Aislamiento Acústico de Una Pared Simple

Aislamiento acústico de una pared simple

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bibliografía

Aislamiento acústico de una pared simple Se entiende por pared simple o de una sola capa aquella en que los puntos de la masa que están sobre la misma normal no modifican su distancia mutua cuando la pared realiza vibraciones . Esta pared no tiene por qué ser homogénea, puede estar formada por varias capas y puede contener también huecos. Una medida del aislamiento acústico viene dada por por el coeficiente coeficiente de transmisión, t , que se define como la relación relación entre las energías de las ondas transmitidas e incidentes . Como para ondas planas (sonido en el aire), la densidad de energía viene dada por:

se puede escribir: t = Pt 2 /P i 2 siendo Pt y Pi las amplitudes de presión acústica de las ondas transmitida e incidente. De aquí se deriva deriva el concepto concepto de Pérdida por Transmisión, R, que se expresa como: R= 10 log (1/ t ) Otra expresión equivalente es: R= 10 log(I i /I t )= L Ii -L It es decir, la diferencia entre los niveles de intensidad de las ondas incidente y transmitida. El concepto de aislamiento acústico puede tomarse como un factor intrínseco del material, pero debe añadirse forzosamente otra variable que es la frecuencia frecuencia.. Es decir, el aislamiento de cualquier material varía de forma notable en función de la frecuencia. Así, el aislamiento se da en función de la frecuencia expresado en


bandas de octava, media octava o tercio de octava. octava. Con un solo número que caracterice el aislamiento acústico de un material no se pueden establecer, por sí solo, prioridades en cuanto a su calidad acústica. Veamos más claramente todo ésto a través de un ejemplo: Partimos de una pared con el siguiente aislamiento: f(Hz) Aislam (dB)

125 30

25 0 35

5 00 40

1000 45

200 0 50

40 00 55

El ruido ruido que tenemos presenta el siguiente siguiente espectro, en niveles de intensidad: intensidad: f(Hz) Ruido I. (dB)

125 80

250 80

50 0 80

1 000 80

2000 80

400 0 80

500 40

10 00 35

2000 30

4000 25

2000 77

4000 67

El nivel de intensidad transmitida será: f(Hz) Ruido T. (dB) Luego el total será:

125 50

25 0 45

LTi = 87.8 dB

LTt = 51.65 dB

Por lo que el aislamiento global es de 36.15 dB. Si con con la la misma pared hubiésemos tenido este otro ruido: f(Hz) Ruido I. (dB)

1 25 86

250 77

50 0 77

10 00 77

Sería: LTi= 87.8 dB LTt = 56.24 dB » Aislamiento global: 31.6 dB Así, se demuestra que el aislamiento global no es solamente un valor intrínseco del material sino que además depende del espectro de la onda incidente. onda incidente. En cuanto a la valoración del aislamiento acústico de un sistema algunos términos usados son: - Aislamiento Aislamiento acústico bruto: se define como la diferencia entre los niveles de presión sonora, sonora , promediados en tiempo y espacio, existentes en los recintos emisor UNE 74 040-84. Parte III " Medida en y receptor. Se calcula según la Norma UNE Laboratorio Laboratorio del Aislamiento Aislamiento a Ruido Aéreo de Elementos Elementos Constructivos Constructivos".

D=L pe-L pr (dB) Este valor no expresa expresa la amortiguación del sonido sonido en la pared de separación, ya


que está influido por el tiempo de reverberación del reverberación del recinto receptor. - Aislamiento acústico normalizado: se define como la capacidad que tiene una pared para impedir que el sonido se transmita a través de ella. Se expresa en dB de aislamiento a las frecuencias de 125, 250, 500, 1.000, 2.000 y 4.000Hz, que nos informa sobre el aislamiento acústico a ruido aéreo que presenta esa pared entre dos recintos adyacentes (Norma UNE 74002-78 "Frecuencias preferentes para las medidas acústicas", y UNE 74040-III " Medida del aislamiento acústico de los edificios y de los elementos constructivos", equivalente a ISO ISO 140-III 140-III). Se representa por R y se calcula como sigue:

R= D+ 10 log S/A siendo S el área de la partición en m 2 , y A el área de absorción equivalente del recinto receptor en m2. La absorción del local receptor se puede calcular analíticamente a partir de los materiales existentes en él, o bien mediante medición del tiempo de reverberación del recinto receptor, deduciéndola entonces a partir de la expresió expresión n de Sabine: Sabine : A= 0.163 V/T siendo V el volumen en m 3 del local receptor, y T el tiempo de reverberación medido en segundos. Para conocer conocer el el aislamiento acústico de una pared ya existente se debe medir el NPS a ambos lados de la misma (siempre a bastante distancia de la división para minimizar el efecto del campo directo, directo, y tomando un valor medio midiendo en varios puntos del local), y a la diferencia sumarle el factor 10 log S/A. Por contra, si se conoce R por tablas, para determinar la disminución del NPS entre los dos locales deberá restarse a R el factor 10 log S/A.

frecuencia. Figura Figura 1. Pérdida de transmisión con la frecuencia.

