Monitoreos inteligentes de ruido ambiental durante fiestas de fin de año
- Juan Camilo Rodríguez
- 27 ene
- 13 Min. de lectura
Actualizado: 27 ene
Resumen
Se ha realizado un ejercicio con fines investigativos para monitorear los niveles de ruido ambiental que inciden en las fachadas de dos viviendas durante los últimos días del año, una en la ciudad de Medellín y otra en la ciudad de Bello, en el departamento de Antioquia, Colombia. Se han llamado monitoreos inteligentes de ruido ambiental a los monitoreos de ruido durante largos periodos que tienen como fin registrar las variaciones de los niveles de ruido ambiental durante los eventos de quema de pólvora y celebraciones comunitarias y además, usan algoritmos de inteligencia artificial para identificar los principales focos de ruido.
Introducción
Durante las fiestas de fin de año, las celebraciones suelen estar acompañadas de música a alto volumen, eventos masivos y el uso frecuente de pólvora. Aunque estas actividades son parte de las tradiciones festivas en muchas culturas, el ruido generado puede convertirse en una fuente significativa de incomodidad y problemas para la población. Este tipo de contaminación acústica no solo afecta la calidad de vida de las personas, interrumpiendo el descanso y generando estrés, sino que también tiene un impacto negativo en los animales domésticos, la fauna silvestre y el medio ambiente. En este contexto, el monitoreo de ruido se presenta como una herramienta esencial para evaluar y mitigar los efectos del exceso de sonido durante estas fechas, permitiendo crear un equilibrio entre la celebración y el bienestar de las comunidades. Este texto analiza la importancia de implementar sistemas de monitoreo de ruido que aporten datos relevantes y detallados, como primer paso para elaboración de estrategias de control y mitigación del ruido durante este tipo de eventos.
Monitoreos inteligentes de ruido ambiental
Se ha denominado monitoreos inteligentes de ruido ambiental, a los registros continuos durante varios días de los niveles de ruido ambiental con el fin de obtener grandes cantidades de datos, para su posterior análisis con el uso de herramientas de big data e inteligencia artificial. Este particular análisis de la información permite obtener resultados detallados y específicos sobre el comportamiento del ruido ambiental, patrones temporales según el día de la semana, nocturnos y diurnos, tipos de focos de ruido e indicadores sobre el impacto en receptores sensibles. Además, se almacena en una base de datos todo el audio del periodo de medición.
Para el presente estudio se escogieron 2 puntos de instalación de los monitoreos inteligentes de ruido, el primero en la ciudad de Medellín, en el Barrio Aranjuez, y el segundo, en la ciudad de Bello, en el conjunto Puerta Madera, Barrio la Gabriela. Ambos puntos representan situaciones particulares bastante diferentes para el análisis, mientras el punto 1 en el barrio Aranjuez, se encuentra en la fachada de un primer piso a 2 metros de una vía transitada, donde predomina normalmente el ruido del tráfico, el punto 2, en el conjunto Puerta Madera, se encuentra a la altura de un piso 16, con vista directa hacia una zona deportiva y a más de 200 metros de una zona mixta del barrio la Gabriela, con presencia de bares y vecinos que acostumbran a realizar celebraciones al aire libre.
Como instrumentación del presente estudio se usaron 2 equipos low cost y un sonómetro calibrado tipo 1. Estos se ubican en la fachada de los 2 puntos y se hacen las respectivas correcciones por existencia de superficies cercanas, de acuerdo a la ISO 1996-2. Adicionalmente, los datos obtenidos del sonómetro se usan para soportar la información obtenida durante un periodo mucho más largo por el registro low cost del punto 2, puesto que los registros low cost toleran las condiciones de intemperie y tienen más autonomía de batería y memoria interna.
El equipo low cost del punto 1 registra durante 4 días en continuo, desde el 29 de diciembre hasta el 2 de enero y el equipo del punto 2 durante 8 días en continuo, desde el 26 de diciembre hasta el 2 de enero.
La metodología del presente estudio está soportada en la NTC ISO 1996-2:2019 Acústica. Descripción, medición y evaluación del ruido ambiental. Parte 2: Determinación de los niveles de presión sonora, norma de referencia internacional para la evaluación del ruido ambiental.
Resultados de los monitores inteligentes de ruido ambiental
Previamente a exponer los resultados, es importante puntualizar algunos conceptos:
LAeq (T): Nivel de ruido equivalente promedio en ponderación A con duración T, es decir, es el promedio energético de ruido durante un periodo de tiempo. Los niveles de ruido se evalúan con datos promedio, porque de esta manera se cuantifica la exposición al ruido durante un determinado periodo de tiempo. En la Resolución 0627 del 2006 está establecido que los niveles de ruido ambiental se evalúan a través de niveles promedio diarios, siendo para el día LAeq (14 horas), Ld y noche LAeq (10 horas), Ln.
