REVISTA ENERGÍA MECÁNICA INNOVACIÓN Y FUTURO
Vol. 13 Núm. 1 / 2024
RAMÍREZ R., ARECHÚA C., BUSTAMANTE J., Determinación de niveles de ruido percibido en el interior del habitáculo de
vehículos tipo sedan en recorridos urbanos de Guayaquil
Edición No.13/2024 (10) ISSN 1390- 7395 (7/10)
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Determinación de niveles de ruido percibido en el interior del habitáculo de
vehículos tipo sedan en recorridos urbanos de Guayaquil
Determination of Perceived Noise Levels Inside Sedan Vehicles on Urban Routes
in Guayaquil
1Reinaldo Ramírez, 1Cristian Arechúa, 1José Bustamante
1 Universidad Politécnica Salesiana, Guayaquil, Ecuador
Correspondencia Autores: rramirez@ups.edu.ec, carechuas@est.ups.edu.ec, jbustamantel@est.ups.edu.ec
Recibido: 21 de septiembre 2024, Publicado: 18 diciembre 2024
Resumen— La exposición al ruido en entornos urbanos
representa un creciente desafío para la salud pública,
particularmente en el contexto del transporte vehicular. Este
estudio evalúa los niveles de presión sonora en el habitáculo
de un vehículo categoría M1 durante recorridos urbanos en
Guayaquil, con énfasis en el análisis de los umbrales de ruido
que afectan a los conductores que circulan con las ventanas
abiertas, una práctica común en la región. La investigación se
desarrolló en la avenida Pedro Menéndez Gilbert,
seleccionada por su alto flujo vehicular, empleando un
sonómetro Reed SD-4023 durante tres jornadas distintas. Los
resultados evidencian una superación consistente del límite
permisible de 70dB(A) en todas las rutas y jornadas
estudiadas, con variaciones significativas entre rutas en dos
de los tres períodos analizados. El estudio identificó que entre
el 88.6% y el 100% de las mediciones excedieron el umbral
establecido, registrando picos máximos de hasta 84.1dB(A).
Estos hallazgos sugieren la necesidad de implementar
medidas regulatorias y técnicas para abordar esta
problemática.
Palabras clave— ruido urbano, sonometría, tráfico
Abstract— Noise exposure in urban environments represents
a growing public health challenge, particularly in the context of
vehicular transportation. This study evaluates sound pressure
levels inside an M1 category vehicle during urban journeys in
Guayaquil, emphasizing the analysis of noise thresholds
affecting drivers who circulate with open windows, a common
practice in the region. The research was conducted on Pedro
Menéndez Gilbert Avenue, selected for its high vehicular flow,
using a Reed SD-4023 sound level meter during three different
periods. The results show consistent exceedance of the
permissible limit of 70dB(A) across all routes and periods
studied, with significant variations between routes in two of the
three analyzed periods. The study identified that between 88.6%
and 100% of measurements exceeded the established threshold,
recording maximum peaks of up to 84.1dB(A). These findings
suggest the need to implement regulatory and technical
measures to address this issue.
Keywords— urban noise, sonometry, traffic.
I INTRODUCCIÓN
El incremento de los niveles de ruido en zonas
urbanas representa una preocupación creciente para la
salud pública y el bienestar de la población. En
Guayaquil, el crecimiento acelerado del parque
automotor ha intensificado esta problemática, afectando
particularmente a quienes se exponen a largos períodos
de conducción.
La Organización Mundial de la Salud establece un
nivel máximo recomendado de 55dB para zonas urbanas
[1], un umbral frecuentemente superado en las ciudades
modernas. La calidad del sonido dentro del habitáculo
vehicular adquiere especial relevancia al influir no solo
en el confort sino también en la seguridad vial y la
experiencia general de conducción [2], [3]. En el contexto
local, es común observar conductores que circulan con las
ventanas abiertas debido a las condiciones climáticas
favorables y al deseo de reducir el consumo de
combustible asociado al aire acondicionado, una práctica
que incrementa significativamente la exposición al ruido
ambiental.
