(Osses-Glisser-Gerard-Guzman) INGEACUS - Comparacion de ... · UACh, Valdivia –Chile 9, 10, 11 de Noviembre 2011 INGEACUS 2011 Congreso Internacional de Acústica y Audio Profesional

AA03 – Comparación de metodologías para el

monitoreo continuo de ruido y detección de aeronaves

UACh, Valdivia – Chile9, 10, 11 de Noviembre 2011

INGEACUS 2011Congreso Internacional de Acústica y Audio Profesional

Alejandro Osses Vecchi ([email protected]),

Laboratorio de Acústica, Sociedad Acustical S.A.

Max Glisser Donoso, Christian Gerard Büchi ,

Gerard Ingeniería Acústica SpA. (Control Acústico)

Ricardo Guzmán López,

Dirección General de Aeronáutica Civil DGAC

monitoreo continuo de ruido y detección de aeronaves

en las proximidades de aeropuertos

Agenda

• Motivación del estudio

• Caso del Aeropuerto Internacional ArturoMerino Benítez AMB

• Plan de Monitoreo de Ruido



• Plan de Monitoreo de Ruido

• Mediciones

• Metodologías para detección de eventos

• Resultados y análisis

• Conclusiones

2



Motivación

• Cada aeropuerto posee una realidaddiferente.

• Establecimiento de límites de emisión deruido: necesidad de realizar monitoreosruido: necesidad de realizar monitoreos

continuos de ruido y/o modelaciones

(elaboración de mapas de ruido).

3



Motivación

• Diagrama de un sistema de ruido:

• Correlación exitosa de aproximadamente un80% de las operaciones aéreas. 4



Motivación

• ¿Se puede realizar la detección deoperaciones aéreas en ausencia de una señal

de RADAR?

• En el presente trabajo se presentan 2• En el presente trabajo se presentan 2metodologías basadas en el análisis del

historial temporal de los niveles de ruido

ponderados en A.

5



Aeropuerto AMB

• Es el mayor aeropuerto en Chile

• Se presentaron 114.129 Operaciones durante el año 2010 (un promedio de 313 operaciones

diarias)diarias)

• Posee 2 Pistas (17L, 17R).

• Posee un Sistema de Monitoreo de Ruido: 3 Terminales (TMR)

6



Aeropuerto AMB

• Despegues y aterrizajes:3 puntos de monitoreo

continuo de ruido

Punto de monitoreo de ruido

considerado en este estudio

7

ĥ




• Localizado en una zona residencial

• Infraestructura del TMR:– Micrófono de intemperie a una altura de

5 m

– Instrumentos Clase 1 de acuerdo a IEC– Instrumentos Clase 1 de acuerdo a IEC61672-1:2002

– Uso de protector contra viento y contra aves

• Condiciones ambientales:– Ausencia de precipitaciones– Temperaturas entre 13 y 31⁰C

8

�




9

Unidad de Micrófono +

Protector contra viento y

contra pájaros

ĥUACh, Valdivia – Chile9, 10, 11 de Noviembre 2011INGEACUS 2011Congreso Internacional de Acústica y Audio ProfesionalPunto de monitoreo de ruido10

ĽUACh, Valdivia – Chile9, 10, 11 de Noviembre 2011INGEACUS 2011Congreso Internacional de Acústica y Audio ProfesionalPunto de monitoreo de ruido11

�



Mediciones

• Monitoreo continuo de ruido con unaresolución temporal de 1/8o de segundo

desde el 18 de febrero al 1 de marzo.

• Registro de LAeq,1 seg, LAS, LAF, bandas de 1/1 y 1/3 de octava (simultáneos).

12



Método 1

• Está basado en la relación típica entre el Nivelde Exposición Sonora (SEL) y el Nivel dePresión Sonora Máxima (Lmax) durante undeterminado tiempo de integración.

• Para eventos de ruido de aeronaves:X dB < SEL – Lmax < Y dB

• Además, como segunda condición:SEL > Z dB(A)

• Los valores X, Y y Z deben ser determinadosempíricamente.

13



Método 1

• Está basado en la relación típica entre el Nivelde Exposición Sonora (SEL) y el Nivel de

Presión Sonora Máxima (Lmax) durante un

determinado tiempo de integración.determinado tiempo de integración.

