Introducción

La contaminación sonora es uno de los aspectos más preocupantes en las actividades humanas y, de manera especial, en las del sector industrial (como la minería y la construcción) y del sector hidrocarburífero, debido a los ruidos generados por equipos, maquinarias o tránsito de vehículos pesados, que eventualmente pueden afectar la salud de las personas (Retamozo, 2013) . Es así como a nivel mundial en los últimos años se han adoptado medidas con el objetivo de reducir las posibles lesiones en el ambiente laboral, con énfasis en la responsabilidad de los empleadores, actualizando la normativa y sobre todo haciendo partícipe al trabajador en las políticas adoptadas (Stolk et al., 2012).

Las actividades dentro del ambiente militar, de igual manera, están sujetas a varios factores de riesgo a los que está expuesto el personal, pues el armamento, los vehículos tácticos, los barcos y los aviones producen ruidos peligrosos debido a la potencia y velocidad requeridas (Hecht y Hammill, 2019). Es así como en el área de mantenimiento aeronáutico se cuenta con diferentes fuentes emisoras de ruido e incluso la propia aeronave, en ciertas circunstancias, se convierte en el elemento generador de niveles importantes de presión sonora, como en el caso de los chequeos prevuelo o en la corrida de motores para el levantamiento de reportajes de los aviones.

Las medidas para la reducción de los niveles de contaminación acústica pueden ser variadas; en unos casos, orientadas a modificaciones en la fuente y, en otros, encaminadas a la protección del receptor, como el uso de elementos de protección auditiva; aunque esta opción debería ser la última y aplicada de manera temporal, sin embargo, muchas veces resulta ser la única alternativa (Instituto de Seguridad Minera, 2016). Dichos protectores pueden ser de diferentes tipos: los denominados "de inserción", que taponan el canal auditivo; y los que cubren el pabellón auditivo, llamados comúnmente "de copa", cuyo uso depende de la necesidad y comodidad del trabajador, pero sobre todo del nivel de atenuación requerido (Valero-Pacheco et al., 2014) . En ciertos casos, incluso es necesario fabricar tapones personalizados, mucho más eficientes ante la exposición a ruidos de alta intensidad (Coello et al., 2017).

La salud auditiva del combatiente está en riesgo con frecuencia, pese al uso de elementos de protección, debido a niveles elevados de exposición acústica, como el caso de las armas de fuego que alcanzan los 115 dB (Heupa et al., 2011). Así mismo, el mantenimiento de aeronaves militares tiene ciertas particularidades que lo diferencian de la aviación civil, ya que en la línea de vuelo de la aviación supersónica, por ejemplo, la emisión de ruido puede superar los 130 dB (Corbalán et al., 2019) en este caso, las medidas en la fuente emisora resultan imprácticas, ya que dependen de la propia configuración de la aeronave y su fabricación, por lo que la opción a implementar es el uso adecuado de protectores auditivos.

La reducción de ruido que brindan estos dispositivos puede garantizar una protección eficaz, siempre y cuando no obstaculicen la percepción del habla o de señales de peligro en la actividad laboral (Instituto de Seguridad Pública de Cataluña [ISPC], 2019). Se establece como "atenuación sonora adecuada" aquella en la que el nivel de presión sonora efectivo LA' es menor a 80 dB, pero mayor a 60 dB (Aceituno et al., 2015). El Ejército de Estados Unidos incluso ha ideado dispositivos electrónicos sofisticados que permiten el paso de sonidos de bajo nivel y bloquean aquellos peligrosos, atenuándolos hasta los 30 dB, pero que ayudan a mantener la conciencia situacional del entorno (Tepe et al., 2017).

