Inteligencia artificial contra el ruido: cinco soluciones inteligentes para un futuro más silencioso

• Diversos proyectos innovadores utilizan la inteligencia artificial para comprender y reducir la contaminación acústica
• Este miércoles es el Día Internacional de Concienciación contra el Ruido, que afecta al 20% de la población europea

Inteligencia artificial contra el ruido en el Día Internacional de Concienciación contra el Ruido. GETTY IMAGES

Un zumbido incesante del tráfico, el bullicio de las calles e incluso las notificaciones del móvil: el ruido es un eco constante que rodea a la vida. El 20% de la población europea, algo más de 100 millones de personas, está expuesta a niveles de ruido excesivos de forma prolongada, lo que perjudica la salud, según un informe de la Agencia Europea de Medio Ambiente. Pese a que la contaminación acústica es responsable de miles de muertes prematuras y enfermedades, el documento refleja que no se han alcanzado los objetivos establecidos en cuanto a políticas para reducir el ruido. Para recordar su importancia, este 24 de abril se celebra el Día Internacional de Concienciación contra el Ruido.

La contaminación acústica es una de las formas más ocultas de contaminación, porque es invisible. Sin embargo, además de para la salud, genera importantes preocupaciones sociales, como problemas de convivencia, menor cohesión social, baja calidad de vida o pérdida de diversidad cultural. Los avances tecnológicos permiten explorar soluciones innovadoras. Es el caso de la inteligencia artificial (IA), que, con su capacidad de procesar ingentes cantidades de información, puede transformar la manera en la que entender y abordar el ruido. Ya trabajan en esta línea distintos proyectos a lo largo y ancho del país, que emplean esta tecnología para mitigar la contaminación acústica en diversos entornos.

Ciudades más habitables con ayuda de la IA

"La gestión de ruido en las ciudades está cobrando una relevancia muy importante en la definición de todas las políticas públicas", señala Olga Martín, directora general de Aclima-Basque Enviroment Cluster. Ante el aumento de la contaminación acústica en entornos urbanos, impulsan dos proyectos, HAND AI y NOISETECH, diseñados para abordar este problema y ofrecer soluciones innovadoras.

HAND AI permite crear maquetas virtuales de las ciudades, sobre las que aplicar medidas y observar cómo impacta en el conjunto de la urbe. Su intención es proporcionar resultados antes de implantar políticas sobre los escenarios reales, para tomar las decisiones con mejor criterio. "A lo mejor cortar una calle tiene efecto positivo en esa zona en concreto, pero aumenta la contaminación acústica y atmosférica en otra, entonces habría que complementarlo con otra medida", explica Martín. Cuentan con que esta tecnología contribuya a generar zonas tranquilas en las ciudades.

NOISETECH es su proyecto complementario, que pone el foco sobre un aspecto subjetivo: la percepción del ruido. "Ya no hablamos de cumplir límites, sino de si molesta o no, se trata de medir esa percepción como experiencia ciudadana", cuenta Martín. El objetivo es que exista una interacción entre la ciudadanía y la herramienta, que permita extraer conclusiones, más allá del cumplimiento legal. 

La reducción del ruido está íntimamente ligada a la planificación urbana. Ambos proyectos se combinan para lograr que sea eficiente y que mejore la salud de quienes residen en las ciudades. Una de las herramientas determina la física de lo que sucede y la otra la percepción subjetiva, para facilitar a los técnicos la toma de decisiones importantes. Hasta el momento, han puesto en marcha una prueba piloto en Vitoria y esperan realizar otra.

Para la experta, la IA resulta muy valiosa para dar respuesta a muchos de los problemas de sostenibilidad que existen en las ciudades: "Hasta ahora hemos recogido muchos datos, sin saber qué hacer con ellos, es el momento de usarlos para sacar conclusiones". Defiende que estas herramientas permiten ser más “valientes e innovadores”, al poder probar las herramientas antes de implementarlas, lo que "optimiza los esfuerzos".

Comunidad e IA para combatir la contaminación acústica

SOUNDLIGHTS, una iniciativa de de la cooperativa BIT LAB Cultural y la Universitat Pompeu Fabra con el apoyo de la Fundación BIT Habitat, tiene una misión clara: empoderar a la ciudadanía. Frederic Font, investigador y uno de sus impulsores, cree que la contaminación acústica urbana "no se puede solucionar desde un enfoque top – down, en el que las instituciones regulan y solucionan". Para él y su equipo, el camino correcto es la acción comunitaria.

El proyecto plantea distribuir una red de sensores de bajo coste que pueda operar la ciudadanía, organizada en asociaciones vecinales u otras entidades comunitarias. Su prioridad es que sea una tecnología barata y fácil de desplegar y utilizar, además de abierta y sin ánimo de lucro. "La idea no es generar beneficio económico, sino un conocimiento compartido", cuenta Marc Aguilar, gestor de proyectos de innovación y uno de los responsables. 

