo que produce graves impactos en el suelo, fauna y flora, así como en el medio socioeconómico, puesto que limitan el uso que se le puede dar al suelo. Además, el campo magnético no desaparece por el hecho de que la línea esté enterrada; en realidad, el nivel de campo magnético en el eje de la línea es 3-6 veces superior que en el caso de una línea aérea que transporte la misma energía.
•
Entre las ventajas de una línea eléctrica subterránea está que no producen ruido, que el campo eléctrico es apantallado por el suelo y, sobre todo, que se elimina el impacto estético sobre el paisaje que producen las líneas eléctricas aéreas tradicionales.
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Dentro de las medidas técnicas disponibles, cabe reseñar que la atenuación por alejamiento constituye la medida correctora básica, dado que las magnitudes tanto del campo eléctrico como el magnético son función inversa del cuadrado de la distancia y su valor disminuye en dicha proporción en aumentar el alejamiento de la fuente. Finalmente, cabe indicar la diferenciación entre campo eléctrico y magnético. Dado que los campos eléctricos pueden ser monopolares, éstos pueden ser aislados mediante la puesta a tierra o por aislamiento directo mediante las envolventes adecuadas para evitar su propagación. Por el contrario, dado que los campos magnéticos se constituyen en una base bipolar, resulta casi imposible su aislamiento. En la práctica, se utilizan métodos como dotar a conductores de envolventes de ferrita para disminuir su influencia, ya que ésta posee una alta permeabilidad magnética y es capaz de absolver las líneas de campo. Asimismo, cabe reseñar que la proximidad entre cables que conducen corrientes alternas desfasadas contribuye al efecto de cancelación del campo vectorial, disminuyendo su influencia en los puntos más próximos.
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Bibliografía Diputación de Barcelona (2004 marzo). "La contaminació acústica". Revista SAM. Diputación de Barcelona (2003 junio). "La contaminació lumínica". Revista SAM. García Rodríguez, A. (2006). La contaminación acústica. Fuentes, evaluación, efectos y control. Madrid: Sociedad Española de Acústica. Jonquera, I. (2006). La prevenció de la contaminació lumínica a Catalunya. Barcelona: Ed. Universitat Rovira i Virgili. Mendoza, M. y otros (1998). Ciencia y tecnología del medio ambiente. Valencia: Ed. Universidad Politécnica.
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Anexo. Unidades y métodos de evaluación de la contaminación acústica, lumínica y odorífera
1.�Cuantificación�del�ruido Para cuantificar una señal acústica cualquiera, se deben medir las magnitudes características que se han descrito anteriormente. Tanto los niveles de presión audibles, cuyo intervalo de variación es muy elevado (107 Pa), como la potencia de las fuentes, cuyo nivel más bajo se establece en los 10-12 W y que puede alcanzar los 10 W, presentan unos rangos de variación muy amplios. Si a esta razón se añade el hecho de que los humanos juzgan las sensaciones auditivas por comparación entre amplitudes, puede entenderse la introducción del decibelio (dB). Esta unidad utiliza una escala logarítmica, con lo que reduce el rango de variación y establece la cuantificación numérica por comparación con un valor de referencia.
LW: nivel de potencia acústica (característica de las fuentes). LP: nivel de presión sonora (indica el nivel de energía que percibe un receptor). W: potencia acústica emitida por una fuente (en Watt). Prms: valor eficaz de la presión en la posición del receptor (en Pa). Wo: potencia de referencia (fijada internacionalmente). Po: presión de referencia (fijada internacionalmente). De esta manera, se obtiene una escala que se inicia en el umbral de audición con un nivel de 0 dB y que alcanza hasta los 120 dB, que sería el umbral del dolor. El nivel equivalente Leg se utiliza en la mayor parte de las aplicaciones industriales o medioambientales relacionadas con el sonido. Se trata de un nivel promedio temporal que, además de tener en cuenta los niveles de presión sonora, pondera su importancia en función del tiempo que ha durado cada episodio sonoro. En términos de energía indica el nivel de presión sonora de una onda que, mantenida constante durante un período de tiempo, ha transportado la misma energía por unidad de superficie en una determinada posición del espacio.
