La contaminación acústica de las aeronaves se refiere al ruido producido por las aeronaves en vuelo, que se ha asociado con varios efectos negativos para la salud causados por el estrés, desde trastornos del sueño hasta enfermedades cardiovasculares [1] [2] [3] . Los gobiernos han introducido amplios controles que se aplican a los diseñadores, fabricantes y operadores de aeronaves, lo que ha dado como resultado mejores procedimientos y una menor exposición al ruido.
La contaminación acústica se divide en tres categorías:
El ruido de las aeronaves se crea en todas las etapas de la operación de las aeronaves. En tierra mientras está parado, por ejemplo, por unidades de energía auxiliar; durante el rodaje; durante la aceleración de la hélice y los gases de escape de los motores a reacción; durante el despegue, vuelo o aterrizaje. Un avión en movimiento, incluido un motor a reacción o una hélice , hace que el aire se comprima y se enrarezca, lo que hace que las moléculas de aire se muevan. Este movimiento se propaga a través del aire como ondas de presión. Si estas ondas de presión son lo suficientemente fuertes y están dentro del espectro de frecuencia audible, se escucha el sonido. Los diferentes tipos de aviones tienen diferentes niveles de ruido y frecuencias. El ruido proviene de tres fuentes principales:
Gran parte del ruido en los aviones propulsados por hélice proviene de las hélices y la aerodinámica en igual medida. El ruido del helicóptero es el ruido inducido aerodinámicamente de los rotores principal y de cola y el ruido inducido mecánicamente de la caja de cambios principal y varios circuitos de transmisión. Las fuentes mecánicas producen picos de banda estrecha de alta intensidad asociados con la velocidad de rotación y movimiento de las partes móviles. En términos de simulación por computadora, el ruido de un avión en movimiento se puede considerar como una fuente de línea .
Los motores de turbina de gas de las aeronaves (motores a reacción ) son responsables de la mayor parte del ruido de las aeronaves durante el despegue y el ascenso, como el ruido de la motosierra creado cuando las puntas de las aspas del ventilador alcanzan velocidades supersónicas. Sin embargo, con el desarrollo de tecnologías de reducción de ruido, el cuerpo de la aeronave tiende a ser más ruidoso durante el aterrizaje.
La mayor parte del ruido del motor se debe al ruido del motor a reacción, aunque los turboventiladores de alta relación de derivación tienen un ruido de ventilador significativo. El chorro de alta velocidad que emerge de la parte trasera del motor tiene una inestabilidad inherente de la capa de corte (si no es lo suficientemente gruesa) y rueda en vórtices anulares. Más tarde se convierte en turbulencia. El nivel de presión sonora asociado al ruido del motor es proporcional a la velocidad del jet (alta potencia). Por lo tanto, incluso una ligera disminución en la velocidad de escape conducirá a una reducción significativa en el ruido del chorro [4] .
El ruido aerodinámico surge del flujo de aire alrededor del fuselaje de la aeronave y las superficies de control. Este tipo de ruido aumenta con la velocidad de la aeronave y también a bajas altitudes debido a la densidad del aire. Los aviones a reacción generan mucho ruido aerodinámico . Los aviones militares de alta velocidad que vuelan a baja altura producen un ruido aerodinámico especialmente fuerte.
La forma de la nariz, el parabrisas o el dosel de una aeronave afecta el sonido producido. Gran parte del ruido de un avión propulsado por hélice es de origen aerodinámico debido al flujo de aire alrededor de las palas. Los rotores principal y de cola de un helicóptero también generan ruido aerodinámico. Este tipo de ruido aerodinámico es principalmente de baja frecuencia, determinado por la velocidad del rotor.
Por lo general, el ruido se produce cuando el flujo de aire pasa por un objeto en una aeronave, como las alas o el tren de aterrizaje. En general, hay dos tipos principales de ruido de cuerpo de avión:
Los sistemas de presurización y aire acondicionado en cabina y cabina suelen ser la principal fuente de ruido en las cabinas de los aviones tanto civiles como militares. Sin embargo, una de las fuentes más importantes de ruido en la cabina de los aviones a reacción comerciales, aparte de los motores, es la Unidad de potencia auxiliar (APU), un generador eléctrico a bordo , que se utiliza en los aviones para arrancar los motores principales, normalmente con aire comprimido , y para proporcionar energía eléctrica mientras la aeronave está en tierra. También pueden contribuir otros sistemas de aeronaves nacionales, como equipos electrónicos especializados en algunas aeronaves militares.
Los motores de los aviones son una fuente importante de ruido y pueden superar los 140 decibelios (dB) durante el despegue. Durante el vuelo, las principales fuentes de ruido son los motores y las turbulencias a alta velocidad por encima del fuselaje [6] .
