Predicció del confort acústic en entorns urbans basada en detecció automàtica d'esdeveniments sonors i nivells de soroll obtinguts d'una xarxa de sensors sense fils

Existeix una preocupació creixent pels elevats nivells de contaminació acústica presents a molts entorns urbans arreu del món i a ciutats com Barcelona en particular. L’exposició perllongada a entorns sorollosos té efectes adversos per a la salut i el benestar de les persones, pel que hi ha un interès creixent en prendre mesures per a reduir aquest impacte negatiu sobre la qualitat de vida dels ciutadans. El primer problema que sovint es presenta és com aconseguir avaluar correctament el grau de confort o desconfort acústic real en una certa localització, ja que hi ha una gran quantitat de factors que influeixen en la percepció d’un determinat paisatge sonor. 

 Actualment hi ha múltiples propostes per a predir el nivell de confort acústic, ja sigui utilitzant indicadors acústics, psicoacústics, no-auditius o fins i tot no-sensorials. La principal limitació de totes aquestes propostes és que el procés de recopilació de dades és costós (o fins i tot inviable en alguns contextos). En molts casos, requereixen anar a la localització que es vol avaluar amb equips especialitzats i calibrats (com sonòmetres o analitzadors d’espectres) que tenen un elevat cost econòmic i cal una certa formació específica per tal d’utilitzar-los de forma correcta. En altres casos, es basen en una valoració col·lectiva de diversos participants expressant la seva opinió sobre el mateix paisatge sonor. Alguns estudis fins i tot indiquen la conveniència d’incloure informació específica sobre l’oient que estarà sotmès a aquell determinat ambient sonor (informació que no sempre estarà disponible).

 L’objectiu principal d’aquesta tesi és proposar una nova metodologia que permeti predir el grau de confort acústic per a una determinada localització urbana utilitzant un mínim de dades que puguin ser recollides per una sola persona sense necessitat d’equipament específic ni coneixements tècnics. En una primera fase, es proposa la creació d’un classificador automàtic de sons que funcioni amb dades reals polifòniques obtingudes a partir d’un curt enregistrament efectuat amb un telèfon mòbil. A continuació, s’ha fet una anàlisi de la viabilitat d’incorporar les dades provinents d’una xarxa de sensors acústics sense fils. Per a fer-ho, s’han analitzat dades obtingudes a Barcelona i Girona en dos contextos molts diferenciats: (1) el confinament vigent durant la pandèmia de COVID-19 i (2) un ambient de normalitat lliure de restriccions de mobilitat i activitat. S’ha investigat si aquestes dades estaven o no correlades amb la percepció subjectiva d’uns ambients sonors ubicats a una certa distància dels sensors. Finalment, s’ha implementat un predictor del confort acústic basat en els tipus de sons detectats automàticament complementats, en cas que estiguin disponibles, pels nivells mesurats mitjançant un sensor proper (d’una instal·lació fixa de la ciutat). S’han aconseguit uns resultats de predicció del confort acústic notables (amb taxes d’encert superiors al 80%) utilitzant només un enregistrament amb el telèfon mòbil i les corresponents dades de geo-localització.

 Resumint, les principals contribucions d’aquesta recerca són: (1) el disseny d’un classificador automàtic d’esdeveniments sonors que treballi amb àudios polifònics obtinguts amb telèfons mòbils, (2) el disseny d’un predictor del confort acústic basat només en aquest curt enregistrament d’àudio i en dades obtingudes a través d’una xarxa de sensors acústics sense fils i (3) l’anàlisi exhaustiva de com el confinament per la COVID-19 va afectar el paisatge sonor de Barcelona.