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Donde T es el intervalo de tiempo total y Ti las duraciones de los episodios sonoros de nivel Li, respectivamente. Al medirse los niveles de presión mediante una escala logarítmica (dB), el nivel de presión sonora resultante de dos sonidos simultáneos no es la suma de los niveles de presión sonora en dB de cada uno de ellos, sino que se produce la adición de las intensidades sonoras que pasan por dicho punto y, en consecuencia, la expresión que permite calcular el nivel resultante es:
En el caso de sumar dos sonidos que provocan, en una posición determinada, un mismo nivel de presión sonora L, se advierte que el nivel de presión sonora resultante implica un incremento de 3 dB en el nivel de presión sonora de una de las fuentes. En efecto: LT = 10 log (10 L/10+10 L/10) = 10 log (2·10 L/10) = L + 10 log (2) = L+3 En el análisis de un sonido o ruido, es de suma importancia conocer, además del nivel de presión sonora, su espectro de frecuencias. Es decir, la distribución del contenido de energía acústica en cada una de las frecuencias o grupos de frecuencias que componen el sonido estudiado. Como un sonido complejo tiene componentes en la mayoría de las frecuencias comprendidas en el espectro audible, es poco práctico determinar una a una las frecuencias componentes. En el caso de señales no periódicas, se trabaja en bandas de frecuencia en vez de buscar tonos puros. El espectro de frecuencia especifica el contenido en dB de cada una de las bandas de frecuencia que se establecen. Para ello, se divide el rango de frecuencias audibles en grupos o bandas de frecuencia, siendo las más utilizadas las bandas de ancho proporcional y, en particular, las bandas de octava y tercio de octava.
Espectros analizados en octavas y tercios de octava
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La normalización internacional recomienda el trabajo en bandas de octava. En este caso, el ancho de banda es proporcional, de un 70% de la frecuencia central; las frecuencias extremas de cada banda se hallan en relación de 1:2, y la banda está caracterizada por su frecuencia central, que es la media geométrica de los extremos de la misma. Otra escala de frecuencias, internacionalmente establecida, es la banda de tercio de octava. En este caso, el ancho de banda es también proporcional, de un 23% de la frecuencia central; la relación entre las frecuencias límite de la banda es igual a la raíz cúbica de dos. Los indicadores fijados en la Directiva de Ruidos son dos: Lden y Lnight. L den = 10 Log 1/24 [12x10 Lday/10 + 4x10 (Levening+5)/10 + 8x10 (Lnight+10)/10] Lday, Levening, Lnight son los niveles sonoros medios a largo plazo, ponderados, definidos en la norma ISO 1996-2:1987 a lo largo de todos los períodos: diurno, de tarde y de noche, respectivamente, durante un año. Por lo tanto, Lden es un indicador del ruido existente en un punto concreto evaluado durante un largo periodo de tiempo. Sin embargo, la directiva permite a los Estados miembros la utilización de indicadores suplementarios en casos especiales, y la utilización de indicadores distintos a Lden y Lnight en la planificación acústica y determinación de zonas. Los Estados miembros deben facilitar a la Comisión Europea, antes del 18 de julio del 2005, cualquier valor límite vigente en su territorio o en preparación, expresados en Lden y Lnight o, si se da el caso, Lday y Lnight. En el proceso de elaboración de la directiva citada se analizaron los diferentes métodos de evaluación existentes para la determinación de los niveles de ruido en un punto concreto. Este análisis se realizó por diferentes focos: tránsito rodado, ferrocarriles, aeronaves e industrias. Los modelos que hay difícilmente se adaptan a uno igual en todos los países miembros de la Unión Europea, teniendo en cuenta las diferencias existentes (climatología, infraestructuras, hábitos...). Por este motivo, se cree conveniente desarrollar nuevos modelos más perfeccionados que sean más versátiles y precisos. Esta tarea se está realizando a través del programa Harmonoise. Por lo que se refiere al intering, hasta que no se disponga de unos métodos de cálculo nuevos, la Directiva recomienda unos que sean concretos para cada tipo de foco (tránsito rodado, ferrocarriles, aeronaves e industrias) en el caso de aquellos países que no dispongan de métodos propios.