El rango auditivo del ser humano comienza en los
0dB, volviéndose peligroso e incómodo a partir de los
85dB, mientras que el umbral del dolor se alcanza
alrededor de los 120dB [4], [5]. Si bien la normativa
nacional no establece límites específicos para el ruido
dentro del habitáculo vehicular, en la normativa laboral se
establece que los puestos de trabajo que demandan
actividad intelectual, concentración o cálculo no deben
exceder los 70 decibeles [6]. Este límite resulta aplicable
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a la conducción, considerando que requiere atención
continua y procesamiento de información compleja.
La investigación en el campo de la acústica vehicular
ha identificado diversos factores que afectan la calidad
del sonido interior. El ruido retumbante, caracterizado por
tonos no modulados de baja frecuencia, puede provocar
náuseas y fatiga en los ocupantes [9]. Este fenómeno se
intensifica durante la aceleración [10] y se ve
influenciado por variables como la presión de los
neumáticos y la relación neumático-calzada [11].
Estudios previos han demostrado que las velocidades más
altas generan mayor ruido por el motor y el viento,
incluso con las ventanas abiertas [12].
Investigaciones realizadas en contextos urbanos
similares, como el estudio en la ciudad de Tacna [13], han
documentado niveles sonoros superiores a 65dB en zonas
de alto tráfico. Por otro lado, metodologías más
específicas para el análisis del ruido interior, como el
método de cascada inversa implementado en China [14],
han registrado niveles de hasta 78.5 dB(A) a velocidades
constantes de 30 km/h.
El objetivo de este estudio es determinar el nivel de
ruido percibido en el interior del habitáculo de un
vehículo tipo sedán circulando con las ventanas abiertas
en recorridos urbanos de la ciudad de Guayaquil. Esta
investigación pretende servir como referencia para
futuros estudios sobre contaminación acústica en el
contexto nacional, aportando elementos que permitan
desarrollar estrategias de mitigación tanto a nivel de
diseño vehicular como de hábitos de conducción.
II MÉTODOS Y MATERIALES
Para la ejecución de esta investigación se utilizó un
vehículo Chevrolet Sail 2018, seleccionado por ser el
modelo más vendido en la provincia del Guayas durante
2021 y 2022 según la Asociación de Empresas
Automotrices del Ecuador [20]. La unidad de prueba se
mantuvo con sus mantenimientos programados al día y
sin anomalías mecánicas que afecten los resultados.
Las mediciones se efectuaron mediante un sonómetro
Reed SD-4023 con ponderación 'A', instrumento tipo 2
que cumple con los requerimientos de la norma IEC
61672-1:2015 [21]. El equipo contaba con su respectiva
calibración vigente al momento del estudio. La ubicación
del instrumento de medición se estableció siguiendo los
lineamientos de la norma ISO-5128:1980 [21],
manteniendo una distancia mínima de 150 mm de la caja
o guarnecido y 700 mm de la base del asiento. El
sonómetro se aseguró para evitar interferencias por
vibraciones del vehículo.
La ruta de prueba se estableció en la Av. Pedro
Menéndez Gilbert, una arteria principal con capacidad
vial de 9000 veh/h que registró un volumen máximo de
9475 veh/h en 2020 [23]. El tramo de estudio se delimitó
a 1.6 km, desde la Escuela de la Marina Mercante hasta
el Hospital SOLCA, considerando ambos sentidos de
circulación como rutas independientes debido a sus
diferentes condiciones de tráfico.
El protocolo experimental establecido para garantizar
la consistencia de las mediciones requirió mantener las
ventanas completamente abiertas durante todo el
recorrido, silencio total de los ocupantes y condiciones de
pista seca sin presencia de lluvia. El motor y la
transmisión debían estar a temperatura normal de
operación, con los sistemas de ventilación y climatización
apagados, las puertas y guanteras cerradas, la radio y
sistemas auxiliares desactivados, y la presión de
neumáticos según especificaciones del fabricante.