El aumento de los niveles de ruido tiene implicaciones para la salud . El aumento de los niveles de ruido en el lugar de trabajo u otros ruidos pueden causar pérdida de audición , hipertensión , insuficiencia coronaria , irritación , trastornos del sueño y reducción del rendimiento académico [7] . Aunque algo de pérdida auditiva ocurre naturalmente con la edad [8] , en muchos países desarrollados la exposición al ruido es suficiente para causar una pérdida auditiva de por vida [9] [10] . El aumento de los niveles de ruido puede crear estrés, aumentar la tasa de accidentes en el trabajo y estimular la agresión y otros comportamientos antisociales [11] . El ruido del aeropuerto se ha relacionado con la presión arterial alta [12] . El ruido de los aviones aumenta el riesgo de ataques al corazón [13] .
Un análisis estadístico a gran escala de los efectos del ruido de los aviones en la salud fue realizado a fines de la década de 2000 por Bernhard Greiser para Umweltbundesamt, la oficina ambiental central de Alemania. Se analizaron los datos de salud de más de un millón de residentes del aeropuerto de Colonia en busca de efectos en la salud correlacionados con el ruido de los aviones. Luego, los resultados se ajustaron para otras exposiciones al ruido residencial y factores socioeconómicos para reducir la posible desviación de los datos.
Un estudio alemán encontró que el ruido de los aviones afecta de manera clara y significativa la salud. Por ejemplo, un nivel de presión sonora promedio diario de 60 decibelios aumenta la enfermedad coronaria en un 61 % en los hombres y en un 80 % en las mujeres. Como otro indicador, un nivel promedio de presión sonora durante la noche de 55 decibelios aumentó el riesgo de ataques cardíacos en un 66 % en los hombres y en un 139 % en las mujeres. Sin embargo, los efectos sobre la salud estadísticamente significativos ya comenzaron a un nivel de presión sonora promedio de 40 decibeles [14] .
La Administración Federal de Aviación (FAA) regula el nivel máximo de ruido que pueden generar las aeronaves civiles individuales al exigir que las aeronaves cumplan con ciertos estándares de certificación de ruido. Estos estándares designan cambios en los requisitos de nivel máximo de ruido con la designación "etapa". Los estándares de ruido de EE. UU. se definen en el Código de Regulaciones Federales (CFR), Título 14, Parte 36 - Estándares de ruido: Tipo de aeronave y Certificación de aeronavegabilidad (14 CFR Parte 36). La FAA establece que un nivel de sonido promedio máximo durante el día y la noche de 65 dB es inconsistente con las áreas residenciales. Las comunidades en las áreas afectadas pueden ser elegibles para medidas de mitigación como la insonorización [15] .
El ruido de los aviones también afecta a las personas en el avión: tripulación y pasajeros. El ruido de la cabina se puede estudiar para abordar la exposición ocupacional y la salud y seguridad de los pilotos y la tripulación de cabina. En 1998, se encuestó a 64 pilotos de líneas aéreas comerciales sobre pérdida de audición y tinnitus [16] . En 1999, NIOSH realizó varias encuestas de ruido y evaluaciones de riesgos para la salud y descubrió que los niveles de ruido superaban el límite de exposición recomendado de 85 decibeles ponderados A durante 8 horas [17] . En 2006, los niveles de ruido dentro de un Airbus A321 durante el crucero se registraron en alrededor de 78 dB(A), y durante el rodaje, cuando los motores de la aeronave producen el empuje mínimo, los niveles de ruido en la cabina se registraron en 65 dB(A) [18] . En 2008, un estudio realizado por asistentes de vuelo en Swedish Airlines encontró un nivel de sonido promedio de 78-84 dB(A) con una exposición ponderada A máxima de 114 dB, pero no encontró cambios importantes en el umbral [19] . En 2018, un estudio de los niveles de sonido medidos en 200 vuelos que representaban a seis grupos de aviones encontró niveles de ruido medio de 83,5 dB(A), con niveles tan altos como 110 dB(A) en algunos vuelos, pero solo un 4,5 % por encima del recomendado por NIOSH 8 -hora TWA de 85 dB(A) [20] .
Se ha demostrado que el ruido de un avión simulado a 65 dB(A) afecta negativamente a la memoria y la memoria auditiva de las personas [21] . Un estudio que comparó los efectos del ruido de los aviones con los efectos del alcohol en la cognición encontró que el ruido de un avión simulado a 65 dB(A) tenía el mismo efecto en la memoria auditiva de las personas que la intoxicación con niveles de alcohol en sangre (BAC) de 0,10 [22] . Un BAC de 0.10 es el doble del límite legal requerido para operar un vehículo motorizado en muchos países desarrollados.