Lmax: Nivel máximo de ruido durante un periodo de evaluación. Además de evaluar la exposición del ruido con niveles promedio, también se evalúa con niveles máximos, los cuales son representativos de la molestia real del ruido. Un sonido puede tener un nivel promedio muy bajo, pero al tener algunos eventos ruidosos, puede ser más molesto que otros tipos de ruido. También es representativo de los niveles de ruido de fuentes de ruido impulsivas como la pólvora o golpes.
Lmin: Nivel mínimo de ruido durante un periodo de evaluación. Es representativo de los niveles de ruido de fondo, o los niveles de ruido de fuentes continuas de ruido o estacionarias como el tráfico continuo o industria.
1. Punto 1: Barrio Aranjuez, Medellín
En la siguiente gráfica se representan los niveles de ruido ambiental cada 15 minutos del punto 1, con los índices LAeq, Lmax, Lmin, L90 y L10, y se analizan respecto al objetivo de calidad acústica (OCA) para zonas residenciales de acuerdo a la Resolución 0627 del 2006, de 65 dBA en el día y 50 dBA en la noche (en el presente estudio se denomina objetivos de calidad acústica lo que en la Resolución 0627 del 2006 se denomina estándares máximos permisibles de ruido ambiental).
Inicialmente, se observa en la gráfica el patrón de ruido ambiental para los diferentes días de la semana. Durante el día, los niveles de ruido promedio de 15 minutos LAeq (línea roja) superan los 70 dBA, y en la noche, descienden en las horas más tranquilas hasta 65 dBA. Tanto en el día, como en la noche se superan los OCA para zonas residenciales (línea azul), hasta por 20 dBA en el periodo nocturno. Este patrón, obedece totalmente al tráfico vehicular.
Los índices L90 y Lmin, evidencian momentos cortos donde no hay tráfico y los niveles de ruido ambiental descienden hasta los 40 dBA en las horas tranquilas, sin embargo, el flujo vehicular permanece también durante la noche, aunque con menor frecuencia.
En la noche del 31 de diciembre y primero de enero, el patrón de ruido marcado por el tráfico es alterado por música a alto volumen, personas vociferando y quema de pólvora, superando los niveles de ruido promedio -LAeq- los 90 dBA en algunos momentos, teniendo picos máximos que superan los 100 dBA representados por el índice Lmax. Esta situación inicia hacia las 8 p.m. del 31 de diciembre y comienza a descender hacia las 4 a.m. del 1 de enero. No obstante, el 1 de enero en horas de la tarde los niveles de ruido ambiental comienzan a superar los 75 dBA, por la aparición de niveles altos de música.
En la siguiente gráfica, se facilita la visualización de los niveles de ruido ambiental promedio -LAeq- de 1 hora, según la hora de cada día medido. En la franja izquierda se observa que en todas las noches los niveles de ruido están principalmente en color rojo oscuro (LAeq>65), lo cual es alarmante para la salud de la población (¿los habitantes de esa zona tienen algo de calidad de sueño?) y en la noche del 31 de diciembre en color azul hasta las 4 a.m.
A continuación, se presenta en la siguiente figura los niveles promedio LAeq día (LD) y LAeq noche (LN) totales, se observa particularmente que la diferencia entre los niveles promedio diarios a los nocturnos es menor a 5 dBA (a excepción de la noche del 31 de diciembre - 01 de enero), cuando, de acuerdo a la resolución 0627 se espera que sean de 15 dBA de disminución en la noche. Los niveles de ruido ambiental promedio comunes durante el día están alrededor de los 72 dBA y en la noche de 68 dBA.
En la siguiente gráfica se ponen en perspectiva los patrones de evolución del ruido ambiental de cada día, donde se observa una clara tendencia, sin embargo, se nota la situación particular de altos niveles de ruido de la noche del martes 31 de diciembre y la noche del miércoles 1 de enero.
Adicionalmente, en la figura subsiguiente se comparan todas las noches medidas, donde se observa un claro patrón para noches comunes y un cambio total en el patrón de la noche del 31 de diciembre – 1 de enero (línea azul), donde se alcanzan niveles de ruido ambiental promedio de 15 minutos de hasta 90 dBA.
