Estimación de la atenuación efectiva de los protectores auditivos. Parte 1

En esta NTP se describen los procedimientos normalizados para estimar la reducción de ruido que se puede conseguir, con el uso de un determinado protector auditivo, en función del tipo de ruido al que se le enfrenta, tal como se describen en la norma UNE EN ISO 4869 Acústica. Protectores auditivos contra el ruido, lo que permite, además, obtener la precisión del resultado según sea el procedimiento de cálculo utilizado. Por otro lado, se pone de manifiesto que, los protectores auditivos deben utilizarse durante la totalidad e la exposición, ya que su eficacia disminuye de forma exponencial al disminuir el tiempo de uso del protector.

Introducción

Los protectores auditivos (orejeras o tapones) están sometidos a la normativa que regula tanto la fabricación y comercialización como el uso de los Equipos de Protección Individual (EPI). Según dicha normativa, para obtener la necesaria certificación de la Unión Europea (CE), y puesto que se trata de EPI de categoría 2ª, se debe garantizar el cumplimiento de ciertas prestaciones a través de ensayos en laboratorio establecidos en la correspondiente normativa armonizada, en lo que constituye el examen de tipo. La prestación más importante es la atenuación que proporcionan.
Esta atenuación, es un valor constante para cada banda de octava, pero la protección global es diferente según el espectro de frecuencias del ruido en cuestión, por lo que puede decirse que, para un mismo protector, la protección varía en cada situación. Los correspondientes datos sobre la atenuación, deben figurar en el folleto informativo que el fabricante adjunta al protector auditivo. A partir de ellos se puede calcular la protección que ofrecerá dicho protector en cada caso.

Definiciones

El objetivo del cálculo es la obtención de la protección que ofrece un protector auditivo, denominada reducción predicha del nivel de ruido (PNR), y del valor del nivel de presión sonora efectivo ponderado A (LA’ ), cuando se utiliza el protector en un ambiente caracterizado por un nivel de presión sonora L_A. La relación entre ellos es:

PNR = LA- LA’ (1)

Se definen por otra parte los siguientes parámetros pertenecientes al protector auditivo:

• Atenuación a alta frecuencia (H), representa el valor de PNR cuando la diferencia entre los niveles de presión sonora del ruido ambiental ponderados A y C es L_C – L_A= -2 dB.
• Atenuación a media frecuencia (M), representa el valor de PNR cuando la diferencia entre los niveles de presión sonora del ruido ambiental ponderados A y C es L_C – L_A = +2 dB.
• Atenuación a baja frecuencia (L), representa el valor de PNR cuando la diferencia entre los niveles de presión sonora del ruido ambiental ponderados A y C es L_C – L_A= +10 dB.
• • índice de reducción único (SNR), es el valor que se resta del nivel de presión sonora ponderado C ( L_C) para estimar el nivel de presión sonora efectivo ponderado A (L_A‘).
• • Protección asumida (APV_f) de un protector es un valor, por banda de octava, obtenido de restar del valor medio de atenuación por banda de octava (m_f), en diferentes ensayos de laboratorio, la desviación típica (σ) obtenida en dichos ensayos.

APV_f = m_f – σ (2)

El valor de APVf así calculado es la atenuación de que se dispondrá con una probabilidad del 84% o, lo que es lo mismo, es la atenuación de que dispondrán 84 de cada 100 personas que lo utilicen. Si se desea aumentar la eficacia de la atenuación al 95% se utilizará APVf = mf – 1,64σ. Otros valores de eficacia de atenuación se dan en la tabla 1.

Tabla 1
Porcentaje de protección y protección asumida de un protector auditivo

Eficacia de protección (%)	Protección asumida (dB)
75	APVf = mf – 0,67σ
80	APVf = mf – 0,84σ
84	APVf = mf – 1,00σ
85	APVf = mf – 1,04σ
90	APVf = mf – 1,28σ
95	APVf = mf – 1,64σ
99,5	APVf = mf – 2,58σ

Dado que el valor de APV_f interviene en el cálculo de PNR, H, M, L y SNR es básico conocer el porcentaje de eficacia utilizado. Habitualmente, salvo que se indique (p.e: H₉₅ ó PNR₈₀ ), la eficacia es del 84%.
La información que suministra el folleto informativo de los protectores auditivos incluye los valores de H, M, L, SNR y APV_f para las octavas de frecuencia central entre 63 y 8000 Hz.

Los valores de H, M y L, que son independientes del ruido ambiental, se calculan a partir del comportamiento del protector (APV_f) respecto a ocho espectros de ruido diferentes y normalizados.

