NTC2272 Ruido

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 2272 1998-10-28*

ACÚSTICA. MÉTODO PARA LA MEDICIÓN DE LA PROTECCIÓN REAL DEL OÍDO BRINDADA POR LOS PROTECTORES AUDITIVOS Y MEDICIÓN DE LA ATENUACIÓN FÍSICA DE LAS OREJERAS

E:

ACUSTIC. METHOD FOR MEASUREMENT OF REAL-EAR PROTECTION OF HEARING PROTECTORS AND PHYSICAL ATTENUATION OF EARMUFFS

CORRESPONDENCIA: CORRESPONDENCIA:

esta norma es equivalente (EQV) con la ANSI S3.19

DESCRIPTORES:

protector auditivo; seguridad.

dispositivo

de

I.C.S.: 13.340.20 Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado 14237 Bogotá, D.C. - Tel. 6078888 - Fax 2221435

Prohibida su reproducción reproduc ción

Primera actualización *Reaprobada 2003-05-28 Editada 2003-05-30

PRÓLOGO

El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, ICONTEC, es el organismo nacional de normalización, según el Decreto 2269 de 1993. ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamental para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo. La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este último caracterizado por la participación del público en general. La NTC 2272 (Primera actualización) fue ratificada por el Consejo Directivo de 1998-10-28. Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales. A continuación se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma a través de su participación en el Comité Técnico 1 Acústica. ARTÍCULOS DE SEGURIDAD S. A. ARSEG BELL TERMOACÚSTICOS CONSEJO COLOMBIANO DE SEGURIDAD

MONÓMEROS COLOMBO VENEZOLANOS ORGANIZACIÓN CEAN TRES M DE COLOMBIA

Además de las anteriores, en Consulta Pública el Proyecto se puso a consideración de las siguientes empresas: AMBIENCOL INGENIEROS COMPAÑÍA COLOMBIANA DE TEJIDOS ESSO ETERNIT FÁBRICA DE HILADOS Y TEJIDOS DEL HATO S. A. FORMAPLAC LTDA. FUNDACIÓN POLITÉCNICO GRANCOLOMBIANO

MINISTERIO DE SALUD PROPAL SUPERINTENDENCIA SUPERINTENDENCIA DE INDUSTRIA Y COMERCIO TERPEL DEL NORTE UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA

Esta norma fue reaprobada por el Consejo Directivo de 2003-05-28. A continuación se relacionan las empresas que participaron en el estudio de reaprobación y que pertenecen al Comité Técnico 1 Acústica. AALTO LTDA ACUSTEC DE COLOMBIA AMBIENCOL INGENIEROS ARTICULOS DE SEGURIDAD ARSEG ASOCIACIÓN COLOMBIANA DE HIGIENETISTAS BELLTERMOACUSTICOS

CONSEJO COLOMBIANO DE SEGURIDAD CONSTRUCCIONES ACUSTICAS DELIMA MARCH EPAN LTDA ESPUMLATEX LABORATORO CLINICO PULMONAR

MINISTERIO DE DESARROLLO MINISTERIO DE SALUD SUPERINTENDENCIA DE INDUSTRIA Y COMERCIO

UNIVERSIDAD DEL BOSQUE UNIVERSIDAD DEL VALLE UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA

ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados normas internacionales, regionales y nacionales. DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN


NTC 2272 (Primera actualización)

ACÚSTICA. MÉTODO PARA LA MEDICIÓN DE LA PROTECCIÓN REAL DEL OÍDO BRINDADA POR LOS PROTECTORES AUDITIVOS Y MEDICIÓN DE LA ATENUACIÓN FÍSICA DE LAS OREJERAS

1.

GENERALIDADES

1.1

OBJETO

La presente norma especifica los procedimientos psicofísicos, los requisitos físicos, un medio de reportar los resultados para la medición de las características de protección y atenuación de los dispositivos usados para proteger el sistema auditivo contra el exceso de ruido.1 1.2

MÉTODO DE PROTECCIÓN AUDITIVA REAL

Los procedimientos descritos en el método (primario) de protección auditiva real se realizan mediante ensayos psicoacústicos en personas y están destinados para la medición de la protección auditiva real en el umbral de audición, de protectores auditivos completamente desarrollados. Este método se describe en el numeral 3. 1.3

MÉTODO DE ATENUACIÓN FÍSICA

Los procedimientos descritos en el método (complementario) de atenuación física se realizan mediante ensayo físico en una cabeza simulada y están diseñados para medir la atenuación del sonido a niveles de presión sonora relativamente altos.2 Este método tiene como fin complementar el ensayo de protección auditiva real y se describe en el numeral 4. 1.4

APLICACIONES

El método primario de esta norma se aplica a unidades de comunicación, cascos especiales incluyendo los de seguridad y otros sistemas con características de protección sonora usados en combinación, es decir, tapones más orejeras. El método complementario se aplica a dispositivos tipo orejera y proporciona datos para uso en el diseño y control de calidad de la producción de orejeras, al igual que para otros propósitos para especificación del desempeño de la atenuación. 1

Los procedimientos psicofísicos y requisitos físicos especificados en la presente norma se encuentran documentados en el siguiente informe técnico: P.L. Michael y D.B. Bolka, “An Objective Method for Evaluating Ear Protectors”, Technical Report, Public Health Service. U.S. Department of Health, Education, and Welfare (15 junio 1972).