Finalmente, a través de inteligencia artificial se analizan los registros durante todo el periodo de medición, para etiquetar en cada segmento de 15 minutos cuál es el foco de ruido que predomina, esto es lo que se obtiene:
El análisis coincide con lo expuesto en las gráficas anteriores, evidenciando el predominio del tráfico como principal fuente de ruido ambiental en los días y noches comunes, y a partir de la noche del 31 de diciembre y todo el 1 de enero, la aparición del predominio de otros focos de ruido como música (principalmente), voces y animales. La situación vuelve a la normalidad el jueves 2 de enero. De acuerdo a la gráfica, la celebración de fin de año comenzó el 31 de diciembre a las 8 p.m. y terminó el 2 de enero a media noche.
Muestra de audio de primeros minutos del año nuevo
2. Punto 2: Conjunto Puerta Madera, Bello
En la siguiente gráfica se representan los niveles de ruido ambiental cada 15 minutos, con los índices LAeq, Lmax, Lmin, L90 y L10, y se analizan respecto al objetivo de calidad acústica (OCA) para zonas residenciales de acuerdo a la Resolución 0627 del 2006, de 65 dBA en el día y 50 dBA en la noche.
Inicialmente, se observa en la gráfica el patrón de ruido ambiental para los diferentes días de la semana. Durante el día, los niveles de ruido promedio de 15 minutos -LAeq- (línea roja) superan los 65 dBA, y en la noche, descienden en las horas más tranquilas hasta 55 dBA. Tanto en el día, como en la noche se superan los OCA para zonas residenciales (línea azul), hasta por 10 dBA en el periodo nocturno. Este patrón, obedece al tráfico vehicular.
Los índices L90 y Lmin, evidencian momentos cortos donde baja el tráfico y los niveles de ruido ambiental descienden hasta los 50 dBA en las horas más tranquilas. Normalmente se esperaría que los niveles de ruido mínimos (línea verde) desciendan más, como el caso del punto 1: Aranjuez, pero se puede presumir la existencia de un ruido de fondo industrial en 50 dBA, posiblemente de plantas como Soya o Argos que se encuentran en la zona.
En la noche del 31 de diciembre y primero de enero, el patrón de ruido marcado por el tráfico es alterado por música a alto volumen y quema de pólvora, superando los niveles de ruido promedio – LAeq de 15 minutos- los 98 dBA HACIA LAS 3 a.m., teniendo picos máximos que alcanzan los 119 dBA representados por el índice Lmax (línea rosada). Esta situación inicia hacia las 8 p.m. del 31 de diciembre y comienza a descender hacia las 4 a.m. del 1 de enero. La noche del 1 de enero – 2 de enero, presenta una situación similar con quema de pólvora y música a alto volumen, pero durante periodos más cortos.
En la siguiente gráfica, se proporciona la visualización de los niveles de ruido ambiental promedio LAeq de 1 hora, según la hora de cada día medido. En la franja izquierda se observa que en todas las noches comunes los niveles de ruido están principalmente en color rojo naranja (LAeq>55) a excepción de la noche del 31 de diciembre – 1 de enero. Aunque los niveles de ruido promedio nocturnos no son tan elevados como en el punto 1: Aranjuez, siguen superando el OCA nocturno para zonas residenciales.
A continuación, se presenta en la siguiente figura los niveles promedio LAeq día (LD) y LAeq noche (LN) totales, donde se observa de manera similar al punto 1: Aranjuez, que la diferencia entre los niveles promedio diarios a los nocturnos es menor a 5 dBA (a excepción de la noche del 31 de diciembre - 01 de enero), cuando, de acuerdo a la resolución 0627 se espera que sean de 15 dBA de disminución en la noche. Los niveles de ruido ambiental promedio comunes durante el día están alrededor de los 64 dBA y en la noche de 59 dBA.
Salta a la vista el nivel promedio de ruido nocturno durante la noche del 31 de diciembre – 1 de enero, con un nivel de 81,3 dBA. Esto es similar a estar expuesto al ruido de una autopista principal durante 10 horas seguidas (según la Resolución 0627 del 2006, la noche es de 10 horas y va desde las 9 p.m. hasta las 7 a.m.).
En la siguiente gráfica se ponen en perspectiva los patrones de evolución del ruido ambiental de cada día, donde se observa una clara tendencia, sin embargo, se nota la situación particular de altos niveles de ruido de la noche del martes 31 de diciembre - miércoles 1 de enero y noche del 1 de enero – 2 de enero.
Adicionalmente, en la figura subsiguiente se comparan todas las noches medidas, donde se observa un claro patrón para noches comunes y un cambio total en el patrón de la noche del 31 de diciembre – 1 de enero (línea morada), y 1 de enero – 2 de enero (línea dorada), donde se alcanzan niveles de ruido ambiental promedio de 15 minutos de hasta 98 dBA. También se observa que en la noche del sábado (línea verde) los niveles de ruido ambiental sobresalen respecto al patrón de otras noches, debido a la actividad de bares de la zona.