El valor del índice de ruido único (SNR) se obtiene para cada protector a partir de la protección asumida APVf y el efecto que ésta tiene sobre un ruido rosa (ruido que entre otras características posee iguales niveles de presión acústica en todas las octavas) cuyo espectro está normalizado. Por este motivo el SNR es independiente del ruido ambiental.

Método de las bandas de octava

Requiere conocer los niveles de presión sonora, en bandas de octava, del ruido ambiental. Es el método más fiable.
Cuando se utiliza un protector auditivo se obtiene el valor del nivel de presión sonora efectivo ponderado A (L_A‘), aplicando la siguiente expresión

		f = 8000 Hz
LA‘ =	10 log		100,1 (Lf +Af -APVf)	(3)
		f = 63 Hz

donde A_f es la ponderación A en cada octava y L_f el nivel de presión sonora por octava, sin ponderar.
El valor resultante de L_A‘ debe redondearse al entero más próximo.

Ejemplo:

Se desea conocer el nivel de presión sonora efectivo ponderado A, en un ambiente de trabajo cuando se utiliza un determinado protector auditivo. El nivel de presión sonora, por bandas de octava, del ruido ambiental y las características de atenuación del protector se indican en las tablas 2 y 3.

Tabla 2
Espectro de frecuencias en bandas de octava del ruido en cuestión

Frecuencia (Hz)	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Lf (dB)	85	85	87	90	90	85	82	78

Tabla 3
Datos de atenuación del protector (datos del fabricante)

Frecuencia (Hz)	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
mf	24,9	25,4	25,9	27,8	28,3	33,2	30,9	40,2
σ	6,4	6,1	3,8	2,5	3,4	4,9	5,2	4,9

H = 27 dB		M = 25 dB		L = 23 dB		SNR =28 dB

Se calcula el valor de APV_f, según la expresión (2) como aparece en la tabla 4, en la que se ha escogido una eficacia de protección del 84%

Tabla 4
Cálculo de atenuación del protector

Frecuencia (Hz)	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
mf	24,9	25,4	25,9	27,8	28,3	33,2	30,9	40,2
σ	6,4	6,1	3,8	2,5	3,4	4,9	5,2	4,9
APVf	18,5	19,3	22,1	25,3	24,9	28,3	25,7	35,3

A continuación se aplica, por suma de los valores correspondientes, (ver tabla 5) la ponderación A (fila 2) al nivel de presión sonora en cada octava (fila 1) y a continuación se le restan los valores de la protección asumida también de forma vertical (fila 4). Los valores resultantes por octava se suman en horizontal (suma logarítmica). El resultado es el nivel de presión sonora efectivo, ponderado A (fila 5, final).

Así mismo por suma horizontal logarítmica de los valores de la fila 1 se obtiene el nivel lineal de presión sonora no ponderado y en la fila 3, el nivel de presión sonora ponderado A.

La suma logarítmica se calcula así:

		f = 8000 Hz
LA‘ =	10 log		100,1 Lf	(4)
		f = 63 Hz

La interpretación de los resultados es la siguiente:

En el puesto de trabajo el nivel de presión sonora no ponderado es de 96 dB, y siendo el espectro de frecuencias el que se ha indicado, el nivel de presión sonora ponderado A es de 93 dBA. Se utiliza un protector auditivo con el que el nivel de presión sonora efectivo ponderado A es LA = 68 dBA, con una probabilidad del 84% o lo que es lo mismo, en 84 de cada 100 ocasiones que se use, por lo que la reducción predicha del nivel de ruido es PNR84 LA – L_A‘= 25 dBA.

Tabla 5
Cálculo del nivel de presión sonora efectivo

Fila	Frecuencia (Hz)	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000	global
1	Lf	85	85	87	90	90	85	82	78	L = 96 dB
2	Ponderación A	-26,2	-16,1	-8,6	-3,2	0	1,2	1	– 1,1
3	LA	58,8	68,9	78,4	86,8	90	86,2	83	76,9	LA = 93 dBA
4	APVf	18,5	19,3	22,1	25,3	24,9	28,3	25,7	35,3
5	LA‘	40,3	49,6	56,3	61,5	65,1	57,9	57,3	41,6	LA‘= 68 dBA

Los valores de LA se representan gráficamente en la figura 1, y los APVf y LA‘ en la figura 2

Figura 1
Espectro de frecuencias de ruido (incluyendo la ponderación A)

Figura 2
Espectro de frecuencias de ruido (incluyendo la ponderación A) y de atenuación del protector auditivo

Naturalmente la protección real está condicionada al uso correcto y al grado de mantenimiento del EPI.

Redactores: Pablo Luna Mendaza
Ldo. Ciencias Químicas
Juan Guasch Farrás
Ldo. Ciencias Químicas

Fuente: NTP 631- Página del Ministerio de Trabajo y Asuntos Sociales de España

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