Improvement of sound quality in spaces and products

The perceived quality of any electrical appliance, vehicle, or either interior or exterior spaces is influenced by the quality of its sound, and this includes the reduction of noise, but also a fine tuning of its sound features. Sound quality is growing field of study that transversally influences the design of products and spaces, combining objective measures with subjective perception of people. Closed to mechanical and acoustics engineering, sound quality and soundscapes bring people views into the scene, trying to translate their subjective response into objective parameters that can be implemented in a product or a space. I2A2 has been involved in several research projects closely related to the optimization of sound emissions of products, such electrical appliances or vehicle components, and spaces, such as vehicle cabins, building components or rooms in an industr

Aportaciones a los sistemas de discriminación de fuentes sonoras en la medida de ruido en aeropuertos

La contaminación acústica se ha convertido en uno de los principales problemas en materia medioambiental de nuestra sociedad. La creciente preocupación ha propiciado la aparición de legislación, en los distintos ámbitos de la administración, cuyo objetivo consiste en gestionar y reducir la contaminación acústica y sus efectos sobre las personas y el medio ambiente. En este sentido, en relación a las infraestructuras del transporte, y de modo muy especial en los aeropuertos, el monitorado del ruido se convierte en una herramienta de suma importancia para la gestión del ruido, la planificación del territorio y la adopción de medidas correctoras (planes de acción). Los terminales de monitorado de ruido ambiental, que se utilizan fundamentalmente en los aeropuertos, realizan una medición del nivel de ruido ambiental, y evalúan la contaminación que generan las aeronaves al ambiente sonoro general. Para ello, deben ser capaces de medir la evolución temporal del ruido y discriminar aquellos eventos sonoros que se correspondan con el paso de un avión frente al ruido de fondo. Los requisitos aplicables a las unidades de medida, así como los procedimientos de medida implicados han sido descritos recientemente en normas internacionales, como la ISO 20906 o la ARP 4721. Es precisamente en el aspecto relacionado con la discriminación del origen del ruido, donde los sistemas existentes presentan las principales carencias, ya que, un sistema básico de monitorado de ruido realiza la detección de eventos a partir de las medidas de nivel sonoro, evaluando los incrementos de nivel mediante la utilización de umbrales. Dichos umbrales relacionan nivel sonoro y tiempo, de forma que se efectúa el marcado de eventos cuando el nivel de presión sonora, Lp(t), supera un valor determinado durante, al menos, un determinado intervalo temporal. Uno de los principales objetivos de esta tesis se centra en el análisis de los sistemas que existen para la discriminación de ruido de aeronaves, y en el análisis de las contribuciones de estos sistemas sobre la incertidumbre de la medida y el reporte de resultados. Para la consecución de dicho objetivo, se ha definido un modelo de incertidumbre que permite evaluar los diferentes factores de influencia y realizar una cuantificación de la incertidumbre para diferentes escenarios. Durante este proceso se han definido y analizado los conceptos de incertidumbre de detección e incertidumbre de identificación, ambos derivados del diagrama de bloques que propone la norma ISO 20906 para la discriminación del ruido producido por los aviones y el procesado de datos. Asimismo, se pretende abordar el problema de la discriminación de aeronaves con un enfoque novedoso, que permita mejorar el rendimiento de los sistemas y reducir la incertidumbre. Mediante un sistema basado en reconocimiento de patrones uniclase, se aborda esta tarea en base al análisis de la semejanza entre la señal sonora registrada y el sonido que producen los aviones, dejando al margen la magnitud del sonido. Las técnicas de reconocimiento de patrones, y reconocimiento automático de habla, han sido aplicadas previamente al reconocimiento de fuentes de ruido ambiental. Algunos de estos proyectos se han centrado en el ruido de aviones, pero la novedad en esta tesis radica en la aplicación de clasificadores uniclase en un sistema que detecta eventos sonoros gracias a la clasificación de los fragmentos que lo componen. Actualmente los sistemas de gestión de ruido aeroportuario enlazan los datos de ruido proporcionados por las estaciones de monitorado con los datos procedentes del sistema seguimiento de los vuelos de los aviones mediante radar. Este tipo de sistemas es el que ha presentado mayor aceptación y ha sido implantado en los sistemas de monitorado de ruido de los principales aeropuertos internacionales. Sin embargo, este enfoque requiere de equipamiento que permita realizar el seguimiento de la posición de avión, y, dado que únicamente utilizan los niveles sonoros medidos para enlazarlos con el avión que los origina, no será capaz de detectar errores derivados de la presencia de una fuente sonora secundaria cuando existe un avión en la zona. El sistema que se plantea con la realización de esta tesis supone un avance debido a que permite eliminar del proceso de discriminación los umbrales de nivel sonoro, analizando única y exclusivamente la semejanza entre las señales comparadas. De esta manera se pretende mejorar las tasas de error en la identificación, e incluir umbrales de semejanza que permitan eliminar los umbrales de nivel sonoro en el proceso de detección. La implementación del sistema complementando al resto de sistemas del aeropuerto, permitirá la ampliación de las capacidades en el monitorado y la reducción de los costes en las campañas de medición desatendida. Al tiempo que se introducen las técnicas de reconocimiento de patrones en los sistemas de discriminación de los monitores de ruido, se pretende sacar partido de las posibilidades abiertas para dotar al sistema de capacidades adicionales, como es el caso de la detección del ruido de reversa, que se produce tras el aterrizaje de los aviones. La reversa se activa tras el contacto con tierra por parte de los aviones, para reducir la velocidad y acortar la distancia de frenado de los aviones. Esta práctica se usa de forma habitual en los aterrizajes, especialmente en los casos en los que la salida que debe tomar el avión rumbo al terminal se encuentra demasiado próxima al punto de aterrizaje. El empuje inverso se debe a una alteración en el flujo normal de aire que atraviesa los motores, que produce un violento choque contra la carcasa del motor, originando vibraciones y flujo turbulento que se convierte en ruido. El ruido de reversa puede alcanzar unos niveles mucho mayores que el propio aterrizaje, y sus características dinámicas y espectrales lo convierten en especialmente molesto. Por este motivo la utilización injustificada (salvo por motivos de seguridad) está prohibida o es desaconsejada en un gran número de aeropuertos, a nivel internacional (especialmente durante el período nocturno). Sin embargo, las autoridades aeroportuarias carecen de herramientas eficientes y fiables que permitan detectar la utilización de reversa, siendo este punto uno de los aspectos tratados en esta investigación