2

En este documento no se estandariza un método de atenuación física en una cabeza real (es decir, un micrófono bajo unos auriculares usados por un sujeto), como ya se ha aplicado algunas veces en trabajos de investigación y desarrollo. Se considera que en la actualidad los datos y experiencia obtenidos con este método son insuficientes para desarrollar un procedimiento uniforme adecuado para normalización.

1



Los tapones no se pueden evaluar mediante este método. Ninguno de estos métodos, el principal y el secundario, son aplicables para el ensayo de dispositivos no lineales, dispositivos sensibles a la amplitud y otros dispositivos de protección sonora con características que les permiten operar exclusivamente contra ruidos impulsivos. Estos dispositivos se incluyen solamente en la medida en que su desempeño cumpla lo establecido en esta norma. No se establecen métodos estándar para la evaluación de estos dispositivos en un oído real; en consecuencia, la efectividad de sus características especiales no se puede describir adecuadamente de una manera uniforme. 2.

DEFINICIONES

2.1 protector auditivo dispositivo que se utiliza para evitar los efectos perjudiciales del sonido en el sistema auditivo. 2.1.1 tapón auditivo protector auditivo que se coloca dentro del canal del oído externo (auditivo), o en la concha del oído, para impedir la entrada al canal del oído externo (semiauditivo). 2.2.2 orejera protector auditivo compuesto por lo general por una banda para la cabeza y dos recubrimientos (earcups) con un anillo exterior suave, cuyo fin es permitir un ajuste cómodo contra el pabellón de la oreja (supra-auditivo) o los lados de la cabeza alrededor del pabellón de la oreja (circunauditivo). 2.1.3 auriculares de comunicación un dispositivo (tapón auditivo u orejera) destinado principalmente para comunicación, pero que también se puede usar para brindar protección auditiva. 2.1.4 casco dispositivo que algunas veces funciona como protector auditivo, y que por lo general cubre una parte considerable de la cabeza. 2.2 umbral de audibilidad abierto el nivel mínimo de presión sonora efectiva para una señal especificada, que es capaz de provocar una sensación auditiva cuando no se usa un protector auditivo. 2.3 umbral de audibilidad ocluido el nivel mínimo de presión sonora efectiva para una señal especificada, que es capaz de provocar una sensación auditiva cuando se usa el protector auditivo bajo ensayo.

2



Tabla 1. Ruido del ambiente máximo permisible* Frecuencia en hertz Límites Inferior Superior 90 180 180 355 355 710 710 1 400 1 400 2 800 2 800 5 600 5 600 11 200 *

Centro 125 250 500 1 000 2 000 4 000 8 000

Nivel de banda de una octava 2 re 20 µ N/m (20 µ Pa) 24 18 16 16 14 9 30

Los niveles de la Tabla 1 se obtuvieron a partir de los cálculos del Apéndice A. Los niveles de banda de una octava especificadas se basan en las frecuencias centrales preferidas de acuerdo con la norma ANSI S1.6 1976 (1971). Frecuencias preferidas y números de banda para mediciones acústicas, para obtener correspondencia con las señales de ensayo de banda de tercera octava empleadas en esta norma.

Cualquier ruido audible en la habitación es probable que enmascare una porción de la gama de señales de ensayo. Esto elevará el umbral abierto y dará como resultado, erróneamente, valores reducidos de protección auditiva real para el dispositivo que se ensaya. Muchas habitaciones que no pueden cumplir con el límite de ruido ambiental en forma continua, serán adecuadas si los períodos de ensayo se seleccionan durante los momentos de ruido mínimo. En caso de que en estas habitaciones se perciba ruido externo, se deben emplear medios para que el oyente pueda solicitar al encargado que detenga el ensayo. Al usar orejeras se pueden presentar ruidos fisiológicos en nivel suficiente como para causar enmascaramiento de la porción a baja frecuencia de la gama de señales de ensayo. Esto elevará el umbral ocluido y dará como resultado erróneamente valores altos de protección auditiva real para el dispositivo que se ensaya. 2.4 protección auditiva real en el umbral el valor medio (en decibeles) del umbral ocluido (con el protector colocado) de audibilidad menos el umbral de audibilidad abierto (las orejas abiertas y destapadas) para todos los oyentes en todos los ensayos en condiciones idénticas. 2.5 cabeza simulada dispositivo que posee algunas características físicas y dimensiones cercanas a las de un hombre adulto promedio, y que se usa para medir la atenuación de los protectores circunauditivos. 2.6 atenuación por el uso de orejeras la diferencia algebraica (en decibeles) entre los niveles de presión de banda de las señales de ensayo medidas en el micrófono de la cabeza simulada, con las orejeras colocadas o no. 2.7 campo de incidencia aleatoria campo acústico en el cual el ángulo de llegada del sonido a un punto dado es aleatorio en el tiempo. 2.8 tiempo de reverberación es el tiempo requerido para que la media cuadrada del nivel de presión sonora, originalmente en estado estacionario, baje 60 dB después de detener la fuente. 3



2.9 oyente normal persona con una pérdida de audición no mayor de 20 dB, respecto a un audiográma normal en cada uno de los oídos y para cada una de las frecuencias de ensayo. 3.