• Para eventos de ruido de aeronaves:

10 dB < SEL – Lmax < 13 dB

• Además, como segunda condición:

SEL > 75 dB(A)

14



Método 1

• Este método se ha utilizado en la evaluación de:

A. Aeropuerto de Mataveri (IPC, Isla de Pascua)

B. Aeropuerto Arturo Merino Benítez (SCL, Santiago)

C. Aeropuerto Carriel Sur (CCP, Concepción)C. Aeropuerto Carriel Sur (CCP, Concepción)

D. Aeropuerto El Tepual (PMC, Puerto Montt)

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Método 1

• Este método ha sido utilizado para calibrar modelaciones realizadas en INM:

Aeropuerto Carriel Sur (CCP, Concepción) Aeropuerto Arturo Merino Benítez (SCL, Santiago)

16



Método 2

• Está basado en un gatillado por múltiplesumbrales, considerando la variación entre unamuestra actual y una muestra previa:

• Donde a(t) es un descriptor acústico: LAeq,1 seg• Diferentes eventos poseen diferentes duraciones

(por ejemplo, el sobrevuelo de una aeronavepuede durar 30 s y un disparo, 1 s)

17



Método 2

• Para no considerar fuentes de ruido impulsivas(por ejemplo, ladridos de perro), el descriptor

acústico elegido debe ser suavizado:

y = α x + (1 – α) yyn = α xn + (1 – α) yn-1– Yn : muestra actual suavizada

– Xn: muestra actual sin suavizar

• α es llamado coeficiente de suavización (0



Método 2

• Se muestra una aeronave en presencia defuentes de ruido imprevisto, usando α = 0

(0%); 0,50 (50%) y 0,95 (95%):80 80

28 28.5 29 29.5 3040

45

50

55

60

65

70

75

80

t [sec]

α = 0α =0.5

28 28.5 29 29.5 3040

45

50

55

60

65

70

75

80

t [sec]

α = 0α =0.95

dB(A)dB(A)

19



Método 2

• La detección por umbral es aplicada a laderivada, considerando la respuestasuavizada:

Historial temporal

de niveles dB(Z)

• Th, TL1, TL2, α y h deben ser determinadosempíricamente.

de niveles dB(Z)

Derivada de los

valores dB(Z)

suavizada

20



Método 2

• Para el punto de monitoreo estudiado se usó:Th = 0,50; TL1 = -0,45; TL2 = -0,30; α = 0,95; h = 20 s

21



Método de Referencia

• De acuerdo a la norma ISO 20906:2009,cualquier método usado para detectar el ruidode aeronaves debe cumplir:

– (a) La incerteza del nivel de exposición acumuladopara todas las aeronaves no debe exceder los 3(a) La incerteza del nivel de exposición acumuladopara todas las aeronaves no debe exceder los 3dB;

– (b) Al menos el 50 % de los eventos de ruido deaeronaves deben ser correctamente clasificados

como ruido de aeronaves;

– (c) El número de eventos de ruido incorrectamenteclasificados como ruido de aeronaves debe sermenor al 50% de las operaciones presentadas.

22



Método de Referencia

• Los porcentajes de los criterios (b) y (c),consideran el número total de eventos de

ruido de aeronaves en función de la

correlación manual entre los niveles de ruidocorrelación manual entre los niveles de ruido

y las bitácoras de vuelo asociadas.

• Las bitácoras de vuelo fueron provistas por laDirección General de Aeronáutica Civil, DGAC.

23



Resultados y Análisis

• Correlación Manual (Método de referencia)

24




• Diferencia global:Método 1: 57,5 dB(A) – 57,4 dB(A) = 0,1 dB

Método 2: 58,4 dB(A) – 57,4 dB(A) = 1,0 dB

25

�




• De acuerdo a las bitácoras de vuelo oficiales:

• Detección de eventos de ruido de aeronaves usando los métodos 1 y 2:

> 50% < 50% > 50% < 50% 26




• 19 de febrero de 2011, de 7.00 a 7.59 Hrs.

07.00 07.10 07.20 07.30 07.40 07.50 08.00

50

60

70

80

90

t [hh.mm]

LA

eq,1

s d

B(A

)

07.00 07.10 07.20 07.30 07.40 07.50 08.00-2

-1

0

1

2

( ∆

LA

eq,1

s d

B(A

) )

/ h

27



Observaciones

• Se usó un set de parámetros fijos para cadamétodo.