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Los métodos recomendados quedan recogidos en el anexo II de la Directiva, y son los siguientes: •
Ruido de aeronaves Doc. 29 de ECAC. CEAC
•
Ruido de tránsito rodado Método nacional de cálculo francés
•
Ruido de ferrocarriles Método de cálculo de los Países Bajos
•
Ruido industrial ISO 9613-2
Es importante decir que estos métodos provisionales fueron seleccionados, después de un amplio debate, considerando que son los más adaptables a los requerimientos de la Directiva y a los condicionantes de los países miembros. Además, aunque hasta ahora sólo hemos hablado de cálculos mediante diferentes modelos, la Directiva también indica un método provisional de medida: el expuesto en las normas ISO 1996-2:1087 e ISO 1996-1:1982. 2.�Conceptos�básicos�sobre�ruido�y�vibraciones Veamos a continuación los conceptos básicos siguientes: •
Ruido: acústicamente, se define como la emisión de energía originada por un fenómeno vibratorio, que es detectado por el oído de una persona y que puede provocar una sensación de molestia o incluso daño. La definición implica la intervención de un foco emisor, de un medio de transmisión y de un receptor, e introduce la subjetividad al valorar el daño o molestia.
•
Vibración: movimiento oscilatorio de un cuerpo elástico que varía respecto a una posición de referencia.
•
Análisis de frecuencia: número de oscilaciones o ciclos completos de una señal por segundo. Hercio (Hz) = ciclo/seg. El oído humano tiene capacidad para detectar frecuencias dentro de un rango de (20 a 20.000) Hz. La molestia y el riesgo de daño son sensibles a las frecuencias en las que se emite la energía sonora.
•
Banda de octavas: para analizar todo el espectro de audición entre (20 y 20.000) Hz se pueden utilizar varias escalas de frecuencia. Entre ellas, frecuencia constante. Cuando la relación en frecuencia es de 2 a 1, el análisis se conoce como análisis en banda de octavas. Todo el espectro se recorre en 10 octavas. Puede analizarse también un tercio de octava y otras.
•
Curvas de audición: la sensibilidad máxima promedio del oído oscila entre 2 y 4 kHz. La curva de audición indica cómo varía la intensidad sonora a lo largo de todo el espectro, de acuerdo con la percepción del oído. Por ello, los sonómetros incorporan la escala de ponderación A con el objetivo de medir los sonidos que percibimos.
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Para estudiar ruidos complejos, la escala A no suministra suficiente información; es necesario analizarlo en bandas de octava. El ancho de cada banda de octava está normalizado y se identifica con la frecuencia central correspondiente (31,25; 62,5; 125; 250; 500; 1.000; 2.000; 4.000; 8.000; 16.000). •
Presión sonora: variación de la presión atmosférica en un punto originada por la emisión sonora de un foco de ruido. La unidad de medida es el Pascal = N/m2. El rango de detección de la presión sonora por el oído humano va desde 20 · 10-6 N/m2 hasta 200 N/m2, lo que conlleva una relación de 107/1 entre extremos. Para manejar mejor este rango de presiones, se utiliza la escala logarítmica.
•
Nivel de presión sonora (NPS): se define como diez veces el logaritmo del cuadrado de la presión instantánea y el cuadrado de la presión de referencia. NPS = 10 log P2/PO2 = 20 log P/Po Siendo Po = 20 · 10-5 N/m2 P = presión instantánea en N/m2 Se define dB = 10 log Energía / Energía referencia El número adimensional 20 log P/Po se expresa en dB y la amplitud de la escala pasa de un intervalo (20 · 10-6 - 200) a 0 → 140 dB. Los sonómetros miden el nivel de presión sonora, NPS, y representa el valor global del ruido para todo el espectro de frecuencia audible.
•
Potencia sonora: cantidad de energía producida por un manantial sonoro y que se transmite en forma de ondas de presión en la unidad de tiempo. La unidad de potencia es el watio (w). La potencia que emiten distintas fuentes sonoras varía entre 100 y 10-12 watios.
•
Nivel de potencia sonora (NWS): diez veces el logaritmo de la relación entre potencia sonora y la potencia de referencia. NWS = 10 log W/Wo W → Potencia sonora emitida por un foco en watios Wo → Potencia de referencia = 10-12 watios
•
Vibración: variación de la posición de un punto respecto a la variable tiempo. Los movimientos ondulatorios y oscilatorios, características del ruido y la vibración, se manifiestan simultáneamente, pero la vibración es independiente de la propagación de las ondas sonoras. El movimiento vibratorio se representa indicando la variación de la amplitud respecto a la frecuencia y al tiempo. El estudio y análisis de las vi-
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braciones se efectúa descomponiendo las señales en frecuencias "espectro de frecuencias". Permite identificar los movimientos fundamentales y el origen de las vibraciones no deseadas. •
Amplitud, velocidad y aceleración. Amplitud se utiliza para valorar cuantitativamente las vibraciones. Amplitud pico indica el recorrido máximo del desplazamiento. El movimiento vibratorio se describe además por la velocidad o la aceleración. En el caso de señales senoidales, la amplitud, la velocidad y la aceleración están relacionadas con la frecuencia. La velocidad se obtiene a partir de la aceleración dividiendo por un factor proporcional a la frecuencia 2MF. La amplitud se obtiene al dividir por un factor proporcional el cuadrado de la frecuencia. Cuando se utiliza el desplazamiento para valorar las vibraciones se da más peso a los componentes en baja frecuencia. Cuando se emplea la aceleración, se da más peso a los componentes de alta frecuencia.