MÉTODO EN EL OÍDO REAL (primario)

3.1

REQUISITOS FÍSICOS

3.1.1 Ambiente acústico de la habitación de ensayo 3.1.1.1 Ruido del ambiente El ruido del ambiente (con instrumentación activada y sin señal de ensayo presente) en la posición del oyente en la habitación de ensayo no debe exceder los valores presentados en la Tabla 1, medido sin el oyente en la habitación. 3.1.1.2 Sonidos de ensayo Se deben usar bandas de ruido de tercera octava como los sonidos de ensayo para la medición de la protección auditiva real en el umbral para mínimo las bandas con las siguientes frecuencias centrales: 125 Hz, 250 Hz, 500 Hz, 1 000 Hz, 2 000 Hz, 3 150 Hz, 4 000 Hz, 6 300 Hz y 8 000 Hz. Para los procedimientos psicofísicos se requieren señales de ensayo interrumpidas o impulsadas máximo una vez por segundo con un ciclo de servicio del 50 % y sin fenómenos transitorios audibles. Cuando los protectores auditivos brindan poca o ninguna protección en algunas bandas de ensayo, las mediciones también se deben tomar en las bandas de tercera octava inmediatamente adyacentes a estas bandas y los resultados se deben reportar. 3.1.1.3 Características del campo acústico Se recomienda un campo acústico con las siguientes condiciones: 1)

El sonido se debe generar en una habitación cuyo tiempo de reverberación en el espacio de ensayo (sin sujeto) esté entre 0,5 s y 1,6 s para cada una de las bandas de ensayo.

2)

El nivel de presión acústica medido en seis posiciones relativas al centro de la cabeza del sujeto (sin que esté presente), ± 10 cm (± 3,9 pulgadas) en la dimensión frontal-trasera y ± 15 cm (± 5,9 pulgadas) en las dimensiones arriba-abajo e izquierda-derecha, debe permanecer dentro de una gama de 6 dB para todas las bandas de ensayo (véase el numeral 3.1.1.2). La diferencia en el nivel de presión acústica entre las posiciones derecha-izquierda no debe ser superior a 2 dB.

3.1.1.4 Medición del campo acústico Para medir el campo acústico en el espacio de ensayo se debe usar un micrófono direccional (cosenoidal o cardioide) que presente en su respuesta polar de campo libre al menos un rechazo de 10 dB del frente al lado y del frente para atrás para cada banda de ensayo. Se debe considerar que el campo acústico se aproxima a un campo de incidencia aleatorio si, cuando al girar el micrófono alrededor del espacio central 360° en cada uno de los tres planos perpendiculares de la habitación, el nivel de presión sonora observado en cada banda de ensayo permanece dentro de la variación permitida en la Tabla 2. 4



3.1.2 Equipo de ensayo El aparato de ensayo debe incluir lo siguiente: generador de ruido blanco, juego de filtros de tercera octava, circuitos de control (interruptor de encendido y apagado y atenuadores calibrados), altavoces con amplificador de potencia y un dispositivo de posicionamiento de la cabeza. 3.1.2.1 Generador de ruido blanco La fuente de la señal debe generar un voltaje cuyo nivel de espectro medido en una banda de 1 Hz de amplitud sea uniforme dentro de ± 2 dB en la gama de frecuencias de 50 Hz a 10 000 Hz. 3.1.2.2 Juego de filtros de tercera octava Se debe usar un juego de filtros de tercera octava cuyos anchos de banda particulares, frecuencias de borde de banda y otras características cumplen con las especificadas para filtros Clase III de la norma ANSI S1.11.1966 (R 1971) para juegos de filtros de octava, media octava, y tercera octava. El modo de operación de los filtros al cambiar de una banda contigua a otra debe ser una función de paso discreto; no es aceptable un modo de cambio gradual, ajustable continuamente. Se debe usar un juego de filtros que permita el acceso directo a las salidas de banda antes de la adición. Tabla 2. Variación permisible de respuesta en campo de incidencia aleatorio para rechazo en campo libre del micrófono correspondiente* Rechazo en campo libre del micrófono (dB) > 25 20 15 10 < 10, no es adecuado el micrófono *

Variación permisible de respuesta en campo de incidencia aleatorio 6 5 4 3

La variación en la respuesta del micrófono mientras éste se gira en un campo de incidencia aleatorio se relaciona con las características direccionales del micrófono y el grado de aleatoriedad del campo. Las variaciones permisibles de respuesta en campo acústico se deben presentar en términos de la respuesta direccional en campo libre característica del micrófono. La Tabla 2 presenta los valores de rechazo en campo libre de los micrófonos direccionales y las variaciones permisibles correspondientes en el campo acústico para los propósitos de esta norma. El rechazo en campo libre del micrófono se puede obtener mediante medición o con el fabricante del micrófono.

3.1.2.3 Circuitos de control 1)

Se deben usar atenuadores que brinden una gama de señales de ensayo de mínimo 90 dB en cada banda de frecuencia de ensayo. Los pasos de atenuación deben ser 2,5 dB o menores. Los atenuadores se deben calibrar a niveles a los cuales se usa el sistema, en los pasos mínimos, cuando están conectados al sistema. Las correcciones para las desviaciones medidas de linealidad se deben aplicar a los datos.

