Análisis de niveles de sonido en la Universidad del Valle, Sede Melendez

INTRODUCCIÓN

El ruido se define como cualquier sonido no deseado que puede interferir con la comunicación, el descanso o la concentración, y se mide en decibeles (dB), una unidad logarítmica que expresa la intensidad de la presión sonora. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), la exposición prolongada a niveles superiores a 65 dB en ambientes exteriores puede generar efectos negativos sobre la salud, incluyendo estrés, fatiga cognitiva y, a largo plazo, pérdida auditiva (WHO, 1999). En entornos universitarios, el control del ruido es especialmente relevante, ya que niveles elevados pueden afectar directamente el rendimiento académico y el bienestar de estudiantes y docentes. Espacios como parqueaderos, zonas de tránsito y plazoletas tienden a presentar mayor contaminación acústica en comparación con áreas naturales o de estudio (Berglund, Lindvall & Schwela, 1999). En Colombia, la Resolución 0627 de 2006 del Ministerio de Ambiente establece los estándares máximos permisibles de emisión de ruido según el uso del suelo, siendo de 65 dB(A) para zonas de tranquilidad y silencio, y de hasta 75 dB(A) para zonas comerciales (MAVDT, 2006).

En este contexto, la presente práctica tuvo como propósito medir y comparar los niveles de ruido en tres zonas de la Universidad del Valle, Sede Meléndez: el Herbario, el Parqueadero de Motos y la Plazoleta de Ingeniería. La recolección de datos se llevó a cabo el mismo día y en el mismo horario en cada uno de los sitios, con sesiones de muestreo de aproximadamente 10 minutos por localidad, utilizando la aplicación AirCasting instalada en un dispositivo móvil, la cual permite registrar de forma continua el nivel de presión sonora en decibeles a través del micrófono del teléfono. Los datos obtenidos fueron posteriormente sometidos a un análisis de estadística descriptiva y representados mediante una tabla comparativa y un diagrama de caja, con el fin de identificar diferencias en el comportamiento acústico entre los tres entornos evaluados.

HIPÓTESIS

Dado que los tres puntos de medición presentan características físicas, funcionales y de afluencia marcadamente distintas, se formulan las siguientes hipótesis:

Hipótesis nula (H₀)

No existe diferencia significativa entre los niveles de ruido promedio registrados en el Herbario, el Parqueadero de Motos y la Plazoleta de Ingeniería de la Universidad del Valle, Sede Meléndez.

Hipótesis alternativa (H₁)

Al menos uno de los tres sitios de medición presenta un nivel de ruido promedio significativamente diferente al de los demás, como consecuencia de sus particulares condiciones de uso, afluencia y actividad.

Se esperaba que el Herbario exhibiera los niveles acústicos más bajos, dado su carácter de zona verde con baja circulación de personas y escasa actividad mecánica. En contraste, se anticipaba que el Parqueadero de Motos y la Plazoleta de Ingeniería registrarían niveles superiores, asociados respectivamente a la operación de vehículos y al flujo constante de estudiantes y actividades propias del entorno académico.

RESULTADOS Y ANÁLISIS ESTADÍSTICO

Las mediciones se efectuaron durante aproximadamente 10 minutos en cada uno de los tres puntos de muestreo, todos ubicados dentro del campus de la Universidad del Valle, Sede Meléndez, tal como se ilustra en la Figura 1. El diseño temporal del muestreo, realizado el mismo día y en el mismo horario para las tres localidades, permitió controlar la variabilidad asociada a factores externos como el momento del día o condiciones climáticas, favoreciendo así la comparabilidad de los resultados.