•
Frecuencia natural (Fo)· Es la oscilación que se origina en un sistema vibratorio elástico cuando dejan de actuar las fuerzas exteriores. Para un sistema (masa - muelle) Fo = (K / m)0,5 / 2
•
Deflexión estática (Xs) Es la reducción en la longitud de un resorte que se produce al colocar la masa sobre un muelle. Xs = m · g / K La relación entre frecuencia natural y deflexión estática se obtiene eliminando K. Xs en cm Fo = 5 / (Xs)0,5
•
Resonancia: se produce cuando el sistema vibratorio por la acción de una fuerza exterior se descontrola y origina una amplificación de las vibraciones. La frecuencia de resonancia se calcula a partir de la amplitud máxima igualando a cero la derivada de la expresión de movimiento. La resonancia máxima tiende a infinito y se representa en el caso de no existir amortiguamiento. Entonces, la frecuencia de resonancia coincide con la frecuencia natural del sistema.
•
Transmisibilidad (T): en la relación existente entre las fuerzas transmitidas a la estructura y las fuerzas exteriores causantes de las vibraciones. T = Ft / Fp
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•
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Movimientos vibratorios. Existen los tres tipos de movimientos vibratorios siguientes:
•
–
Senoidales
–
No senoidales
–
Pulsacionales
Vibración senoidal: movimiento cuyo desplazamiento varía de forma periódica según un movimiento armónico simple. X = Xo sin wt X → desplazamiento Xo → amplitud máxima t → tiempo en seg. w → frecuencia angular en rad/seg.
•
Vibración no senoidal: movimiento cuyo desplazamiento varía de forma periódica, aunque no senoidal; de acuerdo con el desarrollo de Fourier, el movimiento puede considerarse como suma de movimientos senoidales con frecuencia y amplitud propias.
•
Vibración pulsante: movimiento resultante de dos movimientos armónicos con idénticas frecuencias, de forma que las amplitudes se suman cuando están en fase y se restan cuando el desfase es de 180°. La frecuencia del movimiento es la frecuencia pulsante.
A continuación, veremos la clasificación de las vibraciones: •
Vibración libre: es el caso de un sólido de masa "m" unido a un muelle o resortes con constante de rigidez "k". La fuerza para desplazar la masa a una distancia X cumple la ley de Hooke. F = kx = m (ð2x / ðt2) La frecuencia del movimiento es la frecuencia natural del sistema. Frecuencia natural fo = (K / m)0,5 / 2ð = (g / x)0,5 / 2ð
•
Vibraciones forzadas: el sistema lo forman un sólido de masa "m", un muelle de constante "k" y las fuerzas exteriores periódicas. La solución de la ecuación del movimiento se compone de dos términos que forman el régimen transitorio y el permanente. En casa caso, se distinguen las frecuencias conocidas como frecuencia natural y forzada. Otros parámetros característicos del movimiento son los siguientes: –
La modulación, f/fo, cociente entre la frecuencia de la perturbación y la frecuencia natural.
–
El "factor de amplificación", que se define por el cociente entre la amplitud en régimen permanente y la deflexión estática.
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Un caso particular de este movimiento se presenta cuando la frecuencia del sistema coincide con la frecuencia natural; entonces, la vibración se hace muy grande, se dice que el sistema entra en resonancia. En la práctica, esto no ocurre debido a que siempre existen fuerzas de rozamientos. •
Vibración libre amortiguada: en la práctica, siempre existe un cierto amortiguamiento debido a las fuerzas viscosas de rozamiento. Al resolver la ecuación del movimiento, se distinguen los tres casos siguientes: –
Amortiguamiento supercrítico; la vibración cesa rápidamente y llega a la posición de equilibrio después de un breve intervalo de tiempo. El movimiento no es vibratorio.