El diseño experimental consideró dos factores
principales: el sentido de la ruta (Sur-Norte y Norte-Sur)
y la jornada (mañana de 7:00-10:00, mediodía de 12:00-
14:00 y tarde de 16:00-18:00). Se realizaron tres réplicas
por cada combinación de factores, totalizando 18 corridas
experimentales. El tamaño muestral se determinó
mediante una prueba piloto que arrojó una media de
72.62dB(A) y una desviación estándar de 3.507dB(A).
Utilizando un nivel de confianza del 95% y un margen de
error de 0.6, se estableció la necesidad de 91 mediciones
para cada combinación entre los niveles de los factores.
Los datos recolectados se analizaron mediante el
software Minitab. Se evaluó la normalidad mediante la
prueba de Anderson-Darling y, al no cumplirse este
supuesto, se emplearon pruebas no paramétricas. Se
utilizó la prueba de Wilcoxon para evaluar la hipótesis de
superación del límite permisible de 70dB(A) y la prueba
de Mann-Whitney para comparar los niveles de ruido
entre rutas.
III PRUEBAS Y RESULTADOS
La recolección de datos generó un total de 2,529 me-
diciones, las cuales fueron organizadas y analizadas se-
gún los sentidos y horarios establecidos. La evaluación
inicial de normalidad mediante la prueba de Anderson-
Darling demostró que los datos no se ajustan a una distri-
bución normal, lo que determinó el uso subsecuente de
pruebas no paramétricas para el análisis.
La prueba de hipótesis de Wilcoxon para la mediana,
aplicada con una hipótesis alterna mayor a 70dB(A), co-
rrespondiente al límite máximo permisible de exposición
al ruido en condiciones laborales [6], determinó que la
mediana del nivel de ruido supera significativamente este
umbral establecido.
En la Figura 1 se muestran los perfiles de ruido para
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la jornada matutina. El 99.05% de los datos recogidos en
el sentido Sur-Norte superaron el nivel admisible de
70dB(A), mientras que en el sentido Norte-Sur este por-
centaje alcanzó el 93.24%.
Figura 1. Perfil de ruido en jornada matutina.
La Figura 2 muestra la comparación individual de los
perfiles de distribución para cada ruta durante esta jor-
nada. La prueba de Mann-Whitney con un nivel de signi-
ficancia α=0.05 confirmó que el sentido Sur-Norte (me-
diana 74.10dB(A)) presenta un nivel de ruido significati-
vamente mayor que el sentido Norte-Sur (mediana
72.95dB(A)).
Figura 2. Perfil de ruido por ruta en jornada matutina
El perfil de distribución de ruido al mediodía se mues-
tra en la Figura 3, donde se observa que el 98.29% de las
mediciones en el sentido Sur-Norte y el 100% en el sen-
tido Norte-Sur excedieron el límite de 70dB(A).
Figura 3. Perfil de ruido en jornada de mediodía.
Como se aprecia en la Figura 4, que desglosa los per-
files por ruta, la prueba de Mann-Whitney identificó que
en este período el sentido Norte-Sur registró niveles de
ruido significativamente mayores, con una mediana de
74.5dB(A) frente a 74.10dB(A) del sentido Sur-Norte.
Figura 4. Perfil de ruido por ruta en jornada de mediodía.
Para la jornada vespertina, la Figura 5 muestra que el
93.60% de los datos en el sentido Sur-Norte y el 88.65%
en el sentido Norte-Sur superaron el umbral establecido.
Figura 5. Perfil de ruido en jornada vespertina.
En los perfiles individuales presentados en la Figura
6, no se encontraron diferencias estadísticamente signifi-
cativas entre las medianas de ambas rutas.
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Figura 6. Perfil de ruido por ruta en jornada vespertina
Durante las pruebas de campo, se observó que los ma-
yores niveles de presión sonora coincidían con períodos
donde el nivel de servicio de la vía se encontraba en cla-
sificación "E", caracterizado por un flujo vehicular cons-
tante. En estas condiciones, el instrumento de medición
registró mayores emisiones de ruido de los motores, par-
ticularmente de las motocicletas que, por sus dimensio-
nes, se desplazan con mayor fluidez entre carriles.
