Los sonidos de la ciudad
Los sensores inteligentes y el análisis de datos ayudan a las autoridades municipales europeas a combatir la contaminación acústica.
Estados Unidos es un país grande y bullicioso, pero esas grabaciones se hicieron en algunas de sus zonas más remotas. En los lugares donde la densidad demográfica es más alta, el ruido humano se impone rápidamente en el paisaje auditivo. Y eso nos importa porque los entornos ruidosos pueden ser perjudiciales para nuestra salud.
Según estimaciones de la Agencia Europea de Medio Ambiente (AEMA), uno de cada cinco habitantes del continente está expuesto cada día a niveles de ruido que superan las recomendaciones de la UE. En muchas grandes ciudades, ese nivel de exposición afecta a más de la mitad de la población. Tanto ruido pasa factura a la salud humana: se calcula que, en Europa, se producen, cada año, 48 000 casos nuevos de enfermedad cardíaca y 12 000 muertes atribuibles a la exposición crónica al ruido.
Los detectives del ruido
Localizar la fuente puede ser un factor clave en la lucha contra el ruido perjudicial. Las carreteras muy transitadas y los grandes aeropuertos son emisores de ruido evidentes, pero en muchas comunidades las fuentes de ruido más problemáticas y molestas pueden ser intermitentes y difíciles de localizar. Un activista estadounidense contra el ruido pasó meses recorriendo a pie y en bicicleta su barrio de Arizona por la noche hasta que, por fin, localizó la fuente del incesante zumbido de baja frecuencia que no le dejaba dormir. Resultaron ser los sistemas de refrigeración de un centro de datos cercano.
Hoy, autoridades regionales, empresas y vecinos recurren cada vez más a la tecnología para localizar y eliminar ruidos molestos. En 2022, por ejemplo, París empezó a desplegar un sistema de “radares antirruido”. Montados en los faroles, estos sistemas utilizan micrófonos para grabar automóviles y motocicletas especialmente ruidosos. A continuación, el vehículo infractor es identificado mediante cámaras equipadas con tecnología de reconocimiento automático de patentes y su propietario puede ser sancionado con una multa.
Otros actores del sector del transporte utilizan sensores y análisis para incidir en el ruido producido por sus propios equipos e infraestructuras. Con la tecnología adecuada y los sistemas de gestión apropiados, están descubriendo que controlar el ruido no deseado también puede contribuir decisivamente a mejorar la confiabilidad y la rentabilidad de sus sistemas de transporte.
Hacia una ciudad más silenciosa
Christian Burk es gerente de la división de infraestructuras ferroviarias de Kölner Verkehrs-Betriebe (KVB), que explota una red de tranvías con 199 kilómetros de vías y 236 estaciones en Colonia, la cuarta ciudad más grande de Alemania. En los cinco años que han transcurrido desde que asumió su cargo, Burk ha ido implementando las últimas tecnologías digitales y de gestión en el sistema de transporte de la ciudad.
“El ruido y la vibración de las vías nos preocupan mucho”, afirma. “En primer lugar, nuestros tranvías recorren una zona céntrica densamente poblada. Por lo tanto, si hacen demasiado ruido, podemos molestar a los vecinos. Y en segundo lugar, si no se soluciona rápidamente, una vibración excesiva puede acortar drásticamente la vida útil de la vía”.
El ruido y la vibración de las vías nos preocupan mucho
Christian Burk, gerente de la división de infraestructuras ferroviarias de Kölner Verkehrs-Betriebe (KVB)
Los tranvías eléctricos son muy silenciosos al funcionar; el ruido que generan procede, sobre todo, de la interacción entre las ruedas y los baches o irregularidades de la vía. Tradicionalmente, estas irregularidades se detectaban manualmente a partir de los informes de los conductores y los ingenieros de mantenimiento, que recorrían regularmente la red a pie para identificar los puntos problemáticos.
Para buscar una solución mejor, Burk entabló conversaciones con los especialistas en trenes ligeros de SKF. Las dos empresas se conocían bien, puesto que, desde hace tiempo, SKF es proveedor de componentes y equipos para la red de Colonia. “Había oído hablar de un sistema de monitoreo de rieles que SKF había instalado en Suecia”, recuerda, “y estaba convencido de que un enfoque similar podría ayudarnos a mejorar nuestra efectividad en Colonia”.
Tras varios meses de desarrollo, KVB ha instalado un sistema de monitoreo derivado de una solución de SKF implementada en Gotemburgo desde 2019. El sistema utiliza seis tranvías con rodamientos equipados con sensores de SKF conectados a un sistema de registro de datos. Mientras los vehículos circulan por sus rutas habituales, acelerómetros acoplados a los rodamientos detectan las vibraciones que experimentan las ruedas; micrófonos adicionales captan el sonido de las ruedas para localizar los tramos más ruidosos de la red. Los datos son grabados por un registrador de datos SKF Multilog IMx-Rail y transmitidos a través de una red inalámbrica segura a la nube de SKF.
Cuando las ruedas pasan sobre irregularidades en la vía, los acelerómetros captan los baches y vibraciones resultantes. A continuación, combinando un sensor de posición GPS con un sistema de medición de distancia a bordo del tranvía, el personal de mantenimiento de KVB puede determinar la ubicación exacta del posible problema, incluso en túneles sin cobertura por GPS. Esa tarea resulta ahora más fácil gracias a un tablero interactivo que muestra la ubicación de los picos de aceleración como puntos en un mapa, y genera una serie de informes diseñados para ayudar al personal de mantenimiento y los equipos de gestión a trabajar con más eficacia.