Tourist Influence on Nightlife Noise

Although environmental noise from entertainment and leisure activities is causing a growing number of complaints from EU population, this noise issue is not covered by the current EU initiatives on environmental noise management. This noise problem is difficult to tackle strategically and technically – no specific standards have yet been established for measurements, methods and indicators, and the practical remedies are still limited. This paper reviews nightlife noise and more specifically how the presence of tourists influences the variation of the noise. Several case studies were conducted in some Spanish locations by the seasonal tourist incursion, mainly in the summer months. Variations in the nightlife noise in recreational zones during the weekends and “working days” are compared. This research also discusses data from different years and seasonal periods and reinforced with data obtained through surveys specifically designed for foreign tourists. These surveys reveal practical information about how tourists perceive noise, and their behaviour and reactions to it. Those data could be useful for Environmental Noise Authorities to develop noise action plans, as recreational noise is a source not considered when noise mapping by means of using simulation techniques

E-comparisons: A new approach to round robin tests for environmental noise assessment in transport infrastructures

The increasing importance of pollutant noise has led to the creation of many new noise testing laboratories in recent years. For this reason and due to the legal implications that noise reporting may have, it is necessary to create procedures intended to guarantee the quality of the testing and its results. For instance, the ISO/IEC standard 17025:2005 specifies general requirements for the competence of testing laboratories. In this standard, interlaboratory comparisons are one of the main measures that must be applied to guarantee the quality of laboratories when applying specific methodologies for testing. In the specific case of environmental noise, round robin tests are usually difficult to design, as it is difficult to find scenarios that can be available and controlled while the participants carry out the measurements. Monitoring and controlling the factors that can influence the measurements (source emissions, propagation, background noise…) is not usually affordable, so the most extended solution is to create very effortless scenarios, where most of the factors that can have an influence on the results are excluded (sampling, processing of results, background noise, source detection…) The new approach described in this paper only requires the organizer to make actual measurements (or prepare virtual ones). Applying and interpreting a common reference document (standard, regulation…), the participants must analyze these input data independently to provide the results, which will be compared among the participants. The measurement costs are severely reduced for the participants, there is no need to monitor the scenario conditions, and almost any relevant factor can be included in this methodolog

