I Congrés d’Acústica de Catalunya. Repte “Importància de la incertesa en les mesures acústiques”

En motiu de la celebració del I Congrés d’Acústica de Catalunya des de l’Associació Catalana de Consultors Acústics es gestionen diversos Reptes i se’ns proposa moderar-ne un d’ells. No és un repte qualsevol, és el REPTE de si cal i com s’ha considerar la incertesa de les mesures acústiques.

En aquesta entrada del blog hi farem un breu resum del que es va dir i tractar i que també s’incorporarà a les conclusions que prepara l’organització del congrés. Aquest resum està motivat per l’especial rellevància que hem donat al tema des de l’Associació i que, possiblement, és la primera vegada que es tracta públicament la importància de la incertesa amb un abast tan ampli a Catalunya.

 

 

Abans del resum, agrair l’assistència a tots els interessats en aquest tema i especialment als ponents del Repte: Josep Maria Querol, Ramon Perea (consultors acústics, d’entitats acreditades ENAC i habilitades EC-PCA i membres de l’Associació) i Sebastián Sánchez (de Brüel & Kjaer). Uns excel·lents professionals i experts en els seus respectius àmbits de treball.

En aquesta entrada al blog hi hem afegit una sèrie de comentaris de collita pròpia respecte varis aspectes tractats i en lletra taronja.

 

REPTE 13. IMPORTÀNCIA DE LA INCERTESA EN LES MESURES ACÚSTIQUES

Introducció sobre el repte plantejat

Segons el VIM (Vocabulari Internacional de Metrologia) el resultat de mesura és el conjunt de valors atribuïts a un mesurand, acompanyats de qualsevol altra informació pertinent disponible i aclareix que generalment s’expressa com un valor mesurat únic i una incertesa de mesura.

En el cas del mesurament de nivells de pressió sonora ambiental, sovint, es considera que la incertesa és un escull en l’avaluació del compliment d’uns valors límit i s’opta per ignorar-la (fins al punt que inclús les EC-PCA, entitats de prevenció de la contaminació acústica,  estan obligades a estimar-la però no a informar-ne a no ser que sigui requerit pel client i contravenint la norma en base a la qual han estat acreditades, UNE-EN ISO 17025 segons l’apartat c del punt 5.10.3.1).

Sembla que tothom ha près consciència de la importància de la incertesa en la presa de decisions i en l’avaluació de la conformitat i que hi ha eines suficients per tractar-la però en les mesures acústiques hi ha resistència a utilitzar-la.

Davant aquesta situació caldria preguntar-se:

– Podem prendre decisions responsables sense conèixer la incertesa de mesura?

– Com podem destriar una mesura “bona” d’una mesura “dolenta” (qualitat de la mesura) sense conèixer la incertesa?

– Si cadascú estima la incertesa sense uns criteris comuns (entenem que l’estimació segons GUM o indicacions de ISO 1996-2 no és suficient) són comparables dues mesures?

– Quan la comparació del resultat de mesura amb un valor límit pot tenir conseqüències legals ens podem permetre no considerar la incertesa?

 

 

Continguts destacats 

De forma unànime entre els ponents del Repte es coincideix en la importància de la incertesa en les mesures acústiques i en la necessitat de considerar-la. Es destaca que el fet de tractar-la en un congrés ja denota un avanç i presa de consciència de la seva importància.

Tot i que la incertesa en les mesures és extensiva als mesuraments de l’aïllament acústic i altres paràmetres de qualitat en edificació, vibracions, etc, possiblement on pren més sentit és en el mesurament de nivells de pressió sonora ambiental degut a l’elevada variabilitat que poden presentar. Especialment important és quan els valors mesurats han de ser comparats amb un valor límit a efectes de donar conformitat al compliment normatiu.

Alhora, es constata que la incertesa encara pot ser molt més elevada quan s’apliquen factors de correcció sobre el nivell sonor continu equivalent on hi intervé l’anàlisi per bandes freqüencials i on no es considera la influència del soroll residual, entre altres. L’aplicació no suposa un increment lineal del valor d’avaluació sinó escalat en salts de 3 dBA i la repercussió en la incertesa pot ser molt notable.

COMENTARI: Cadascuna de les correccions (Ki, Kt i Kf segons Decret 176/2009, de 10 de novembre) poden prendre els valors de 0, 3 i 6 dB. La distribució de probabilitat és rectangular i amb un valor central de 3 dB. De forma genèrica podem establir que la incertesa estàndard per cadascuna de les correccions pot ser u(K) = 3 / √3 dB = 1’73 dB. És a dir en tots els casos en què no tinc la “certesa” de si el valor de K és 0, 3 o 6 dB, la contribució en la incertesa combinada és de 1’73 dB. La repercussió de l’aplicació “aleatòria” d’un sol factor de correcció en la incertesa expandida per una probabilitat de cobertura d’aproximadament el 95% és de l’ordre de 3,5 dB!!!

Es destaca que possiblement la incertesa és l’únic valor quantitatiu que pot ser una ajuda a l’avaluació de la qualitat d’una mesura acústics i que en el marc actual, en que no es té en compte, no és possible comparar dos mesuraments i destriar quin presenta més garanties. La descripció acurada de  com s’ha realitzat un mesurament ja pot ser un indicatiu de la qualitat d’aquest però sovint només es consideren les conclusions i la declaració de conformitat. A partir de la inclusió de la incertesa en el resultat de mesurament la comparació és directa (sempre que l’estimació s’hagi realitzat amb un mètode o protocol de càlcul comú).