2)

Los procedimientos que emplean una red de atenuación operada manualmente por el sujeto deben contar con algún medio calibrado para variar la señal presentada al atenuador del sujeto. Las características de desempeño de las redes de atenuación deben ser como mínimo iguales a los requisitos de (1). 5

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 3)


El interruptor de encendido y apagado de la señal debe operar de manera que no aparezca ningún ruido extraño o fenómeno transitorio audible para un oído normal. Después de la operación del interruptor, el tiempo requerido para que el nivel de presión sonora de la señal de ensayo suba de -20 dB a - 1 dB con referencia a su valor estacionario, no debe ser menor de 0,02 s ni más de 0,10 s; y el tiempo requerido para que la presión sonora de la señal descienda 20 dB no debe ser menor de 0,005 s ni más de 0,10 s. Este requisito es compatible con la norma ANSI S3.6-1969 (R 1973) y le debe cumplir el sistema electrónico que alimenta los altavoces.

3.1.2.4 Altavoces 1)

Los altavoces usados junto con el aparato descrito en el numeral 3.1.2 deben brindar un campo acústico tal que a cualquier banda de ensayo el nivel de presión sonora en la posición del oyente se pueda variar de mínimo 20 dB por encima del umbral de audición ocluido, a 10 dB por debajo del umbral de audición abierto. Para la mayoría de dispositivos de protección esto es equivalente a un nivel de 70 dB por encima del umbral de audibilidad y a 10 dB por debajo de él3.

2)

Se debe colocar al menos un altavoz en la superficie de cada uno de los tres planos principales (plano techo - suelo y los dos planos de dos paredes opuestas) de la habitación4. Cada altavoz se debe poner bajo cubierta en una configuración que se aproxime a una pantalla acústica “infinita”. Ningún altavoz debe tener su eje orientado directamente hacia el sujeto (orientación mínima de 5° hacia afuera).

3.1.2.5 Dispositivo de posicionamiento de la cabeza Se debe usar un medio que brinde una referencia para mantener la cabeza del oyente en posición constante (no un apoyo para la cabeza; una plomada se considera aceptable). Este dispositivo no debe transmitir a la cabeza del oyente vibraciones que puedan afectar las mediciones o presentar una superficie reflectiva o absorbente que pueda alterar el nivel del sonido en los oídos del sujeto. 3.1.3 Distorsión El sistema entero debe producir menos del 5 % de distorsión armónica total, medida en la posición de la cabeza del sujeto, mientras que el sistema de estímulo se opera al nivel máximo de presión sonora, con entradas de tono discretas correspondientes a las frecuencias centrales de las bandas de ensayo que van de 250 Hz a 6 300 Hz. Cuando la habitación de ensayo es excitada con una banda de ensayo a un nivel máximo de presión sonora, los niveles medidos en las bandas adyacentes deben ser compatibles con las características especificadas para el filtro de banda de tercera octava, Clase II, página 16 de la norma ANSI S1.11-1988 (R 1971).

3

Esto se puede calcular con base en calibración eléctrica.

4

Para obtener el campo acústico deseado, puede ser necesario emplear hasta nueve altavoces, tres en cada plano de la habitación. Una instalación simple consiste en montar tres altavoces individuales en cada una de tres láminas de madera contrachapada (de mínimo 1,9 cm ó 0,75 pulgadas de espesor), una para cada plano de la habitación (ejes). En cada plano de la habitación se debe emplear al menos un altavoz de 30,5 cm ó de 12 pulgadas de diámetro, o mayores. Los sistemas de altavoces no deben usar bases reflex, conductos entubados, suspensión acústica, etc.

6



3.1.4 Medición de la fuerza de las orejeras Se debe contar con algún medio para la medición de la fuerza ejercida contra los lados de la cabeza por las orejeras montadas en sistemas de suspensión. Las mediciones deben representar la fuerza encontrada en protectores nuevos y sin usar, separados una distancia de 14,35 cm (5,65 pulgadas) entre los recubrimientos del pabellón (earcups) (ancho de la cabeza media) y 13,08 cm (5,15 pulgadas) entre la parte interior de la banda de la cabeza y una línea imaginaria a través de los puntos de rotación de las uniones de la banda de la cabeza a los recubrimientos del pabellón (earcups) (altura de la cabeza media). Estos datos se deben reportar junto con los datos de protección del oído real. 3.2

OYENTES

3.2.1 Los oyentes que se van a usar en los ensayos descritos en la sección siguiente deben tener niveles de umbral de audición en cada oído no superiores a frecuencias de ensayo de 10 dB a 250 Hz a 1 000 Hz y no superiores a 20 dB a ninguna otra frecuencia de ensayo, medida por un audiómetro estándar (norma ANSI S3.6.1969). 3.2.2 No se debe escoger para estos ensayos un oyente cuya variabilidad para el umbral abierto de audibilidad descrito en el numeral 3.3.2 sea tal que el intervalo en tres mediciones sucesivas de umbral abierto en cualquier banda de ensayo entre 250 Hz y 4 000 Hz sea mayor de 6 dB. 3.2.3 Los oyentes que cumplen los otros requisitos de esta norma y que obtienen un ajuste adecuado con el dispositivo de ensayo (véase el numeral 3.3.3.1) no se pueden descartar por reportar poca protección. Al reportar los resultados, se deben registrar los oyentes para quienes no se pudo obtener un ajuste adecuado, pero no se deben incluir en la evaluación. 3.3

PROCEDIMIENTOS DE ENSAYO

3.3.1 Instrucciones a los oyentes 3.3.1.1 Los oyentes deben estar completamente informados sobre la situación y el procedimiento de ensayo. 3.3.1.2 El oyente se debe sentar de una manera que, usando el dispositivo de referencia de posicionamiento de la cabeza, su cabeza quede colocada en el mismo punto “ fijo” en el campo acústico para todas las mediciones repetidas. 3.3.2 Umbral abierto de audibilidad 3.3.2.1 Procedimiento 1)

Para tener en cuenta el acomodamiento a la situación de ensayo, los oyentes se deben sentar en la habitación de ensayo, sin señales presentes, durante un período mínimo de 5 min antes de la prueba inicial de la sesión de ensayo, después de lo cual se puede dar comienzo a las determinaciones de umbral. El oyente no debe estar expuesto a ruido excesivo al menos 1 h antes del ensayo.