Spatial Interpolation contribution to noise maps uncertainty

Noise maps results are usually presented as contour graphs or isophone curves, which describe the sound levels as functions of spatial location. These maps are added to Geographic Information Systems (GIS), allowing sound level evaluation as a function of the continuous coordinates x and y, for a given height above ground. Although the outcome of the system is a continuous variable, the calculations that allow its evaluation are obtained in discrete points that form a calculation grid, which is created by the application of spatial sampling techniques. Using spatial interpolation tools, values are assigned to the locations in which measures or calculations have not been performed. The application of sampling and interpolation techniques (the type of grid, its density, the interpolation algorithms…) contributes to the uncertainty of the results. This paper describes a calculation method to quantify the uncertainty associated to the spatial sampling and interpolation process. We also propose a revision of the classical meaning of noise mapping uncertainty, taking into account the final application of the results

Aircrafts' taxi noise emission

During planning stages, when noisy activity has not been implanted or while evaluating operation changes, it is necessary to find an environmental noise mapping prediction tool for future scenarios. When an activity is already implanted, it is possible to measure noise emissions, but this is expensive, so prediction tools can also be useful. Because of these reasons, for the last 10 years, as a response to the increasing concern for noise pollution in developed countries, several simulation models have appeared to predict noise levels outdoors. Many of those models are customized for specific noise sources

Methodology for characterization, evaluation and optimization of acoustic environments

Currently we are working on methodologies to characterize, evaluate and optimize acoustic environments with different approaches. One methodology is based on the evaluation of temporal energetic behavior of acoustic environment through the use of parameters associated with the autocorrelation function (ACF). In this case the main objective is to verify the variability of the temporal behavior of urban acoustic environment depending of sounds sources that are part of them. We evaluate the temporal energetic behavior in 10 urban acoustic environments using ACF in two main cities, Brasilia (Brazil) and Bogotá (Colombia). The second methodology is based on the design of an experiment to improve and optimize acoustic environments on the basis of the auditory subjective experiences of the people. It has been designed a LabVIEW application for psychoacoustic laboratory tests to evaluate the subjective perception of people. The main objective is to evaluate how adding sound signals in acoustics environments with traffic noise couls improve the experience of the users

Mejora de los datos de entrada en la realización de un mapa de ruido y sus efectos en la incertidumbre

Debido a la existencia de recomendaciones europeas que establecen valores por defecto ante la ausencia de datos en el proceso de realización de un mapa de ruido [1], se ha evaluado la influencia de aplicar dichos valores en un caso concreto como es el mapa estratégico de ruido de Palma de Mallorca. Se compararon los resultados de la simulación tras aplicar dichos valores por defecto con niveles de ruido obtenidos mediante medidas experimentales y se analizaron las desviaciones para determinar la calidad del modelo. Después de obtener un primer resultado de calidad inaceptable, se ha cuantificado la mejora de los resultados tras la utilización de datos de entrada de mayor calidad al modelo acústico. Este análisis demuestra que el uso de datos por defecto, en ausencia de datos de entrada de mayor calidad, genera unos resultados con desviaciones superiores a los 9 dB. Consecuentemente, se obtuvieron nuevos datos de entrada al modelo con mayor calidad, analizando su efecto en la reducción de la incertidumbre del resultado final del mapa de ruido. El proceso de obtención de dichos datos consistió en el desarrollo de una actualización de los datos de tráfico con mayor número de datos de flujo; la implementación de una nueva categorización viaria; y la utilización de técnicas novedosas para la adquisición de composición y velocidad de tráfic

Reduction in Calculated Uncertainty of a Noise Map by Improving the Traffic Model Data Through Two Phases

The influence of applying European default traffic values to the making of a noise map was evaluated in a typical environment like Palma de Mallorca. To assess these default traffic values, a first model has been created and compared with measured noise levels. Subsequently a second traffic model, improving the input data used for the first one, has been created and validated according to the deviations. Different methodologies were also examined for collecting model input data that would be of higher quality, by analysing the improvement generated in the reduction in the uncertainty of the noise map introduced by the road traffic noise emissio

Improvement of the Quality of Input Data and its Effect in the Uncertainty of a Noise Map

The influence of applying European default values to the making of a noise map was evaluated in a typical environment like Palma de Mallorca. These default values were compared with measured noise levels and the model was validated or rejected according to the deviations. After an unacceptable initial result, quantification of improvements to the process has been performed. This analysis demonstrates that the use of noise source default data in the absence of specific data can generate deviations in excess of more than 9 dB. Consequently, additional data gathered were of higher quality and were collected using different techniques. Different methodologies were also examined for collecting model input data that would be of the highest possible quality, by analysing the improvement generated in the reduction in the uncertainty of the final result of the noise map. Improvements to the process consisted of a developing a new traffic network with current data, obtaining more experimental data with a greater geographical sampling of traffic, implementing a new road categorization system and using alternative techniques to obtain the composition and speed of traffic