–
Amortiguamiento crítico; el movimiento alcanza el equilibrio sin que se produzcan oscilaciones.
–
Amortiguamiento subcrítico; el movimiento es oscilatorio para la amplitud, decrece con el tiempo. El movimiento es vibratorio y amortiguado.
•
Vibraciones forzadas amortiguadas: el sistema es similar al de vibración forzada, pero interviene una fuerza periódica amortiguante. La solución de la ecuación distingue entre régimen transitorio y permanente. El valor de la frecuencia, cuando la amplitud es máxima, se conoce como "frecuencia de resonancia". En las aplicaciones prácticas, se emplean los parámetros de modulación, índice de amortiguamiento y transmisibilidad. Este factor se define como la relación entre los esfuerzos transmitidos a la estructura y las fuerzas de excitación; representa la eficacia del aislamiento.
•
Vibraciones aleatorias: en la práctica, los sistemas están formados por varias masas conectadas a amortiguadores; para definir el movimiento, es necesario conocer varias coordenadas. Se conoce por "grados de libertad de un movimiento" el número de coordenadas que son necesarias para definir las partes móviles del sistema. El número de grados de libertad coincide con el número de formas de vibración, es decir, los diferentes caminos que puede vibrar la máquina. A veces actúan simultáneamente varias fuerzas, y entonces la respuesta global del sistema se obtiene sumando los movimientos resultantes de aplicar cada fuerza de forma independiente. Cuando las fuerzas exteriores que actúan no son periódicas ni están determinadas y varían de forma irregular, el movimiento no puede predecirse, y se dice entonces que el movimiento es aleatorio.
3.�Iluminación.�Introducción�y�magnitudes�básicas
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Llamamos luz a las radiaciones electromagnéticas que puede ver el ser humano. Dichas radiaciones comprenden la parte del espectro que va desde los 380 nm a los 780 nm aproximadamente. En la siguiente figura, puede apreciarse la estructura interna del ojo humano. Éste está recubierto, por su parte más exterior, por una membrana blanca y opaca llamada esclerótica. La luz penetra por una zona transparente llamada córnea. En su camino encuentra el iris, que es una membrana coloreada en forma de disco con un orificio central llamado pupila. Ésta se dilata y contrae para regular la cantidad de luz que entra en el ojo. El cristalino es una lente convergente y flexible que se deforma por la acción del músculo ciliar, formándose una imagen invertida en la retina. Estructura interna del ojo humano
1) cámara posterior, 2) ora serrata, 3) músculo ciliar femenino, 4) canal de Schlemm, 5) ligamento suspensorio del lente, 6) pupila, 7) cámara anterior, 8) córnea, 9) iris, 10) córtex del cristalino, 11) núcleo del cristalino, 12) cuerpo ciliar, 13) conjuntiva, 14) músculo oblicuo inferior, 15) músculo recto inferior, 16) músculo recto medial, 17) arterias y venas retinianas, 18) papila (punto ciego), 19) duramadre, 20) arteria central retiniana, 21) vena central retiniana, 22) nervio óptico, 23) vena vorticosa, 24) conjuntiva bulbar, 25) mácula, 26) fóvea, 27) esclerótica, 28) coroides, 29) músculo recto superior, 30) retina
La retina posee dos tipos de células sensibles a la luz, llamadas conos y bastones, que están conectadas al cerebro por medio del nervio óptico. Los bastones son más sensibles y están repartidos por toda la retina. Los conos necesitan mucha más luz para actuar y, en cambio, permiten detectar los colores. Dichos conos están concentrados en una pequeña depresión situada en la zona opuesta a la córnea llamada fóvea. En el lugar en que todas las fibras nerviosas se unen en el nervio óptico no existen células sensibles a la luz y se llama punto ciego. Normalmente, su existencia para desapercibida por la forma en la que el cerebro interpreta las imágenes.