Los métodos para calcular el grado de disminución de la contaminación acústica a los que está expuesto un operario son diversos; entre ellos destacan los métodos HML, SNR y NRR (Instituto Ecuatoriano de Normalización [INEN], 2014; Upegui-Rincón et al., 2019). Por ello, una vez obtenidos los valores de presión sonora diario equivalente LAeqD y los parámetros especificados por el fabricante, es posible estimar los niveles a los que está sometido el personal y si estos se enmarcan dentro de la normativa, que para el caso de España se establece en 87 dB con un nivel pico en 140 dB (Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo [INSHT], 2006). La normativa colombiana y ecuatoriana coinciden en 85 dB como límite en cada jornada para el desarrollo de actividades que no impliquen labores de concentración o cálculo, en cuyo caso el límite se reduce a 70 dB (Ministerio de Trabajo y Ministerio de Salud y Protección Social, 1990; Instituto Ecuatoriano de Seguridad Social, 2016).

La atenuación teórica o estimada según los métodos ya descritos puede diferir sustancialmente en sus resultados; incluso, no existe una estandarización internacional de la información a ser proporcionada por el fabricante, situación que podría llevar a errores en perjuicio de la salud del operario (Rodríguez, 2003). Por ello, ciertos estudios se han orientado a realizar comparaciones entre dichos valores teóricos y los valores experimentales, tal como el efectuado por Upegui-Rincón et al. (2019), en el que la metodología con base en el nivel de reducción de ruido NRR, planteada por el Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional de Estados Unidos (NIOSH, por sus siglas en inglés), resultó ser la que más se acerca a los niveles de protección experimentales.

En el ámbito de las operaciones aéreas, el estudio realizado en Chile por Upegui-Rincón et al. (2019), aplicando el método NRR, obtuvo estimaciones de la atenuación conseguida con la utilización de protección auditiva por parte de la tripulación de aeronaves modelo Cessna 172N, RV-9A y Piper 180; se determinó que tres de los ocho tipos de protectores evaluados resultaron insuficientes, superando los 80 dB establecidos en la normativa chilena. En el caso de tripulaciones de aeronaves, puede ser mucho más óptimo el uso de auriculares de cancelación de ruido activo, que son capaces de filtrar el ruido del motor de un avión (Caputo y Correa, 2018).

Las actividades en el ambiente aeronáutico militar y en especial en el área de mantenimiento de aeronaves tienen ciertas particularidades, debido al tipo de fuente generadora de ruido. Se usan maquinarias y equipos diferentes a otras áreas industriales, y la aeronave se constituye en la fuente principal generadora de ruido, en el caso de despacho, recepción o prueba de motores, procesos en los cuales el personal técnico está expuesto a importantes niveles de contaminación sonora e incluso puede ser preciso la utilización simultánea de protectores tipo orejera y tapones. Para un cálculo estimado de su atenuación respectiva, se han propuesto fórmulas empíricas que intentan acercarse a la reducción de ruido global que se logra con estos dispositivos (Gwenolé NEXER, 2013)

Aunque en la investigación realizada en el año 2018, en los talleres de mantenimiento aeronáutico en Latacunga, Ecuador, no se superaron los 80 dB para las actividades de reparaciones, análisis de fallas, pintura, etc.(Copara & Morales, 2017), la aviación militar está constituida por aeronaves de combate supersónicas, de combate a turbohélice, de transporte, de entrenamiento y helicópteros que requieren un monitoreo, registro y control constante del factor ruido, con lo que es necesario verificar si los elementos de protección auditivos que se están utilizando son los más idóneos y adecuados.

El cálculo de la atenuación proporcionada por los dispositivos protectores resulta fundamental desde el punto de vista de seguridad operacional y de salud ocupacional, pues la detección oportuna de algún tipo de falencia permite tomar los correctivos necesarios, con el fin de generar un ambiente laboral adecuado para el personal inmiscuido en las actividades de la aviación militar, lo que a su vez permite minimizar el riesgo en las operaciones.

