Instrumentos inteligentes ayudan a luchar contra el ruido de los aviones

Un grupo de investigadores de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales y de la Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica de Telecomunicación de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) ha creado y patentado dos sistemas que permiten dotar de un cierto nivel de inteligencia a los métodos que se emplean para medir el ruido generado por los aeropuertos.

Aunque la medida de ruido en áreas aeroportuarias viene realizándose desde hace décadas, no fue hasta 2009 cuando se desarrollo una normativa internacional de medida. Con esta investigación se pretende analizar dicha norma y los factores que afectan a la precisión y a la exactitud de la medida bajo esta norma, es decir, identificar las causas de incertidumbre.

Inicialmente, los resultados pusieron de manifiesto que las técnicas para la detección y clasificación de sonidos que emplean los sistemas de medición comerciales son muy básicas (umbrales de nivel sonoro y tiempo). Esto implica que las medidas en ambientes muy contaminados por otras fuentes sonoras (aparte de los aviones) pueden tener alto grado de incertidumbre (baja precisión y/o exactitud).

El monitor de ruido debería separar qué parte del ruido medido se debe a los aviones, pero el micrófono del que dispone es un instrumento tonto, sensible a la intensidad del sonido, pero incapaz de distinguir de dónde proviene el impacto acústico.

Según sus autores, este trabajo permitirá sustituir los sistemas de detección y clasificación rudimentarios que emplean los monitores de ruido comerciales, complementando la identificación efectuada mediante el seguimiento de los aviones por radar.

Su innovación se basa en técnicas de reconocimiento estadístico de patrones. Dichas técnicas discriminan qué ruidos son los que producen los aviones con respecto a otros como, por ejemplo, el generado por el tráfico de automóviles, incluso en los entornos más alejados del aeropuerto. De esta manera resulta posible reducir las tasas de fallo de los sistemas de identificación.

Este sistema pretende dotar al monitor de ruido de un cierto grado de inteligencia, que le permitirá distinguir si el sonido que mide es el producido por un avión. La herramienta computa fragmentos sonoros de muy corta duración (10 fragmentos por segundo) y realiza un análisis en frecuencia para clasificar cada fragmento como producido o no por una aeronave.

Como consecuencia de esta investigación se está desarrollando para Aeropuertos Españoles y Aeronavegación Área (AENA) una nueva herramienta derivada de la anterior que, mediante sensores, será capaz de detectar e identificar la contaminación acústica que causan algunos aviones al activar la reversa de los motores para tomar tierra. Se trata de una práctica de pilotaje penalizada en horas nocturnas en algunos aeropuertos como el de Barajas por la intensidad del ruido que provoca.

El estudio, que se ha realizado en colaboración con el Politécnico di Milano y que ha implicado también mediciones en el aeropuerto de Malpensa (Milán), ha permitido establecer a los investigadores de la UPM lazos de colaboración con reconocidos centros de investigación europeos como el TNO holandés o la Universidad de Sheffield, en el Reino Unido.

Reducir la perturbación sonora

El objetivo de la investigación es avanzar en el conocimiento y la mejora de las técnicas de identificación y medida de perturbación sonora, principalmente en el entorno de los aeropuertos, abordando problemas concretos, como es la detección e inspección del ruido de reversa.

La infraestructura aeroportuaria va unida ineludiblemente a un alto impacto acústico y en las proximidades del aeropuerto los niveles de ruido son elevados, hasta el punto de que AENA invierte partidas importantes en planes de aislamiento acústico para proteger las viviendas en áreas próximas. Está comprobado que los ruidos que provoca el tráfico aéreo, por tener un mayor componente de baja frecuencia, comportan una mayor molestia para las personas.

Esta perturbación sonora, por ejemplo, sería mucho mayor que la producida por el tráfico de vehículos, cuyo componente predominante sería el de alta frecuencia, que en la propagación por la atmósfera se atenúa más contundentemente con la distancia. “De hecho, la legislación contempla penalizaciones que deben aplicarse a la medida en el caso de que predomine la baja frecuencia”, manifiesta César Asensio, miembro del Grupo de Investigación en Instrumentación y Acústica Aplicada (I2A2) de la UPM.

Este equipo de investigación de la UPM afirma que, aunque el modelo desarrollado y patentado por ellos se ha aplicado especialmente en la detección del ruido de aviones, esta tecnología podría aplicarse a otros tipos de fuentes sonoras (trenes, embarcaciones, industria, etcétera.). En este sentido, han diseñado también un sistema de detección del estado del asfalto en función del sonido que produce el vehículo al circular, que identifica incluso si el piso está seco o mojado, lo que puede ser aplicado en aspectos de seguridad.

“Queremos desarrollar esta línea de investigación, dando un paso más para la clasificación de la adherencia neumático-asfalto mediante este tipo de técnicas”, señala Asensio, cuyo equipo también prepara un instrumento similar aplicado a los sistemas de vigilancia para viviendas y aparcamientos.

Además, otro uso que pretenden introducir es la inclusión de inteligencia en los dosímetros que realizan la medida del ruido al que están expuestos los trabajadores en la industria. De esta manera se podría realizar una clasificación de las principales fuentes de ruido a las que un operario en movimiento está expuesto durante su desplazamiento por una fábrica.