#SoundH Base de datos tomada en el herbario#
datosH <- read.csv("C:/Users/Usuario/Documents/UNIVERSIDAD/SEMESTRE III/ESTADISTICA/SoundH.csv",
                   skip = 8,
                   header = TRUE,
                   stringsAsFactors = FALSE)
#SoundP Base de datos tomada en el plazoleta#
datosP <- read.csv("C:/Users/Usuario/Documents/UNIVERSIDAD/SEMESTRE III/ESTADISTICA/SoundP.csv",
                   skip = 8,
                   header = TRUE,
                   stringsAsFactors = FALSE)
#SoundM Base de datos tomada en la parqueadero motos#
datosM <- read.csv("C:/Users/Usuario/Documents/UNIVERSIDAD/SEMESTRE III/ESTADISTICA/SoundM.csv",
                   skip = 8,
                   header = TRUE,
                   stringsAsFactors = FALSE)
require(leaflet)
leaflet() %>% addTiles() %>% addCircleMarkers(data = datosH, lng = ~Longitude, lat = ~Latitude, color = "#1A237E", group = "Herbario", label = "Herbario", popup = "Herbario") %>% addCircleMarkers(data = datosP, lng = ~Longitude, lat = ~Latitude, color = "#1565C0", group = "Plazoleta", label = "Plazoleta", popup = "Plazoleta") %>% addCircleMarkers(data = datosM, lng = ~Longitude, lat = ~Latitude, color = "#42A5F5", group = "Parqueadero de Motos", label = "Parqueadero de Motos", popup = "Parqueadero de Motos") %>% addLegend(position = "bottomright", colors = c("#1A237E", "#1565C0", "#42A5F5"), labels = c("Herbario", "Plazoleta", "Parqueadero de Motos"), title = "Localidades", opacity = 1)

Análisis de estadística descriptiva

Con el fin de caracterizar cuantitativamente el comportamiento acústico de cada sitio, se calcularon los principales estadísticos descriptivos a partir del total de mediciones registradas. Se analizaron la media, la desviación estándar (DS), la mediana y los valores mínimo y máximo, indicadores que permiten describir tanto el nivel central de ruido como su variabilidad e irregularidad a lo largo del período de muestreo. En total se procesaron 1963 registros distribuidos entre los tres puntos, tal como se presenta en la Tabla 1.

library(table1)
datosH$Grupo <- "Herbario"
datosP$Grupo <- "Plazoleta"
datosM$Grupo <- "Parqueadero motos"
datos_total <- rbind(datosH, datosP, datosM)
table1(~ X1.Measurement_Value | Grupo, data = datos_total)

	Herbario (N=614)	Parqueadero motos (N=641)	Plazoleta (N=708)	Overall (N=1963)
X1.Measurement_Value
Mean (SD)	53.6 (6.21)	53.9 (8.55)	57.4 (4.21)	55.1 (6.74)
Median [Min, Max]	52.0 [46.0, 84.0]	55.0 [33.0, 80.0]	57.0 [49.0, 74.0]	55.0 [33.0, 84.0]

De los tres sitios evaluados, el Herbario registró la media más baja con 53.6 dB y una desviación estándar moderada de 6.21 dB, lo que en principio lo posiciona como el entorno acústicamente más tranquilo. No obstante, este sitio presenta el valor máximo más alto de todos (84.0 dB), evidenciando la ocurrencia de eventos sonoros puntuales e intermitentes que, aunque no son representativos del comportamiento general, elevan considerablemente el rango de la distribución (Miyara, 2006). En contraste, el Parqueadero de Motos obtuvo una media muy similar (53.9 dB), pero se diferencia notablemente por su mayor variabilidad, con una desviación estándar de 8.55 dB y el rango más amplio de los tres sitios (33.0 – 80.0 dB), comportamiento que refleja la naturaleza irregular de su actividad sonora, asociada probablemente a los ciclos de encendido, circulación y apagado de motocicletas. Por su parte, la Plazoleta de Ingeniería se destaca como el sitio con los niveles más elevados y estables, al registrar la media más alta (57.4 dB), la mediana más alta (57.0 dB) y la menor dispersión (DS = 4.21 dB), lo que sugiere la presencia de una fuente de ruido de fondo constante y sostenida, vinculada al flujo continuo de personas y a las dinámicas propias de esta zona del campus (WHO, 2011).