Metodología

Con un sonómetro integrador de banda ancha CASELLA SERIE CEL-620 A debidamente calibrado, se hicieron mediciones de ruido en los hangares y las plataformas de las cinco bases aéreas ecuatorianas donde se realiza mantenimiento de primero y segundo escalón, tomando 5 muestras en cada punto de 15 segundos cada una, a fin de obtener un promedio de nivel de presión sonora equivalente LAeqD. La altura del sonómetro se fijó en 1,50 m, se utilizó una pantalla protectora y se evitó captar el ruido en presencia de condiciones atmosféricas adversas como lluvias o viento con velocidad superior a 5 m/s, conforme con el Libro ix del Texto Unificado de Legislación Secundaria del Ministerio del Ambiente (2015).

Aplicando la ecuación (1), establecida en la normativa española mediante el Real Decreto 286/2006 de 10 de marzo, se calcularon los niveles de exposición diario equivalente LAeqD, de acuerdo con los tiempos de exposición por cada ubicación, y se redondeó el valor obtenido al entero más próximo (INSHT, 2006).

Donde:

1. LAeqD: Nivel de exposición diario equivalente en ponderación A

2. LAeqT: Nivel de presión acústica continuo equivalente ponderado A

3. T: Tiempo de exposición al ruido en horas/día

Luego se seleccionaron tres tipos de dispositivos o protectores auditivos de diferentes marcas, que la Fuerza Aérea entregó como dotación al personal, a fin de comparar la eficiencia y el nivel de atenuación para aquellas actividades que generaron ruidos superiores a los 70 dB, límite establecido para actividades que involucren alto grado de concentración o cálculo, según el Instituto Ecuatoriano de Seguridad Social y el Seguro General de Riesgos del Trabajo (2016). Dichos valores de ruido fueron tabulados para cada una de las unidades militares; los valores estimados de atenuación se calcularon aplicando las metodologías HML y SNR, establecidas en el INEN (2014), y el procedimiento NIOSH, citado en Upegui-Rincón et al. (2019), utilizando las características técnicas obtenidas de los catálogos de los fabricantes y registradas en la tabla 1.

Tabla 1

Parámetros para estimación de la atenuación del ruido

Fuente: catálogos de los fabricantes.

En los métodos HML y SNR, a partir de los datos LCeq, tomados con el sonómetro, se obtuvieron los niveles de presión sonora diarios equivalentes en ponderación C, LCeqD, mediante la ecuación (1), ya que las expresiones para el cálculo de la reducción de ruido PNR dependen de la diferencia entre LCeqD y LAeqD. Cuando dicha diferencia resultó ser mayor a 2 dB, se aplicó la fórmula (2), mientras que si la diferencia fue menor o igual a 2 dB, se utilizó la fórmula (3).

Donde:

1. M: Valor de atenuación a media frecuencia del protector auditivo

2. H: Valor de atenuación a alta frecuencia del protector auditivo

3. LCeqD: Nivel de presión sonora efectivo diario ponderado C sin protector

4. LAeqD: Nivel de presión sonora efectivo diario ponderado A sin protector

5. L: Valor de atenuación a baja frecuencia del protector auditivo.

Las ecuaciones (4) y (5) fueron utilizadas para estimar la disminución del ruido percibido por el operador, con la metodología SNR y NIOSH (NRR).

Donde:

1. LA'eqD: Nivel de presión sonora efectivo diario ponderado utilizando el protector auditivo

2. LCeqD: Nivel de presión sonora efectivo diario ponderado C sin protector

3. SNR: Reducción del ruido simplificado del protector auditivo

4. LAeqD: Nivel de presión sonora efectivo diario ponderado A sin protector

5. NRR: Nivel de reducción de ruido

A fin de dar a conocer la idoneidad de los dispositivos y precisar su atenuación conforme con lo establecido en Aceituno et al. (2015), a los valores calculados y tabulados se les asignó el color magenta si la protección es excesiva, el color verde para una protección adecuada y el color rojo cuando dicha protección es insuficiente. Para complementar, se elaboraron gráficos comparativos de la atenuación de los niveles de ruido, calculada con los distintos métodos, para cada tipo de mantenimiento de aeronave, utilizando el software Microsoft Excel. En vista de que el método NIOSH (NRR) es el que considera mayor cantidad de incertidumbres existentes entre la protección calculada de manera teórica y la protección real, y adicionalmente se aproxima de mejor manera a los resultados experimentales, se tomó como referencia para calcular las diferencias relativas en la atenuación.