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Se llama agudeza visual a la capacidad de distinguir detalles muy próximos. Al dirigir la vista hacia un objeto con luz suficiente, éste queda enfocado en el centro de la fóvea, que incluye varios miles de conos provistos de fibras nerviosas independientes. En esta zona la agudeza visual es máxima, mejor a un minuto de arco, aunque no es la zona más sensible porque carece de bastones. Los conos están especializados en distinguir tres colores. Unos se activan con las radiaciones correspondientes al rojo, otros al verde y otros al azul. La sensación del color se corresponde a la proporción entre estos tres estímulos. El hecho de que el ojo sólo pueda distinguir combinaciones de estos tres colores se utiliza de forma generalizada en fotografía, televisión, etc. Si se observa de cerca la imagen de un televisor, podrá comprobarse que está formada exclusivamente por puntos que emiten luz roja, verde y azul. La radiación que produce la máxima respuesta está situada en torno a los 555 nm (verde amarillento). La Comisión Internacional de la Iluminación (CIE, en sus siglas en francés) ha elaborado una curva normalizada de la sensibilidad del ojo humano en función de la longitud de onda de la luz incidente. Dicha curva resulta de gran utilidad en la determinación de la potencia necesaria para causar sensaciones equivalentes con distintos tonos de color.
Sensibilidad normalizada del ojo humano a los tonos de color según CIE
La curva corresponde a los niveles de iluminación suficientes para que actúen los conos y exista sensación de color, lo que se conoce como visión fotóptica o diurna. Cuando la iluminación es tan pobre que sólo intervienen los bastones, la respuesta máxima se produce con longitudes de onda cercanas a los 500 nm. Veamos las magnitudes básicas siguientes: •
Flujo luminoso: cantidad de luz por unidad de tiempo, corregida según la respuesta del ojo humano (Φ) y se mide en lumen (lm). Según la definición
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adoptada en 1979 por la Conferencia General de Pesas y Medidas, 638 lumen corresponden a 1 W de la radiación monocromática de 555 nm. Para tener una idea de lo que esto significa, puede ser interesante conocer que una bombilla estándar de 60 W emite un flujo luminoso de unos 730 lm. •
La iluminación o iluminancia de una superficie (E): se refiere al flujo luminoso que recibe ésta por unidad de área; dicha magnitud se mide en lux (lx). Normalmente, se puede asumir un valor medio para la superficie en estudio o elemento de superficie.
Al observar una fuente de luz, ésta parece más o menos brillante según el flujo luminoso que se emite en la dirección del observador. •
La intensidad luminosa (I) en una dirección determinada corresponde a la relación entre el flujo emitido en cono orientado en dicha dirección y el ángulo sólido correspondiente.
La unidad de la intensidad luminosa es la candela (cd), que equivale a una lumen por estereorradián y constituye la unidad fundamental del sistema internacional (SI). •
La luminancia (L): se utiliza para indicar el brillo de una superficie en una dirección determinada. Corresponde a la intensidad luminosa en dicha dirección por unidad de superficie aparente. Su unidad son las candelas por metro cuadrado (cd·m-2).
•
Deslumbramiento perturbador (TI): deslumbramiento que perturba la visión de los objetos sin causar necesariamente una sensación desagradable. La medición de la pérdida de visibilidad producida por el deslumbramiento perturbador, ocasionado por las luminarias de la instalación de alumbrado público, se efectúa mediante el incremento de umbral de contraste. Su símbolo, TI, carece de unidades, y su expresión, en función de la luminancia de velo Lv y la luminancia media de la calzada Lm (entre 0,05 y 5 cd/m2), es la siguiente:
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Donde: TI = Incremento de umbral correspondiente al deslumbramiento perturbador 2 Lv = Luminancia de velo total en cd/m 2 Lm = Luminancia media de la calzada en cd/m
•
Luminancia de Velo (Lv): es la luminancia uniforme equivalente resultante de la luz que incide sobre el ojo de un observador y que produce el velado de la imagen en la retina, disminuyendo de este modo la facultad que posee el ojo para apreciar los contrastes. Su símbolo es (Lv) y se expresa en cd/m2. La luminancia de velo se debe a la incidencia de la luz emitida por una luminaria sobre el ojo de un observador en el plano perpendicular a la línea de visión, dependiendo del ángulo comprendido entre el centro de la fuente deslumbrante y la línea de visión, así como del estado fisiológico del ojo del observador. La luminancia de velo Lv responde a la siguiente expresión:
Donde: K = Constante que depende de la edad del observador y, aunque es variable, se adopta como valor medio 10 si los ángulos se expresan en grados, y 3 x 10-3 si se expresan en radianes. Eg = Iluminancia en lux sobre la pupila, en un plano perpendicular a la dirección visual y tangente al ojo del observador. θ = Ángulo entre el centro de la fuente deslumbrante y la línea de visión, es decir, ángulo formado por la dirección visual del observador.