Análisis del diagrama de caja (Boxplot)

Con el propósito de complementar los estadísticos descriptivos y visualizar de manera más completa la distribución de los datos, se construyó un diagrama de caja o boxplot (Figura 3) para cada uno de los tres sitios de medición. Este tipo de gráfico permite identificar simultáneamente la tendencia central, la dispersión, la simetría de la distribución y la presencia de valores atípicos, ofreciendo así una perspectiva más integral del comportamiento acústico de cada localidad (Harris, 1998).

require (ggplot2)

ggplot(datos_total, aes(x = Grupo, y = X1.Measurement_Value, fill = Grupo)) +
  geom_boxplot(alpha = 0.7, width = 0.6, outlier.color = "black") +
  scale_fill_manual(values = c("Herbario" = "#1A237E",
                               "Plazoleta" = "#1565C0",
                               "Parqueadero motos" = "#42A5F5")) +
  labs(title = "Comparación de niveles de sonido",
       x = "grupo",
       y = "Nivel de sonido (dB)") +
  theme_classic() +
  theme(legend.position = "none",
        plot.title = element_text(hjust = 0.5, size = 14, face = "bold"))

El análisis visual del boxplot revela patrones consistentes con los estadísticos previamente descritos. La Plazoleta de Ingeniería presenta la caja más elevada y compacta de las tres, lo que confirma que sus niveles de ruido son no solo los más altos sino también los más homogéneos a lo largo del tiempo de muestreo. El Parqueadero de Motos, en cambio, muestra la caja más dispersa y extendida, coherente con su alta desviación estándar, reflejando la irregularidad característica de su actividad sonora. El Herbario, si bien exhibe la caja más baja en términos de nivel central, presenta la mayor cantidad de valores atípicos por encima de 65 dB, lo que confirma la ocurrencia de eventos sonoros esporádicos de alta intensidad que no corresponden al comportamiento típico del sitio (Miyara, 2006).

CONCLUSIONES

Los resultados obtenidos a partir del análisis descriptivo y la representación gráfica de los datos permiten extraer conclusiones relevantes sobre el comportamiento acústico de los tres sitios evaluados dentro del campus universitario.

La Plazoleta de Ingeniería se consolida como el entorno con mayor nivel de ruido sostenido, al registrar la media más alta (57.4 dB) y la menor dispersión entre los tres sitios, lo que evidencia una contaminación acústica constante asociada al flujo permanente de personas y actividades académicas. Si bien este nivel no supera el umbral de daño auditivo inmediato, se aproxima al límite recomendado por la OMS para entornos exteriores de uso mixto, lo que representa una condición a considerar en términos de confort y salud pública (WHO, 1999). El Parqueadero de Motos, por su parte, presentó el comportamiento acústico más variable e impredecible de los tres sitios, con registros que oscilaron entre 33.0 y 80.0 dB. Los picos de mayor intensidad corresponden muy probablemente al arranque o aceleración de motocicletas, configurando exposiciones puntuales que pueden superar los estándares máximos permisibles establecidos por la normativa colombiana para este tipo de zona (MAVDT, 2006). El Herbario, en contraposición, resultó ser el sitio acústicamente más favorable en términos de nivel promedio, lo que lo convierte en el entorno más adecuado para actividades que requieran concentración o permanencia prolongada. No obstante, la presencia de valores atípicos por encima de 65 dB indica que este espacio no se encuentra completamente aislado de las fuentes de ruido externas del campus (Berglund, Lindvall & Schwela, 1999).

Finalmente, la hipótesis alternativa encuentra respaldo en los datos, ya que la Plazoleta de Ingeniería se diferencia claramente de los otros dos sitios en términos de nivel medio y consistencia del ruido, mientras que el Herbario y el Parqueadero presentan medias similares pero comportamientos estadísticos distintos.

REFERENCIAS

Berglund, B., Lindvall, T., & Schwela, D. H. (Eds.). (1999). Guidelines for community noise. World Health Organization.
Harris, C. M. (1998). Handbook of acoustical measurements and noise control (3rd ed.). Acoustical Society of America.
Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial de Colombia. (2006). Resolución 0627 de 2006: Norma nacional de emisión de ruido y ruido ambiental. MAVDT.
Miyara, F. (2006). Acústica y sistemas de sonido (4ta ed.). Universidad Nacional de Rosario.
World Health Organization. (2011). Burden of disease from environmental noise: Quantification of healthy life years lost in Europe. WHO Regional Office for Europe.

Angel Quiñonez -
Raine Sarria -
Maria del Pilar Rios - https://rpubs.com/Alex2305/1410527