Después, considerando un nivel de confianza del 95 % (α = 0,05), se realizó el análisis estadístico ANO-VA en el lenguaje de programación R para los valores de ruido atenuados calculados según el método HML de los tres protectores auditivos, así como diagramas de cajas para verificar la variabilidad y la dispersión existentes en la atenuación calculada con los otros métodos.

Resultados

Atenuación del ruido en el mantenimiento de aeronaves de entrenamiento

De los diecisiete puntos evaluados en los hangares de mantenimiento de aeronaves de entrenamiento, ocho arrojaron valores superiores a 70 dB, cuya ubicación y actividad se visualizan en la figura 1 y en la tabla 2. Los niveles de ruido atenuado, estimados con los tres métodos propuestos para los distintos protectores, se muestran en la tabla 3, utilizando el código de colores establecido en la metodología, así como el gráfico comparativo con los límites adecuados y excesivos en la figura 2.

Figura 1
Ubicación de los puntos de medición de ruido superior a 70 dB en el mantenimiento de aeronaves de entrenamiento
Fuente: elaboración propia.

Tabla 2

Puntos con ruido superior a 70 dB en el mantenimiento de aeronaves de entrenamiento

Fuente: elaboración propia.

Tabla 3

Ruido atenuado en el mantenimiento de aeronaves de entrenamiento

Fuente: elaboración propia.

Figura 2
Comparativo de niveles de ruido atenuado en el mantenimiento de aeronaves de entrenamiento en relación con los límites
Fuente: elaboración propia.

Atenuación del ruido en el mantenimiento de helicópteros

En las actividades de mantenimiento de aeronaves de ala rotatoria, se evaluaron dieciocho puntos, ocho de los cuales registran ruidos superiores a 70 dB de conformidad con la figura 3 y la tabla 4. En la tabla 5, se verifica el ruido atenuado calculado y su gráfico comparativo en la figura 4.

Tabla 4

Puntos con ruido superior a 70 dB en el mantenimiento de aeronaves de ala rotatoria

Fuente: elaboración propia.

Figura 3
Ubicación de los puntos con ruido superior a 70 dB en el mantenimiento de aeronaves de ala rotatoria
Fuente: elaboración propia.

Tabla 5

Ruido atenuado en el mantenimiento de aeronaves de ala rotatoria

Fuente: elaboración propia.

Figura 4
Comparativo del ruido atenuado en el mantenimiento de aeronaves de ala rotatoria en relación con los límites
Fuente: elaboración propia.

Ruido en el mantenimiento de aeronaves supersónicas

De los quince puntos monitoreados, nueve resultaron con ruidos superiores a 70 dB, cuya ubicación se visualiza en la figura 5 y sus actividades, en la tabla 10; los valores, considerando su atenuación y su gráfico, se visualizan en la tabla 11 y en la figura 6, respectivamente.

Tabla 10

Puntos con ruido superior a 70 dB en el mantenimiento de aeronaves supersónicas

Fuente: elaboración propia.

Figura 5
Ubicación de los puntos con ruido superior a 70 dB en el mantenimiento de aeronaves supersónicas
Fuente: elaboración propia.

Tabla 11

Ruido atenuado en el mantenimiento de aeronaves supersónicas

Fuente: elaboración propia.

Figura 6
Comparativo del ruido atenuado en el mantenimiento de aeronaves supersónicas en relación con los límites
Fuente: elaboración propia.