•
Luminancia de velo equivalente (Lve): producida por el entorno. Se define considerando que la reflexión del entorno es totalmente difusa; se expresa en cd/m2 y se calcula como
Donde: r = Coeficiente de reflexión medio del área Ehm = Iluminancia horizontal media del área
•
Índice de deslumbramiento (GR): es el índice que caracteriza el nivel de deslumbramiento (glare rating), mediante la formulación empírica reflejada en la norma CIE 112:94 según la siguiente expresión:
Donde: Lv = luminancia de velo debida a las (n) luminarias Lve = luminancia de velo denominada equivalente, producida por el entorno
•
La escala de cielo oscuro de Bortle: evalúa el brillo del cielo nocturno y determina su calidad de una forma subjetiva. Dicha escala fue publicada en un artículo de la revista Sky and Telescope en febrero del 2001. En la
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actualidad, su uso se ha extendido, constituyendo un método de uso generalizado. La escala describe nueve niveles, siendo el primer nivel el de los cielos más oscuros, en los que puede distinguirse un máximo de detalle, y el noveno nivel el del cielo visto desde el centro de una ciudad en los que se pierde detalle para los avistamientos astronómicos. El artículo original de Bortle describe cómo la galaxia M33 en triángulo es un indicador clave de las condiciones del cielo. Un espectador adaptado a la oscuridad debe poder divisarla bajo cielos con suficiente calidad para evaluarlos en una clase 4 o superior en la escala de Bortle.
El avistamiento de la galaxia M-33 es un buen indicador de la calidad nocturna del cielo
A continuación, se describe en detalle la escala según su publicación original.
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Escala de cielo oscuro de Bortle
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•
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Eficiencia energética. Las siguientes normas hacen referencia a la instrucción técnica complementaria EA - 01 sobre eficiencia energética de los sistemas de iluminación. La eficiencia energética de una instalación de alumbrado exterior se define como la relación entre el producto de la superficie iluminada por la iluminancia media en servicio de la instalación entre la potencia activa total instalada. Todo ello según la siguiente expresión:
La instrucción establece que las instalaciones de alumbrado vial funcional, con independencia del tipo de lámpara, pavimento y de las características o geometría de la instalación, deberán cumplir los requisitos mínimos de eficiencia energética que se fijan en la siguiente tabla.
Requisitos de eficiencia energética para alumbrado vial funcional.
Del mismo modo, se establece limitación para el alumbrado vial ambiental, que es el que se ejecuta generalmente sobre soportes de baja altura (3-5 m) en áreas urbanas para la iluminación de vías peatonales, comerciales, aceras, parques y jardines, centros históricos, vías de velocidad limitada, etc. Las instalaciones de alumbrado vial ambiental, con independencia del tipo de lámpara y de las características o geometría de la instalación – dimensiones de la superficie a iluminar (longitud y anchura), así como disposición de las luminarias (tipo de implantación, altura y separación entre puntos de luz)–, deben cumplir los requisitos mínimos de eficiencia energética que se fijan en la tabla siguiente.
Requisitos de eficiencia energética para el alumbrado vial ambiental.
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Con objeto de facilitar la interpretación de la calificación energética de la instalación de alumbrado, y en consonancia con lo establecido en otras reglamentaciones, se define una etiqueta que caracteriza el consumo de energía de la instalación mediante una escala de siete letras que va desde la letra A (instalación más eficiente y con menos consumo de energía) a la letra G (instalación menos eficiente y con más consumo de energía). El índice utilizado para la escala de letras será el índice�de�consumo�energético�(ICE), que es igual al inverso del índice de eficiencia energética:
Adicionalmente, la instrucción establece que, entre la información que se debe entregar a los usuarios, figurará la eficiencia energética, su calificación mediante el índice de eficiencia energética, medido, y la etiqueta que mide el consumo energético de la instalación, de acuerdo al modelo que se indica a continuación.
Modelo de etiqueta de información sobre la calificación energética de las instalaciones de alumbrado.