Los máximos niveles de ruido registrados en cada jor-
nada, de hasta 84.1dB(A), se asociaron principalmente
con eventos puntuales, como el paso cercano de vehícu-
los de transporte, buses de transporte público, vehículos
pesados, sirenas de ambulancias y uso de claxon. Resultó
notable la contribución de los vehículos propulsados por
motores diésel, como buses de transporte público y
vehículos de carga, que al operar a bajas revoluciones ge-
neraron un ruido retumbante característico [9].
En la Tabla 1 se presenta el resumen de los resultados
de las pruebas de comparación de Mann-Whitney, que
muestran patrones distintos según la jornada.
Tabla 1. Resultados de comparación de medianas
Jor-
nada
Medianas
por ruta
Prueba de
comparación
Sur-
Norte
Norte-
Sur
Valor-P
¿Es sig-
nifica-
tiva?
1
74.10
72.95
0.0037
Sí
2
74.10
74.50
0.0063
Sí
3
72.70
73.20
0.0705
No
Los resultados consolidados muestran variaciones
significativas en los patrones de ruido según la jornada:
en la mañana, el nivel de presión sonora fue significati-
vamente mayor en la ruta Sur-Norte; al mediodía, el nivel
más alto se registró en la ruta Norte-Sur; y en la tarde no
se encontraron diferencias significativas entre las rutas.
Estas variaciones reflejan los cambios en el patrón de trá-
fico a lo largo del día y su impacto en los niveles de ruido
percibidos en el habitáculo con ventanas abiertas.
IV. CONCLUSIONES
En el estudio se desarrolló un procedimiento experi-
mental de medición de ruido percibido en el habitáculo
de un vehículo en escenarios reales de tráfico urbano con
las ventanas abiertas, práctica habitual en la región de-
bido a las condiciones climáticas y el deseo de reducir el
consumo de combustible asociado al aire acondicionado.
La revisión de la normativa existente evidenció que
Ecuador no cuenta con regulaciones específicas que esta-
blezcan límites permisibles de ruido al interior del habi-
táculo de automóviles. Si bien existe una ordenanza mu-
nicipal en Guayaquil que establece límites de ruido am-
biental, la ausencia de controles adecuados y la falta de
normativas específicas para el sector automotriz ponen en
riesgo el bienestar de la comunidad.
Los perfiles de distribución de ruido obtenidos verifi-
can que en todas las rutas y jornadas estudiadas se supera
el límite admisible de 70dB(A) establecido en las regula-
ciones nacionales y las recomendaciones de los organis-
mos internacionales. El análisis estadístico reveló varia-
ciones significativas entre rutas y jornadas, con un alto
porcentaje de mediciones (entre 88.6% y 100%) exce-
diendo el umbral establecido, y picos de hasta 84.1dB(A).
Estos resultados tienen implicaciones significativas
tanto para la industria automotriz como para las políticas
públicas. Se evidencia la necesidad de reconsiderar los
estándares de aislamiento acústico en vehículos destina-
dos a mercados donde las condiciones climáticas favore-
cen la conducción con ventanas abiertas. Además, se
plantea la urgencia de establecer normativas específicas
que consideren no solo las condiciones ideales de prueba
sino también los patrones reales de uso.
La industria automotriz podría abordar esta problemá-
tica mediante soluciones técnicas específicas, como la
implementación de materiales de absorción acústica bio-
degradables y reciclables en fuentes de ruido prioritarias,
una alternativa que ha demostrado reducciones de hasta
4dB(A) en los niveles de ruido interior.
En conclusión, los usuarios de vehículos que circulan
con ventanas abiertas por arterias principales con niveles
de tráfico elevados están expuestos a niveles de ruido que
superan significativamente los niveles recomendables,
representando un riesgo potencial para su salud y bienes-
tar. Esta situación demanda atención desde el ámbito re-
gulatorio y desde la perspectiva del diseño vehicular.
REFERENCIAS
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