Ruido en el mantenimiento de aeronaves de combate a turbohélice

En las figuras 7 y 8 y en la tabla 12, se muestran los ocho puntos de los catorce monitoreados que superaron los 70 dB, así como en la tabla 13 se registran los estimados de ruido atenuado con su gráfica correspondiente en la figura 9.

Tabla 12

Puntos con ruido superior a 70 dB en el mantenimiento de aeronaves de combate a turbohélice

Fuente: elaboración propia.

Tabla 13

Ruido atenuado en el mantenimiento de aeronaves de combate a turbohélice

Fuente: elaboración propia.

Figura 7
Ubicación de los puntos 1 a 3, con ruido superior a 70 dB en el mantenimiento de aeronaves de combate a turbohélice
Fuente: elaboración propia.

Figura 8
Ubicación de los puntos 4 a 8, con ruido superior a 70 dB en el mantenimiento de aeronaves de combate a turbohélice
Fuente: elaboración propia.

Figura 9
Ruido atenuado en el mantenimiento de aeronaves de combate a turbohélice en relación con los límites
Fuente: elaboración propia.

Ruido en el mantenimiento de aeronaves de transporte

Para el caso de aeronaves de transporte, el 50 % de valores, es decir, seis puntos registrados en la tabla 14 y en la figura 10, superaron los 70 dB; los ruidos atenuados estimados se visualizan en la tabla 15 y el gráfico comparativo se muestra en la figura 11.

Tabla 14

Puntos con ruido superior a 70 dB en el mantenimiento de aeronaves de transporte

Fuente: elaboración propia.

Figura 10
Ubicación de puntos con ruido superior a 70 dB en el mantenimiento de aeronaves de transporte
Fuente: elaboración propia.

Figura 11
Ruido atenuado en el mantenimiento de aeronaves de transporte en relación con los límites
Fuente: elaboración propia.

Tabla 15

Ruido atenuado en el mantenimiento de aeronaves de transporte

Fuente: elaboración propia.

La diferencia relativa de atenuación NIOSH-MHL y NIOSH-SNR para los tres protectores auditivos se visualiza en las tablas 16 y 17, y de manera gráfica en la figuras 12 y 13.

Tabla 16

Diferencia de atenuación relativa NIOSH-HML

Fuente: elaboración propia.

Tabla 17

Diferencia de atenuación relativa NIOSH-SNR

Fuente: elaboración propia.

Figura 12
Diagrama de cajas para la diferencia de atenuación relativa método NIOSH y HML para los tres protectores auditivos
Fuente: elaboración propia.

Figura 13
Diagrama de cajas para la diferencia entre el ruido atenuado según método NIOSH y SNR para los tres protectores auditivos
Fuente: Elaboración propia.

El análisis estadístico ANOVA, mediante el software R, para las atenuaciones con el método HML no arroja diferencias significativas para los tres protectores auditivos, con lo cual se obtiene un p-value de 0,505, mayor a α. Esto es ratificado con el Test de Tukey, conforme se observa en la tabla 18, según el cual los tres dispositivos ofrecen una protección similar.

Tabla 18

Parámetros estadísticos ANOVA y Test de Tukey

Fuente: elaboración propia.

Discusión

Los niveles de ruido más elevados se presentan en el mantenimiento de la aviación supersónica, con un LAeqD de 105 dB, en el prevuelo y encendido de la aeronave; una situación similar ocurre en el prevuelo de la aeronave de combate a turbohélice cuando alcanza un LAeqD de 90 dB. Estos valores dependen de la configuración y fabricación propia del avión, por lo que las medidas de protección no pueden orientarse a la fuente emisora sino al receptor, con el uso de elementos de protección adecuados. Dicho uso, de igual forma, es requerido en actividades en la sección de estructuras y pinturas, donde se alcanzan 93 dB y 88 dB, lo cual las convierte en áreas críticas y comunes en todas las unidades militares evaluadas.