Finalmente, a través de inteligencia artificial se analizan los registros durante todo el periodo de medición, para etiquetar en cada segmento de 15 minutos cuál es el foco de ruido que predomina. Esto es lo que se obtiene:
El análisis presenta que en los días comunes hay un predominio de fuentes de ruido asociadas a la clase 1 voice, es decir, sonidos de voces de personas mientras hacen uso del complejo deportivo. Adicionalmente, en la franja izquierda, en las noches hay presencia de otros focos de ruido clasificados como otros sonidos, sonidos de animales, sonidos de fondo, entre otros. No obstante, durante la noche del 31- 1 de enero, a las 00 durante 15 minutos se ha etiqueta como clase 9: social/comunal los sonidos de pólvora, situación que se repite exactamente la noche del día siguiente (en los audios grabados se confirma el sonido de pólvora). El análisis con IA en las noches de fiestas, etiquetó el sonido percibido de los bares lejanos como clase 1 voice, tal vez por la lejanía, no obstante, en los audios se confirma que durante las noches de celebración hubo música continua.
Muestra de audio de primeros minutos del año nuevo
Conclusiones
En los dos puntos donde se realizaron monitoreos inteligentes se observa que durante el periodo nocturno los niveles de ruido ambiental superan los estándares máximos permisibles para zonas residenciales, tanto para zonas ruidosas como el punto 1: barrio Aranjuez, Medellín (vivienda muy cercana a vía con tráfico concurrido y zona de bares), como para zonas “tranquilas” inmersas en zonas verdes y con restricciones para generar ruido en propiedad horizontal como el punto 2: Conjunto Puerta Madera, Bello. En noches comunes (sin festividades), el principal causante de los niveles de ruido ambiental es el tráfico vehicular. Mientras la Resolución 0627 del 2006 espera disminuciones de la noche respecto el día de 15 dBA, en la realidad se obtienen alrededor de 5 dBA.
A diferencia del punto 1: Barrio Aranjuez, el punto 2: Conjunto Puerta Madera, al estar en un sector más silencioso y en un piso 16, donde por la altura aumenta la distancia frente a otros focos de ruido como bares y tráfico, pero se mantiene cercano a las alturas de explosión de pólvora, durante la noche del 31 de diciembre al 1 de enero, se obtuvo un nivel equivalente promedio total de ruido ambiental de 81,3 dBA, similar a estar (dormir) durante 10 horas al borde de una autopista concurrida, con niveles máximos de hasta 119 dBA (similar a un disparo). Estos niveles de ruido, tanto promedio, como máximos, superan las recomendaciones de la Organización Mundial de la Salud y pueden generar afecciones en receptores sensibles, especialmente niños, ancianos, personas con discapacidades y animales.
En el punto 1: barrio Aranjuez, a diferencia del punto 2, donde se observa mayor afección por altos niveles de ruido de carácter impulsivo, se presenta un mayor impacto por la exposición continua a niveles altos de música, obteniéndose un nivel equivalente del periodo total nocturno de la noche del 31 de diciembre al primero de enero de 84,3 dBA (similar al punto 2), con niveles máximos frecuentes de más de 100 dBA, equivalente a estar expuesto a un concierto de rock mientras se duerme.
Con el análisis de los patrones de ruido y las etiquetas con inteligencia artificial se demuestra que estas condiciones de altos niveles de ruido no solamente se presentan durante la noche de fin de año, sino que se extienden durante el día siguiente y la respectiva noche, profundizando el impacto ya ocasionado por los altos niveles de ruido con periodos de exposición de varios días.
El uso de tecnología de bajo costo combinada con algoritmos de inteligencia artificial permitió en el presente estudio identificar y clasificar las principales fuentes de ruido (como tráfico, música y pólvora), proporcionando datos detallados para un análisis más preciso de los patrones acústicos y su impacto. Estudios con esta misma metodología se deben implementar a mayor escala y a la vez soportarse con equipos normalizados tipo 1.
Recomendaciones:
Implementar regulaciones y estrategias más estrictas para controlar los niveles de ruido durante las festividades, especialmente en zonas residenciales.
Promover campañas de sensibilización para reducir el uso de pólvora y la música a alto volumen en celebraciones comunitarias.
Implementar a gran escala tecnologías accesibles de monitoreos inteligentes de ruido para identificar y mitigar focos de ruido ambiental, especialmente en temporada de fiestas.