2)

Las orejas del oyente deben estar descubiertas y sin protección. La atenuación de control para cada una de las bandas de ensayo mencionadas en el numeral 3.1.1.2 se debe variar hasta alcanzar un nivel en el cual la señal es apenas 7



audible.5 Este nivel debe ser el umbral abierto de audibilidad. Un umbral abierto para todas las bandas de ensayo se debe medir inmediatamente antes o después de cada conjunto de umbrales ocluidos, y el orden se debe alternar. 3)

Se debe usar cualquier técnica psicofísica o audiométrica6 adecuada para las determinaciones del umbral de las señales individuales dentro de los límites del numeral 3.1.1.2 y la misma técnica se debe usar para la medición de los umbrales abierto y ocluido.

4)

Se deben suministrar medios para variar cada presentación, de manera que el nivel de la señal de ensayo presentada al atenuador del sujeto sea diferente entre un ensayo y otro. El valor total registrado para cada ensayo debe ser la variación introducida por el experimentador, en combinación con la respuesta del sujeto, y se debe reflejar en la posición del atenuador del sujeto.

3.3.2.2 Registro de datos Los resultados finales del ensayo de protección auditiva se expresarán en función de la diferencia entre las posiciones del atenuador, es decir, los niveles umbral ocluidos medios, menos los niveles umbral abiertos medios, en decibeles. Por lo tanto, sólo es necesario registrar las posiciones del atenuador (que representan niveles umbral). 3.3.3 Determinación del umbral ocluido de audibilidad 3.3.3.1 Ajuste de los protectores de audición El ajuste de los protectores de audición es crítico para el ajuste acústico y la cantidad de protección auditiva obtenida; por lo tanto, el método de instalación para determinaciones de umbral ocluido se debe reportar como “ajuste (promedio) del sujeto” o “ajuste (mejor) del experimentador”. Durante las evaluaciones de orejeras no se deben usar anteojos. Se deben identicar estudios especiales de efectividad de las orejeras con anteojos. 1)

Ajuste del sujeto. El experimentador debe dar al oyente instrucciones precisas sobre el ajuste de los protectores auditivos, de acuerdo con las instrucciones del fabricante, y debe seleccionar el protector auditivo del tamaño apropiado para el oyente. El oyente se debe insertar los tapones y colocarse las orejeras. Adicionalmente:

5

Un procedimiento que se recomienda es presentar la señal a un nivel audible, reducir el nivel hasta que la señal no se oiga, y luego aumente el nivel hasta que apenas se oiga el tono. Se considera que el nivel umbral es el nivel más bajo de la señal que se oye en mínimo el 50 % de las pruebas durante tres o cuatro ascensos y descensos a través de este valor de nivel más bajo.

6

l. J. Hirsh, Measurement of Hearing (Mc-Graw-Hill, New York, 1952), Cap. 4. pp. 95-101; o DE, Robinson and C.S. Watson, “Psychophysical Methods in Modern Psychoacoustics”, en Foundation of Modern Auditory Theory, JV. Tobias, De. (Academic, New York, 1972), vol 2,m cap. 3.

8


2)


a)

Después de instalar el protector auditivo, se debe introducir un ruido blanco cuyo nivel de presión sonora total en la posición del oyente sea de 60 dB a 70 dB con referencia a 20 µN/m2 (20 µPa). El oyente debe recibir instrucciones acerca de cómo manipular el protector auditivo hasta que ubique la posición en la que el ruido es mínimo.

b)

Después de comenzar el ensayo, se prohibe la manipulación adicional del protector auditivo para ganar atenuación a una señal de ensayo específico.

Ajuste del experimentador. Cuando se desea un desempeño óptimo del protector, el experimentador debe verificar personalmente la instalación de cada protector auditivo para asegurar un buen ajuste y sello acústico después de terminar con lo establecido en el numeral 3.3.3.1(1)(a). Cuando lo considere necesario, el experimentador debe colocarse nuevamente los tapones y reajustar los otros protectores hasta la “mejor” posición antes del ensayo, pero no después de que éste haya comenzado. Los resultados obtenidos usando este procedimiento de ajuste se deben reportar como protección de “ajuste del experimentador”.

