Enfoque Híbrido Basado en Redes Neuronales para la Estimación de Niveles Sonoros bajo Condiciones Meteorológicas Variables

Autores/as

  • Martin E. Sequeira Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional Bahía Blanca, Centro de Investigaciones en Mecánica Teórica y Aplicada. Bahía Blanca, Argentina.
  • Lucas E. Di Giorgio Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional Bahía Blanca, Centro de Investigaciones en Mecánica Teórica y Aplicada. Bahía Blanca, Argentina.

DOI:

https://doi.org/10.70567/mc.v42.ocsid8370

Palabras clave:

Modelo híbrido, propagación sonora, efecto meteorológico

Resumen

Se presenta una metodología híbrida que combina redes neuronales artificiales con el modelo semiempírico de propagación acústica de la norma ISO 9613-2, con el objetivo de estimar el nivel sonoro en un receptor considerando la influencia de variables meteorológicas locales. Se distinguen dos escenarios: en calma (sin viento), donde el modelo ISO se utiliza como referencia, y con viento, donde se emplean mediciones reales. La red se entrena mediante una función de pérdida mixta que combina el ajuste de mediciones con viento y un término que penaliza las desviaciones respecto de la estructura del modelo de referencia. Además, se incorporan condiciones funcionales sobre la dependencia con el viento para valores extremos de velocidad, adoptando una forma similar a una sigmoide según lo reportado en la bibliografía. El enfoque permite balancear el poder predictivo de los modelos basados en datos experimentales con una estructura de referencia guiada por principios físicos, generando un modelo sustituto regularizado con menor dependencia de grandes volúmenes de datos.

Citas

Di Giorgio, L. E. y Sequeira, M. E. Estimación de los efectos del viento en la medición de ruido urbano utilizando lógica difusa. Mecánica Computacional, 41:23-31, 2024.

Goodfellow, I., Bengio, Y. y Courville, A. Deep Learning; MIT Press: Cambridge, MA, USA, 2016.

Hohenwarter, D., Mursch-Radlgruber, E. y Kirisits, C. S-shaped dependence of the sound pressure level in outdoor propagation on the effective sound speed gradient. Acta Acustica, 6, 13, 2022. https://doi.org/10.1051/aacus/2022005

ISO 9613-2, Acoustics – Attenuation of Sound During Propagation Outdoors – Part 2: General Method of Calculation, 1996.

Jul-Rasmussen, P., Kumar, M., Pinto, J., Oliveira, R., Liang, X. y Huusom, J. K. Incorporating first-principles information into hybrid modeling structures: Comparing hybrid semiparametric models with Physics-Informed Recurrent Neural Networks. Computers & Chemical Engineering, 199:109-119, 2025.https://doi.org/10.1016/j.compchemeng.2025.109119

Salomons, E. M. y Bakri, T. (2018). Fluctuating traffic noise levels calculated from time-dependent traffic data: an engineering approach. Noise Control Engineering Journal, 66, 5:432–445, 2018. https://doi.org/10.3397/1/376637

Sequeira, M. E., Di Giorgio, L. E., Azzurro, A. P. y Cortínez, V. H. Modelo Computacional para Caracterización Acústica de Zona Residencial Aledaña al Polo Industrial de la Ciudad de Bahía Blanca. Mecánica Computacional, 40(3):59-66, 2023a.

Sequeira M. E., Di Giorgio L. E., Azzurro A. P. y Cortínez V. H. Análisis del ruido ambiental en una zona residencial lindera a un parque industrial en la ciudad de Bahía Blanca. XVIII Congreso Argentino de Acústica, 6 pp., 6 y 7 de diciembre, Universidad Nacional de Quilmes, Bernal, Buenos Aires, 2023b.

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Publicado

2025-11-27

Número

Sección

Artículos completos del congreso MECOM 2025