Un total de 39 puntos de los 72 evaluados, que corresponden al 54,17 %, arroja valores de LAeqD mayores a 70 dB; y aunque las actividades inherentes, en su mayoría, no implican un alto grado de concentración o cálculo, en el caso de recepción de aeronaves resulta fundamental atenuar el ruido percibido hasta los 60 dB, considerada como una protección adecuada.

Los valores de atenuación estimados con los métodos HML resultan ser hasta 22,92 % mayores a los calculados con la metodología NIOSH (NRR); así mismo, se alcanza una atenuación hasta 23,95 % mayor con el método SNR, por lo cual los niveles de ruido atenuado reflejan valores menores a los 60 dB para el caso de labores de mantenimiento de aeronaves de entrenamiento, ala rotatoria, combate turbohélice y transporte, cuyo valor es considerado como una protección excesiva.

Para el caso del mantenimiento en la aviación supersónica, las dos actividades cuyo ruido percibido calculado con el método NIOSH supera los 80 dB, pese al uso de protectores tipo orejera, sugieren la utilización adicional de tapones de inserción, mientras que según los métodos HML y SNR no sería necesario, lo cual estaría en contra de la seguridad del trabajador.

Conforme con los parámetros entregados por el fabricante y según los valores de SNR y NRR, el protector A1 resulta ser el más eficiente, cuyos niveles atenuados con el método NIOSH, en todos los casos, se reducen en 1 dB, en comparación con los protectores A2 y A3. No obstante, según el análisis de varianza, para el método HML los tres protectores auditivos brindan una similar protección, ya que las diferencias de atenuaciones relativas, según la aplicación del estadístico ANOVA, resultan tener medias iguales, con lo que se observa un valor atípico en el protector A2, correspondiente a una diferencia de atenuación relativa del 13,79 %, por debajo de la media del 22,27 %, determinado en la tabla 16.

Con respecto a las diferencias de atenuación entre el método NIOSH y el SNR, en la figura 7 se observa similar variabilidad y dispersión para los tres dispositivos, con un solo valor atípico en el protector A3, en vista de existir una diferencia de atenuación relativa porcentual del 12 %, mucho menor que la media global del 23,95 % mostrada en la tabla 23.

Conclusiones

Los mayores niveles de ruido diario equivalente al que está expuesto el personal técnico en el campo de la aeronáutica militar se presentan en la línea de vuelo de la aviación de combate supersónica y turbohélice, con 105 dB y 90 dB, respectivamente. Así mismo, se reflejan niveles importantes en el área de estructuras y pinturas con 93 dB y 88 dB, respectivamente, áreas en las cuales el uso de elementos de protección es imprescindible e innegable.

El uso de protectores auditivos brinda una atenuación del ruido que puede ser estimada de manera teórica, a fin de evaluar la idoneidad y eficacia de estos dispositivos; se procura la utilización del método NIOSH, en vista de que con los métodos HML y SNR los resultados difieren hasta en 23,95 %. Esto puede inducir a errores en desmedro de la seguridad del aerotécnico, como en el caso del mantenimiento en la aviación supersónica, en el que el primer método, a diferencia de los otros dos, sugiere que en ciertas actividades se requiera una protección auditiva simultánea de tapones y orejeras.

De acuerdo con lo anotado, es más recomendable el método NIOSH, en vista de que es mucho más conservador e incluye correcciones, debido a la serie de incertidumbres entre la teoría y la realidad. No obstante, puede plantearse la posibilidad de que futuras investigaciones se enmarquen en determinar la atenuación experimental del ruido, con el uso de protectores auditivos en actividades específicas de mantenimiento aeronáutico, tal como los estudios realizados en actividades de vuelo o las efectuadas con el personal de tripulantes.

Referencias

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Notas