3.3.3.2 Niveles de umbral ocluido Después de que del protector auditivo ha sido instalado de acuerdo con el numeral 3.3.3.1, se debe medir un umbral de audibilidad para las señales de ensayo, exactamente de la misma manera que se indicó para umbrales abiertos (véase el numeral 3.3.2). Estos niveles deben ser los umbrales ocluidos. 3.3.3.3 Número de unidades de protección auditiva Se deben usar mínimo dos unidades individuales de un modelo de protector acústico fabricado en tamaños estándar, alternativamente en la ejecución de este ensayo. 3.4

PROCESAMIENTO Y PRESENTACIÓN DE LOS DATOS

3.4.1 Muestras mínimas La protección real del oído en el umbral para cada oyente se debe basar, para cada señal de ensayo, en mediciones de umbrales abiertos realizadas en mínimo tres ensayos separados y en mediciones de umbrales ocluidos realizadas en mínimo tres ensayos separados. Cada ensayo separado debe incluir un reajuste del protector auditivo. Durante las determinaciones de umbral se deben asignar tiempos de descanso frecuentes al sujeto. Las mediciones se deben hacer en 10 sujetos como mínimo. 3.4.2 Reporte de las mediciones Las mediciones se deben resumir para mínimo ocho de cada nueve señales especificadas (banda de una tercera de octava) en función de una gran media y una desviación estándar de los valores de protección. Las desviaciones estándar (σ ) se deben calcular usando la fórmula:

9


NTC 2272 (Primera actualización) σ=

 Σ d 2     N − 1   

en donde d N

es la diferencia entre la gran media y una observación individual es el número de observaciones (30, 10 sujetos con tres mediciones cada uno).

Habrá tantas protecciones reales del oído y desviaciones estándar como señales de ensayo, y por lo tanto, los datos se deben resumir en una tabla o gráfica que presente la protección del oído real en el umbral y la desviación estándar en función de la frecuencia de una de las bandas de ruido de una tercera de octava. 3.4.2.1 Cuando los datos sobre protección auditiva se presentan en forma gráfica, se debe usar un papel cuya escala de frecuencia a lo largo de la abscisa esté en intervalos iguales de frecuencias centrales de banda de una tercera de octava y cuya escala de protección auditiva a lo largo de la ordenada sea lineal en decibeles. La longitud para una década de terceras octavas debe ser igual a la longitud para 25 dB. 3.4.2.2 Se debe describir el método usado para establecer que el nivel de ruido ambiente del cuarto de muestra, no enmascara los umbrales de audibilidad (véase el numeral 3.1.1.1). 3.4.2.3 Se debe hacer una descripción de los oyentes en términos de edad, sexo y modo de selección. 3.4.2.4 Se debe describir el procedimiento psicofísico usado para la obtención de umbrales (véanse los numerales 3.3.2 y 3.3.3). 3.4.2.5 Se debe describir el modo de instalación del protector auditivo, como ajuste del sujeto o del experimentador y también se debe registrar en las gráficas o tablas sobre datos de protección. 3.4.2.6 Las mediciones de la fuerza de las orejeras se deben describir y registrar en las gráficas o tablas o ambas, de datos sobre protección auditiva. 4.

MÉTODO FÍSICO (COMPLEMENTARIO)

4.1

REQUISITOS FÍSICOS

4.1.1 Cuarto de ensayo 4.1.1.1 Campo de ensayo acústico Un campo sonoro de incidencia aleatoria, según se aproxima por las siguientes condiciones de ensayo, se recomienda para cada frecuencia de ensayo de banda de tercera octava de 80 Hz a 10 000 Hz.

10



1)

Una fuente de ruido eléctrico de banda ancha, cuyo nivel de espectro en bandas de 1 Hz es uniforme dentro de ± 2 dB en la gama de frecuencias de 50 Hz a 12 500 Hz, se debe presentar a un juego de filtros contiguos de tercera octava que va de una frecuencia central de 80 Hz a 10 000 Hz, para proporcionar las señales de ensayo. Se debe medir cada una de las bandas de ensayo que comienzan a 125 Hz y se extienden a una frecuencia central de 8 000 Hz.

2)

El nivel de presión de banda en el micrófono para cada frecuencia de banda de ensayo no debe ser menor de 85 dB con referencia a 20 µN/m2 (20 µPa) y debe ser como mínimo 60 dB superior al nivel del ruido del ambiente de la habitación de ensayo en cada banda de frecuencia de ensayo.

3)

Las características de incidencia aleatoria del campo sonoro se deben determinar de acuerdo con el numeral 3.1.1.4. El campo sonoro usado en el método primario es adecuado para mediciones físicas cuando se cumple el requisito de nivel de presión de banda. 77,0 mm 3,0 pulgadas Desviación mínima

100,0 mm 3,9 pulgadas Piel artificial

50,0 mm 2,0 pulgadas

6,0 mm 0,2 pulgadas 998,0 mm 3,9 pulgadas 4,5°

156,0 mm 6,1 pulgadas

131,5 mm 5,2 pulgadas 23,8 mm 0,94 pulgadas

78,0 mm 3,1 pulgadas 50,0 mm 2,0 pulgadas

Centro del microfono

Figura 1. Cabeza simulada NOTA 1 Todas las dimensiones hacen referencia a la superficie dura debajo de la carne artificial. NOTA 2

Las líneas punteadas indican contorno o estructura no especificadas.

NOTA 3 La tolerancia es de ± 2,0 mm, a menos que se establezca algo diferente. NOTA 4 La configuración de la cabeza simulada fue presentada por el subcomité 30.10 del Standards Commitee del Group on Audio and Electroacustics, de la IEEE.

11


NTC 2272 (Primera actualización) Superficie maquinada

50,0 mm

38,0 mm 1,5 Pulgadas

48,0 mm 1,9 Pulgadas 54,0 mm 2,1 Pulgadas

Figura 2. Copa para el ensayo de aislamiento acústico NOTA Una copa de metal fabricada de acuerdo con las dimensiones presentadas ha demostrado que brinda un aislamiento adecuado en la práctica.