4.�Contaminación�odorífera�lista�de�productos�y�su�umbral�olfativo
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a)�Normativa�sobre�contaminación�acústica En el marco de la Unión Europea, la regulación se establece en la Directiva 2002/49/CE, del Parlamento Europeo y del Consejo, de 25 de junio del 2002, sobre evaluación y gestión del ruido ambiental, la cual representa actualmente la norma básica europea de referencia en la materia. De acuerdo con lo estable-
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Las contaminaciones acústica, odorífera, lumínica y electromagnética
cido en su artículo 1, la regulación tiene como objeto "establecer un enfoque común destinado a evitar, prevenir o reducir con carácter prioritario los efectos nocivos, incluyendo las molestias, de la exposición al ruido ambiental". La transposición de la Directiva 2002/49/CE al ordenamiento jurídico español se ha llevado a cabo mediante la Ley 37/2003, de 17 de noviembre, del Ruido. En la misma línea que el artículo 1 de esta directiva, el artículo 1 de la citada ley establece como objeto "prevenir, vigilar y reducir la contaminación acústica, para evitar y reducir los daños que de ésta pueden derivarse para la salud humana, los bienes o el medio ambiente". La Ley 37/2003 ha sido desarrollada, reglamentariamente, por el Real Decreto 1513/2005, de 16 de diciembre, relativo a la evaluación y gestión del ruido ambiental, y por el Real Decreto 1367/2007, de 19 de octubre, relativo a la zonificación acústica, objetivos de calidad y emisiones acústicas. En el ámbito regional, algunas comunidades autónomas han desarrollado su propia legislación en la materia. Es el caso de Cataluña, cuya Ley 16/2002, de 28 de junio, de protección contra la contaminación acústica establece la regulación general aplicable en el territorio catalán. Esta ley ha sido desarrollada mediante el Decreto catalán 245/2005, de 8 de noviembre, de fijación de criterios para la elaboración de los mapas de capacidad acústica. En el ámbito local, muchos municipios han elaborado su propia normativa 1
mediante la aprobación de ordenanzas municipales. Es el caso de Barcelona y su Ordenanza General del Medio Ambiente Urbano, de 26 de marzo de 1999. b)�Normativa�sobre�contaminación�lumínica En relación con la contaminación lumínica debe decirse que no existe normativa aplicable de ámbito internacional o de la Unión Europea. Sí existe, no obstante, la conocida como Declaración de La Palma, firmada el 20 de abril del 2007 en el marco de la Conferencia Internacional en Defensa de la Calidad del Cielo Nocturno y el Derecho a Observar. En el ámbito estatal, la Ley 34/2007, de 15 de noviembre, de Calidad del Aire y Protección de la Atmósfera establece, en su disposición adicional cuarta, que las administraciones públicas "promoverán la prevención y reducción de la contaminación lumínica" a la hora de difundir un uso eficiente del alumbrado exterior. Así, se preservarán al máximo las condiciones naturales de las horas nocturnas en beneficio de la fauna, la flora y los ecosistemas; se prevendrán, minimizarán y corregirán los efectos de la contaminación lumínica en el cielo nocturno, y se reducirá la intrusión luminosa en las zonas que no se pretende iluminar.
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Barcelona realizó una zonificación acústica de la ciudad en el año 2001 (BOPB de 21 de marzo del 2001)
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Las contaminaciones acústica, odorífera, lumínica y electromagnética
En relación con la protección del cielo nocturno, se aprobó la Ley 31/1988, de 31 de octubre, sobre protección de la calidad astronómica de los observatorios del Instituto de Astrofísica de Canarias. Finalmente, se aprobó el Real Decreto 1890/2008, de 14 de noviembre, de eficiencia del alumbrado público, que establece las prescripciones técnicas que debe cumplir la iluminación pública. En Cataluña, región innovadora en esta materia, se aprobó la Ley 6/2001, de 31 de mayo, de Ordenación Ambiental del Alumbrado para la Protección del Medio Nocturno, cuyo ejemplo siguieron otras comunidades como Navarra o Cantabria. Posteriormente, Cataluña ha desarrollado la ley mediante el reglamento aprobado por el Decreto 82/2005, de 3 de mayo. El objetivo que persigue la regulación no es otro que "regular la implantación de sistemas de iluminación para proteger el medio ambiente por la noche, mantener el máximo posible la claridad natural del cielo, evitar la contaminación luminosa y prevenir los efectos nocivos sobre espacios naturales y el entorno urbano y globalmente mejorar la eficiencia del proceso que comporte el ahorro de energía y de recursos naturales". Las entidades locales también han regulado la materia mediante las correspondientes ordenanzas municipales, como Barcelona, que aprobó tempranamente la Ordenanza Sobre Instalaciones Luminosas particulares, de 26 de febrero de 1969. No obstante, esta normativa incide más bien sobre la rotulación de establecimientos.