“Utilizamos los datos captados por los sensores de tres maneras”, explica Burk. “Primero, podemos generar informes detallados sobre la condición de tramos concretos de la vía. Esos informes ayudan a nuestros equipos de mantenimiento a concentrar sus inspecciones periódicas en puntos específicos. Segundo, podemos reaccionar antes a cualquier problema emergente, enviando operarios a comprobar y solucionar los problemas en cuanto se detecten. Yo lo llamo ‘borrar los picos rojos’ porque así es como aparecen en nuestro tablero. Por último, utilizamos estos datos para hacernos una idea general de cómo está funcionando nuestro sistema de mantenimiento en toda la red”.
Los baches y las vibraciones pueden deberse a varios defectos posibles de la vía, como soldaduras en mal estado, fisuras o desgaste de la superficie de rodadura. Los equipos de mantenimiento cuentan con diversas opciones para solucionar estos problemas, como rehacer las soldaduras, eliminar las imperfecciones de la superficie mediante rectificado y sustituir los tramos de vía defectuosos.
Ruedas que chirrían
Sin embargo, los sensores de vibración acoplados a los rodamientos no pueden detectar todas las fuentes de ruido no deseado. Otro problema característico de los tranvías son los chirridos, que pueden producirse cuando una o varias ruedas patinan sobre el riel al tomar una curva. “Los chirridos pueden ser especialmente molestos para cualquiera que viva o trabaje cerca de una ruta de tranvía, pero siempre ha sido un problema difícil de acotar”, afirma el Dr. Bernd Bauer, responsable de ventas industriales, capacitación y gestión de contratos, que dirige el proyecto de KVB en SKF. “En primer lugar, el ruido puede ser muy esporádico, producido por la presencia de hojas o suciedad sobre la vía, las condiciones meteorológicas y otros cambios en la condición de la vía. Y en segundo lugar, sabemos por nuestro trabajo en Gotemburgo y otras pruebas realizadas en Colonia que los acelerómetros de rodamientos, que están optimizados para medir el sonido transmitido a través de materiales sólidos, tienen problemas para captar el ruido aéreo del chirrido”.
Al igual que en la primera aplicación de monitoreo de tranvías estrenada por SKF en Suecia, la solución para este problema consistió en instalar micrófonos especiales en cajas impermeables en los tranvías monitoreados. Orientados hacia las ruedas, captan los chirridos y envían los datos a través del mismo registrador IMx y la misma red inalámbrica que utilizan los sensores de vibración.
En el caso de KVB, los datos enviados desde los micrófonos se utilizan para rellenar un mapa independiente, utilizado mayormente por el departamento de atención al cliente del operador para ayudar a identificar la causa raíz de las quejas de ruido enviadas por los ciudadanos. Una vez localizada la ubicación exacta del chirrido, los equipos de mantenimiento pueden planificar medidas de mitigación adecuadas, que pueden consistir en rectificar los rieles o instalar un sistema para lubricar la vía en la zona afectada.
Desde su puesta en servicio hace aproximadamente un año, los resultados del sistema de monitoreo de rieles de Colonia han sido suficientes para convencer a Burk y sus colegas en KVB de planificar nuevas ampliaciones del sistema. “Hoy tenemos seis tranvías equipados con el sistema y, en breve, entrarán en servicio dos más”, explica. “Son suficientes para facilitarnos datos de gran utilidad, pero solo representan una pequeña fracción de los 360 vehículos que circulan por nuestra red”. Instalar el sistema en más vehículos, además de implementar otras herramientas digitales, como el monitoreo remoto de los, aproximadamente, 300 lubricadores de rieles de SKF repartidos por la ciudad, ayudará a KVB a ser mucho más proactiva a la hora de eliminar las fuentes de ruido y vibración en la red. El resultado final será un sistema de transporte más silencioso y más confiable, y una vida más apacible para los ingenieros de mantenimiento de KVB y para los habitantes de Colonia.
Ruido en movimiento
La mayor parte de la banda sonora no deseada procede de las máquinas que utilizamos para desplazarnos. En parques remotos de los Estados Unidos, el ruido de los aviones fue el sonido de origen humano identificado más habitualmente en las grabaciones de los investigadores. En los lugares más próximos a los núcleos de población, el tráfico rodado es, por mucho, la fuente de contaminación acústica más extendida. En Europa, representa alrededor del 70 % de la exposición insalubre al ruido.
El ruido de otros medios de transporte no está tan extendido, pero eso no significa que no tenga un impacto negativo en la salud de las personas. En las grabaciones de los investigadores estadounidenses, el ruido procedente del transporte ferroviario y fluvial fue menos habitual pero más intenso que en los lugares donde el tráfico rodado o los aviones dominaban el paisaje sonoro.
Bajar el volumen
Los reguladores llevan décadas intentando controlar la contaminación acústica nociva. Desde 2002, por ejemplo, la Directiva sobre Ruido Ambiental obliga a los países miembro de la UE a controlar y gestionar los niveles de ruido en las ciudades y cerca de las principales carreteras, ferrocarriles y aeropuertos. Las industrias ruidosas también están cada vez más reguladas. En 2016, por ejemplo, la UE introdujo normas para endurecer gradualmente la normativa sobre el ruido generado por los automóviles a lo largo de un período de 10 años.
Además, crecen las presiones para acelerar el ritmo de reducción del volumen. El ruido forma parte del Plan de Acción de Contaminación Cero de la Comisión Europea, cuyo objetivo es crear un entorno libre de tóxicos para 2050. Según el Plan, la Comisión quiere que el porcentaje de habitantes de la UE expuestos al ruido crónico derivado del transporte disminuya un 30 % para 2030.