4.1.2 Equipo 4.1.2.1 Cabeza simulada La cabeza simulada se debe construir de acuerdo con las dimensiones de superficie crítica, como se ilustran en la Figura 1. Las dos superficies no paralelas, que representan los lados de la cabeza humana, se deben cubrir con piel artificial7. En una o ambas superficies se debe ubicar un medio de montaje, en el centro, que acepte un micrófono estándar de laboratorio (micrófono tipo ANSI de presión tipo L o M), o un micrófono usado normalmente en un medidor de nivel acústico tipo 2 de la ANSI. Se deben usar adaptadores con micrófonos cuyos diámetros externos sean menores de 0,936 pulgadas ± 0,000 2 pulgadas. El diafragma del micrófono debe ser coplanar con la superficie exterior de la carne artificial.

7

1)

El aislamiento acústico de la cabeza simulada debe ser de mínimo 60 dB en cualquier banda de frecuencia de ensayo en la gama de interés. El aislamiento se debe determinar como la diferencia en cada banda de ensayo entre la salida del micrófono sin cubrir y cubierto con una copa metálica de paredes gruesas, sellado con grasa a la superficie dura de la cabeza simulada (antes de colocar la carne artificial). En la Figura 2 se ilustra una copa de ensayo.

2)

La piel artificial se debe fabricar con un espesor de 6,0 mm ± 1,0 mm (0,2 pulgadas ± 0,04 pulgadas) y se aplica a la superficie crítica como se ilustra en la Figura 1. El material aplicado debe presentar una lectura de 20 ± 5 cuando se mide con un durómetro para dureza Shore “00” o equivalente.

Un material de carne artificial posee el nombre comercial de “satin flex plastified 664” y se consigue en General fabricators, Inc., 11826 Sheldon Street6, Sun Valley, California 91352. Cuando el material se suministra a granel, debe ser en láminas delgadas exigidas por esta norma, de acuerdo con las instrucciones del vendedor para trabajo con el material.

12



4.1.2.2 Equipo para nivel de presión acústica observada Un registrador automático de nivel gráfico (velocidad del estilete de 10 mm/s y velocidad del papel 25 mm/s han probado ser adecuados para este fin) sincronizado con un juego de filtros de tercera octava de tipo escalonado o de barrido continuo, se recomienda para medir el nivel de presión acústica. Se puede usar un filtro analizado manualmente o con la lectura de un voltímetro (es obligatoria una respuesta lenta del medidor). También se puede emplear un analizador gráfico/visual simultáneo o un medidor de nivel de presión acústica estándar con analizador de banda de tercera octava. El sistema de medición usado se debe calibrar para medir el nivel de presión de banda con referencia a 20 µN/m2 (20 µPa). 4.1.2.3 Equipo para la medición de fuerza de la banda de la cabeza Este aparato se describe en la Figura 3. 4.2

PROCEDIMIENTOS DE ENSAYO

4.2.1 Medición de la atenuación 4.2.1.1 Colocación de las orejeras La orejera se debe colocar de la siguiente manera: la banda de la cabeza ajustable se debe extender al máximo; el protector auditivo se debe abrir y colocar en la cabeza simulada con los sellos circunauditivos localizados sobre las superficies apropiadas. La banda de la cabeza se debe contraer de manera que descanse firmemente sobre la superficie curvada de la cabeza simulada. NOTA Los protectores auditivos de resorte en la nuca o aquellos que no tienen resortes rígidos en la banda de la cabeza se deben colocar en la cabeza simulada de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Se deben cumplir las condiciones aplicables del numeral 4.2.1.1.

4.2.1.2 Medición Los niveles de presión de banda en el micrófono se deben medir sin orejeras para el campo de ensayo acústico. El protector auditivo se debe colocar sobre el micrófono, de acuerdo con el numeral 4.2.1.1 y se deben medir de nuevo los niveles de presión de banda. Las lecturas se toman en la frecuencia central preferida cuando se usan filtros de barrido continuo. 1)

Las mediciones se deben tomar para cada recubrimiento del pabellón (earcup) del protector auditivo en posición que cubre el micrófono de ensayo.

2)

Cuando la diferencia medida en los niveles de presión de banda entre los recubrimientos del pabellón (earcups) derecho e izquierdo es menor de 5 dB, el promedio aritmético de los dos valores se debe reportar. Cuando la diferencia medida entre los recubrimientos del pabellón (earcups) es de 5 dB o superior, la atenuación de cada auricular se debe reportar.

4.2.1.3 Atenuación del protector auditivo La diferencia algebraica en el nivel de presión de banda, en decibeles, para cada banda de frecuencia de ensayo con o sin el protector auditivo colocado sobre la cabeza simulada, se considera que es la atenuación del dispositivo. 13

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 4.3


REPORTE DE LOS DATOS

4.3.1 Los datos sobre atenuación del protector auditivo se deben presentar en forma gráfica, y los puntos de datos se encuentran conectados mediante líneas rectas, sobre un papel cuya escala de frecuencia a lo largo de la abscisa es en intervalos iguales de frecuencias centrales de banda de una tercera octava y cuya escala de atenuación a lo largo de la ordenada es lineal en decibeles. La longitud para una década de terceras octavas debe ser igual a la longitud para 25 dB. La ordenada se debe marcar en 14 intervalos iguales de 5 dB que van desde 60 dB en la abscisa a -10 db. Se acepta la subdivisión de la ordenada. 4.3.2 La gráfica se debe marcar claramente con el método de medición física. En la gráfica se debe incluir la fecha, número de modelo, fuerza de la banda de la cabeza, manejo individual del ensayo y cualquier dato apropiado. 14,35 cm 5,65 pulgadas B 13,08 cm 5,15 pulgadas