S’exposa que hi ha una disparitat notable en les propostes respecte l’estimació de la incertesa, conforme GUM, i que al no haver-hi un mètode comú encara dificulta més la seva utilització.

COMENTARI: Només cal veure que en un dels aspectes més bàsics que és la contribució en la incertesa de la instrumentació (classe definida per normes IEC, calibracions,…) la proposta del document IMA32TR-040510-SP08 Determination of Lden and Lnight using measurements d’Imagine és de 0,5 dB i la norma ISO 1996-2:2007 Acoustics — Description, measurement and assessment of environmental noise. Part 2: Determination of environmental noise levels proposa la conservadora xifra d’1,0 dB. A partir d’aquí el ball de xifres per cadascuna de les contribucions a la incertesa (condicions d’operació de la font, condicions meteorològiques i del terra, soroll residual, posició del micròfon, etc) pot ser espectacular. A efectes pràctics el valor estimat d’incertesa del mesurament dependrà del conservador que sigui el laboratori i poca informació proporcionarà des del punt de vista comparatiu.

Amb la inclusió de la incertesa en l’expressió del resultat es pot realitzar una valoració directa de la qualitat del mesurament i es proposa que únicament es compari el valor mesurat amb el valor límit. La incertesa ens dóna informació de si la probabilitat de compliment/incompliment és més o menys elevada (Veure el document ILAC-G8-03:2009 Guidelines on the Reporting of Compliance with Specification i el document JCGM 106:2012 Evaluation of measurement data – The role of measurement uncertainty in conformity assessment). Alhora es proposa que es podria valorar una incertesa màxima (per diferents situacions nivells de pressió en l’ambient interior, exterior a curta distància, exterior a llarga distància, etc) i a partir de la qual un mesurament no tindria la “qualitat” suficient per prendre decisions respecte el compliment normatiu. 

Actualment no és possible prendre decisions de risc, respecte el compliment normatiu i amb conseqüències importants pel titular del focus emissor o els afectats per aquest, amb la informació completa del mesurament (valor mesurat més incertesa).

COMENTARI: No és el mateix determinar el compliment o incompliment del valor límit d’una indústria, situada a 1 Km del receptor, a partir de:

• tres mesuraments de cinc minuts de durada en condicions desfavorables a la propagació del so,
• un mesurament continu d’una setmana on s’inclouen possiblement  la totalitat de variacions de les condicions operatives de les fonts i diverses finestres meteorològiques.

En el primer cas el resultat caldria que quedés descrit amb un valor i una elevada incertesa i en el segon cas un valor amb una incertesa notablement inferior. Queda clar que en el segon cas el risc de prendre una decisió errònia respecte el compliment és més baix que en el primer. L’Administració que hagi de prendre una decisió ho podrà fer més responsablement.

Alhora, queda clar que la qualitat és incompatible amb els mesuraments a preu fet i que el cost econòmic, derivat dels recursos necessaris a destinar-hi, són molt superiors en mesuraments en què el resultat és necessari per prendre una decisió de risc.

A efectes de disminuir la incertesa del mesurament cal que tots els actors en prenguin consciència: els fabricants d’instrumentació en la millora d’aquesta, el regulador en normes més clares i que redueixin la variabilitat en la seva aplicació i en la formació i coneixement de qui mesura.

 

Conclusions  

Després d’un intercanvi ampli d’opinions entre els ponents i assistents es proposa:

a) Que s’obligui a la incorporació de la incertesa en l’expressió del resultat.

b) Que hi hagi un procediment estandarditzat per a l’estimació de la incertesa per tal de què sigui directament comparable.

c) Que a partir de l’aplicació d’un procediment d’estimació estandarditzat es pot tenir una informació directa de la qualitat del mesurament i poder comparar dos mesuraments i determinar quin dóna més garanties.

d) Que caldria formar una comissió amb tots els agents implicats (principalment Administració, consultors, laboratoris acreditats i Entitats Col·laboradores) que preparés uns protocols complerts de paràmetres de càlcul d’incertesa per a mesurament de l’aïllament acústic, el nivell sonor en ambient interior i exterior i vibracions.

e) Que el compliment dels protocols hauria de ser exigit pel Departament de Territori i Sostenibilitat a totes les Entitats Col·laboradores i altres implicats (tècnics de l’administració, enginyeries, etc) i com a mínim els primers.

f) Un altre aspecte seria establir pautes de com l’Administració, la Justícia i altres interpretin i apliquin decisions quan el resultat més la incertesa no està ni per sobre ni per sota del valor límit.

Des de l’Associació Catalana de Consultors Acústics es proposa canalitzar la formació d’aquesta comissió sempre que tots els implicats en vegin la necessitat i especialment l’Administració. Diversos participants i ponents mostren el seu interès en participar-hi (membres de l’Associació Catalana de Consultors Acústics, tècnics de la Diputació de Barcelona i d’Ajuntaments, etc.).

 

Queda clar que hi ha un ampli camp de treball en el tractament de la incertesa i a tots nivells. Tot i que a nivell de normes ISO és un dels aspectes en estudi de totes les noves revisions, caldria un enfoc més centrat en l’aplicació de la normativa a Catalunya, amb les singularitats pròpies de la normativa i gestió que es realitza de la problematica derivada de la contaminació acústica.