Gracias a la IA, este proyecto da un paso más en la lucha contra la contaminación acústica urbana. Sus responsables entienden que el patrimonio sonoro es mucho más que una línea de decibelios. Algunos sonidos resultan molestos, otros incluso pueden tener un significado cultural. Los sensores incorporan IA para hacer un análisis más detallado del entorno sonoro. Mientras que la regulación actual se basa en la presión acústica, medida en decibelios, SOUNDLIGHTS trabaja con redes neuronales para discriminar a qué corresponde cada sonido y catalogarlo. Este enfoque permite discernir entre los sonidos que forman parte del paisaje sonoro, el tejido acústico de las ciudades.

Así, la ciudadanía tiene acceso a un semáforo acústico, que clasifica los sonidos en tres niveles: agradable y dentro de normativa, desagradable pero dentro de normativa y fuera de normativa. "Se trata de tener un dispositivo que permita detectarlo y hacer pedagogía sobre cómo nuestras actividades diarias implican estos tres niveles de calidad del entorno acústico", explica Aguilar.

Los responsables del proyecto sostienen que la IA puede ser de gran ayuda, puesto que permite solucionar tareas computacionales con gran eficacia y mejorar los sistemas para enfocar problemas de convivencia y sonido. Sin embargo, recalcan que "la solución está en las personas, no en las máquinas" y apuestan por una tecnología "auditada, transparente y en manos de la ciudadanía".

Detección inteligente de ruido en entornos portuarios

Además de las ciudades, existen otros espacios que sufren problemas de ruido. El proyecto SOROLL-IA, del centro tecnológico Investigate To Innovate, se centra en el entorno portuario, en concreto, en el puerto de Valencia. Su objetivo es desarrollar soluciones basadas en inteligencia artificial, orientadas al análisis, detección y clasificación de sonidos en este ámbito. 

Hasta el momento, el procedimiento habitual se ha centrado en medir el nivel de ruido, sin tener claro su origen. "Hay un artículo científico muy curioso, en el que habían puesto un micrófono al lado de una carretera y medía unos niveles de ruido altísimos: al escuchar la grabación se dieron cuenta de que era un perro que ladraba al lado del micro", recuerda Pedro Zuccarello, investigador principal del proyecto. La IA puede aportar información más precisa sobre las fuentes de ruido. "Si sabes de dónde viene el ruido, puedes actuar, en lugar de hacerlo sin saber hacia dónde", explica el experto. Con la información adecuada, es posible prevenir problemas tanto de salud pública como en entornos laborales donde el ruido puede ser considerablemente superior a los niveles recomendados.

El principal obstáculo a la hora de alcanzar estas soluciones es la falta de datos. A diferencia de la IA para imágenes, que ha avanzado rápidamente debido a la gran cantidad de datos visuales etiquetados disponibles en Internet -como hashtags para fotos-, el ámbito del sonido carece de una base de datos similar. Su etiquetado es más complicado, porque los sonidos son complejos y superpuestos. Por eso, la primera fase del proyecto se ha centrado en esta labor.

En SOROLL-IA utilizan técnicas avanzadas como el active learning, un etiquetado inteligente, que resulta especialmente útil en las etapas intermedias del proceso de recolección de datos. "Hay muchos más datos de los que humanamente puedes etiquetar, con el active learning se optimiza el proceso", asegura Zuccarello. El aprendizaje automático y el aprendizaje profundo están también presentes en el proyecto, ya que permiten realizar un análisis complejo de los sonidos del entorno. Al combinar estas técnicas, el proyecto puede analizar grandes volúmenes de datos y obtener resultados precisos, que faciliten la toma de decisiones y la implementación de soluciones prácticas.

Una IA para bucear entre los paisajes sonoros submarinos

El problema del ruido no solo afecta a entornos urbanos y terrestres, sino también a la vida submarina. El proyecto SONMAR, investiga sus efectos sobre los animales. Forma parte de canBIO, una iniciativa público-privada de Loro Parque y el Gobierno de Canarias. A pesar de ser poco conocida, la contaminación acústica marina figura en la Directiva Marco sobre la Estrategia Marina de la Unión Europea. El ruido es uno de los 11 indicadores clave para evaluar el estado ambiental de los océanos. En el contexto marino, se interpreta como ruido lo que genera el ser humano.

La inteligencia artificial permite identificar los eventos sonoros androgénicos y caracterizarlos. De esta manera, es posible identificar las fuentes de ruido más dañinas o que afectan concretamente a especies que se pretende proteger. Las administraciones públicas pueden utilizar esta información para determinar las concentraciones de ruido submarino y ajustarse a los indicadores que establece la directiva, pero también permite mapear la situación actual y utilizarla como registro, de cara al futuro. Javier Almunia, director de Loro Parque y coordinador de CanBIO, explica que "la IA va a mejorar enormemente la capacidad de identificar las fuentes sonoras que generan problemas y, por tanto, de implementar medidas de mitigación".

Además del ruido, SONMAR facilita estudiar los paisajes submarinos, a través de una monitorización acústica pasiva. Se denomina "paisajes sonoros submarinos" a las características acústicas asociadas a cada ecosistema. "Algunos tienen que ver con la geología, como el ruido de una ola batiendo contra las piernas, y otros con los que producen los animales, que va mucho más allá de los cetáceos", explica Almunia. Esa caracterización permite tener un indicador de la salud y la composición del ecosistema.

*Inés Modrón es alumna del Máster en Periodismo Digital: Innovación e Investigación de la Universidad de Valladolid