A

Peso (w) a

Puntero

b Punto de giro

c

Figura 3. Sistema de medición de fuerza NOTA 1 A: una línea central que pasa a través del punto de giro de la unión del recubrimiento del pabellón (earcup) a la banda de la cabeza. NOTA 2 B: después de obtener la distancia correcta de la banda de la cabeza, se retira para la medición de fuerza. NOTA 3 Construcción: se puede usar casi cualquier material, siempre y cuando las unidades sean lo suficientemente rígidas. Las únicas dimensiones críticas son la distancia de separación de los recubrimientos del pabellón (earcups) (14,35 cm ó 5,65 pulgadas) y la distancia de extensión de la banda de la cabeza (13,08 cm ó 5,85 pulgadas), Para obtener mejores resultados, la dimensión “a” debe ser de 12,0 cm (4,72 pulgadas) a 15,0 cm (5,90 pulgadas) y la dimensión “c” debe ser 30,5 cm (12 pulgadas). Como punto de giro resulta adecuado una bisagra de movimiento libre con un pequeño pasador en el centro. Se recomienda que el peso sea de 900 g aproximadamente (2 libras aproximadamente). NOTA 4 Calibración: con el puntero alineado, la distancia entre las dos caras debe dar una lectura de 14,35 cm ± 0,2 cm. Si la construcción es tal que el peso se puede mover sobre el punto de giro, entonces la ubicación de cero fuerza se encuentra colocando el peso en donde apenas se equilibre. La fuerza (F) en cualquier punto a una distancia b que el peso ha desplazado del punto cero se encuentra con F = bW/a. Se puede marcar una escala en gramos (libras).

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NOTA 5 Operación: la orejera que se va a medir se coloca en posición de manera que los puntos de unión de la banda de la cabeza a los recubrimientos del pabellón (earcups) estén localizados en las marcas de las líneas centrales (13,08 cm) y la banda de la cabeza haga contacto con el poste vertical. El poste se separa y el peso se coloca donde están alineados los punteros. La fuerza se lee de la escala, que convierte la ubicación del peso en gramos. Cuando los punteros están alineados, se cumple automáticamente la distancia de 14,35 cm. NOTA 6 Exactitud: la ubicación del recubrimiento del pabellón (earcup) se debe hacer con cuidado, para asegurar que el punto de unión de la copa a la banda de la cabeza es la distancia a desde el punto de giro. En efecto, ésta es la fuente de error más grande. Con cuidado, la posición tendrá un error mínimo de 0,3 cm para un error máximo de medición de 0,3 cm /12 cm = 2,6 % (2,1 % para a = 15 cm). Las mediciones reales de diez diferentes protectores auditivos por tres personas diferentes han demostrado que el 95 % de las mediciones estará entre ± 5 g (2 onzas aproximadamente).

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NTC 2272 (Primera actualización) APÉNDICE A

CÁLCULO DE LOS NIVELES DE RUIDO PERMISIBLES

Este apéndice no forma parte de la norma ASA Acoustical Society of America Standard Method for the Measurement of Real-Ear Protection of Hearing Protectors and Physical Attenuation of Earmuffs. ASA STD 1-1975, pero se incluye solamente para propósitos informativos solamente. Los niveles de ruido máximo permisible en las bandas de octava presentadas en la Tabla 1 de la norma se calcularon aplicando los datos de la Tabla A1 a la siguiente fórmula: L N = T + C N - C B

Donde el nivel de enmascaramiento se supone que es cero, T

=

niveles umbral de audición, de la norma ISO R 226 A1 en (re 20 µN/m2) (20 µPa)

C N

=

10 log10 (NB/1 Hz)

C B

=

banda crítica para audición en los dos oídos A2

y

Tabla A.1. Datos para calcular los niveles de ruido máximo permisible Frecuencia Hz 125 250 500 1 000 2 000 4 000 8 000

Banda de ruido* (Hz) 90 180 180 355 355 710 710 1 400 1 400 2 800 2 800 5 600 5 600 - 11 200

T (dB) 20,8 11,2 6,0 4,2 1,0 -3,9 15,3

CN (dB) 19,5 22,4 25,5 28,4 31,5 34,5 37,5

CB (dB) 16,0 15,5 15,5 16,5 18,5 21,0 23,0

LN (dB) 24 18 16 16 14 9 30

*

Reducido de 10 dB a 9 dB para igualar el nivel en la banda centrado a 3 000 Hz.

A1

Recomendación R 226-1961, ISO.

A2

French y J.C. Steinberg, “Factors Governing the Intelligibility of Speech Sounds”m J. Acoust, Soc. Am, 19, 90119 (1947), Fig. 7.

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DOCUMENTO DE REFERENCIA AMERICAN NATIONAL STANDARD INSTITUTE. Method for the Measurement of Real-Ear Protection of Hearing Protectors and Physical Attenuation of Earmuffs. New York, ANSI: 1974 9 p. (ANSI S3.19- 1974)

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NTC2272 Ruido

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