• El Método 1 depende del ruido de fondo. Elrendimiento se incrementa si se utilizanrendimiento se incrementa si se utilizan

diferentes umbrales para el día y para la

noche.

• El Método 2 puede ser complementado con elgatillado por umbral usando otros

descriptores acústicos (Análisis en bandas de

frecuencia). 28



Observaciones

• Las metodologías de análisis de ruido deaeronaves con información “auto-contenida”

en descriptores acústicos determinados

pueden ser utilizadas para la validación delpueden ser utilizadas para la validación del

reconocimiento de eventos realizados por un

sistema de monitoreo de ruido.

29



Observaciones

• En el Aeropuerto Charles de Gaulle (París) seposee un sistema de monitoreo compuesto

por 8 estaciones y se está comenzando a

utilizar un sistema de validación de

características similares al Método 2:características similares al Método 2:

Rosin; Barbo. “Aircraft Noise Monitoring: Threshold overstepping detection vs Noise level shape and audio

pattern recognition detection”. ICSV 18th, RJ – Brasil, 2011. 30



Trabajos futuros

• El Método 1 fue evaluado integrando los nivelesde ruido en períodos de 1 minuto, sin embargootros tiempos de integración podríanincrementar la eficacia del método (30 s, 2 min,etc.).etc.).

• En la bibliografía, el Método 2 es propuesto paraser utilizado considerando otros descriptoresacústicos. (por ejemplo, los valores dB(Z) de lasbandas de 125 y 250 Hz para la detección deaeronaves)

31



Conclusiones

• Se mostró que los niveles de ruido en dB(A) poseen informaciónautocontenida suficiente para cumplir los requerimientos delestándar ISO 20906:2009 para la detección de eventos de ruido deaeronaves.

• Método 1:– Ventaja: resultados globales con gran precisión (se captan las

aeronaves más ruidosas)aeronaves más ruidosas)

– Desventaja: es muy sensible a los cambios en el ruido de fondo; losumbrales X, Y y Z son difíciles de determinar.

• Método 2:– Ventaja: es robusto a cambios en el ruido de fondo; método eficiente

(alto porcentaje de eventos de ruido de aeronaves correctamenteclasificados).

– Desventaja: los parámetros Th, TL1, TL2, α, h deben ser determinadospara cada punto de monitoreo.

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Bibliografía

1. IEC, International Electrotechnical Commission: IEC 61672-1:2002: Electroacoustics – Sound Level Meters – Part 1:

Specifications, 2002.

2. Glisser, M; Gerard, C. “Results and methodologies of airport noise studies“. J. Acoust. Soc. Am. 128, 2420 (2010).

3. ISO, International Standard ISO 20906:2009(E): Acoustics – Unattended monitoring of Aircraft sound in the vicinity

of airports, Geneva, 2009.

4. A. Osses, M. Glisser, C. Gerard , R. Guzmán, “Comparison of methodologies for continuous noise monitoring and

aircraft detection in the vicinity of airports”. 18th International Congress on Sound and Vibration, Rio de Janeiro,

Brazil, July 10-14 (2011)Brazil, July 10-14 (2011)

5. C. Rosin, B. Bertrand, “Aircraft Noise Monitoring: Threshold overstepping detection vs Noise level shape and audio

pattern recognition detection”. 18th International Congress on Sound and Vibration, Rio de Janeiro, Brazil, July 10-

14 (2011)

6. J. Van der Heijden, “Recognition and quantification of aircraft noise events inside dwellings”, Internoise 2001, The

Hague, The Netherlands, August 27-30 (2001).

7. R. Wright, G. Goulamhoussen, “Improvements in Source Identification from unattended sound level

measurements using threshold-triggered audio recording”, Internoise 2010, Lisbon, Portugal, June 13-16 (2010).

8. Meteorology Group, Department of Geophysics, University of Chile (http://infomet.dgf.uchile.cl/)

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Agradecimientos

• A la Dirección General de Aeronáutica Civil (DGAC) porpermitirnos el acceso a las dependencias de los TMR y a

las bases de datos de las bitácoras de vuelo.

• A Ricardo Guzmán (DGAC)

• A Guillaume Goulamhoussen y Richard Wright• A Guillaume Goulamhoussen y Richard Wright

• A nuestras empresas: y

• A los organizadores de este encuentro internacional, porpermitirnos participar en este evento.

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¿Preguntas?



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Documents

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