Ley de Masa y Frecuenc Frecuencia ia de Coincid Coincidencia encia


Un esquema de la variación de la pérdida por transmisión con la frecuencia para paredes simples se puede observar en la figura 1. En ella se pueden distinguir 3 zonas: - Región 1: a bajas frecuencias, la pérdida por transmisión está controlada por la rigidez del panel, que hace que éste se comporte como una membrana, presentando una serie de frecuencias naturales de resonancia para las cuales disminuyen las pérdidas por transmisión. No suelen tener gran importancia ya que casi siempre son inferiores a 200 Hz y por tanto poco peligrosas ya que en ellas el propio oído introduce grandes niveles de atenuación. - Región 2: el movimiento del panel está controlado por la masa del mismo. La pérdida por transmisión en esta región puede calcularse, para un ángulo q de incidencia de las ondas sonoras según:

m : masa superficial del panel, en kg/m 2 w : 2 p f , siendo f la frecuencia de la onda incidente. r : densidad del aire, en kg/m 3 .

c : velocidad del sonido en el aire, en m/s .

A efectos prácticos, esta expresión se puede aproximar, con suficiente exactitud por: R0 = 10 log (f·m) 2 - 43 (Unidades del S.I.) Esto se conoce por la " Ley de Masa", que establece que la reducción de la intensidad acústica a través de un elemento es función del cuadrado del producto de la masa unitaria (m ) por la frecuencia considerada ( f ). De aquí se pueden deducir las siguientes consideraciones: - La pérdida de transmisión aumenta 6 dB por octava (doble de la frecuencia). Es decir, siempre será mucho más fácil aislar las altas frecuencias que las bajas. Esto tiene la ventaja adicional de que el oído humano es menos sensible a las bajas frecuencias, pero es nefasto en cuanto a las resonancias estructurales que en la edificación son importantes para bajas frecuencias, creando grandes amplificaciones que resultan difíciles de aislar. - La pérdida aumenta 6 dB al duplicarse la masa superficial del panel. Esto nos llevaría a que para conseguir un buen aislamiento deberían ser las paredes lo más gruesas posible. Esto, que es lógico desde un punto de vista acústico, no lo es constructivamente. Este grosor se puede


sustituir en cierto modo mediante paredes múltiples, lo cual suele dar un resultado muy aceptable. En el caso más real de campos acústicos difusos, en el que las ondas sonoras inciden sobre las superficies sólidas bajo todos los ángulos comprendidos entre 0 y 90º, la pérdida por transmisión vale: R D = R0 - 10log (0.23R 0 ) También está muy extendido el empleo de la llamada "incidencia práctica", entendiéndose las incidencias de ondas con ángulos comprendidos entre 0º y 80º. La pérdida por transmisión en este caso vale: R f = R 0 - 5 - Región 3: aquí, el aislamiento acústico está controlado por la rigidez y el amortiguamiento interno del panel, presentando una disminución de la pérdida por transmisión debido al Efecto de Coincidencia. Todos los cuerpos, al recibir una onda acústica, entran en vibración y buscan vibrar a sus frecuencias propias. Al vibrar una pared, puede dar lugar a ondas de flexión, y cuando la proyección de la longitud de onda del sonido incidente es igual a la longitud de onda de la onda libre de flexión a lo largo del panel es cuando se produce el efecto de coincidencia. Esto ocurre a la frecuencia crítica ( figura 2).

Entonces, en una zona de frecuencias determinada, en torno a la llamada frecuencia crítica f c, la energía acústica incidente se transmite a través de los paramentos en forma de ondas de flexión que se acoplan a las del campo acústico, siendo la respuesta del paramento máxima, y el aislamiento mínimo.

Figura 2. Efecto de coincidencia.

Esta frecuencia crítica viene dada por:


d: espesor del paramento, en m . r : densidad del material, en kg/m 3 . s : coeficiente elástico de Poisson del material. e : módulo de elasticidad de Young del material, en N/m2 .

Dado que normalmente el sonido incidente sobre la pared no procede de una sola dirección, y el aislamiento depende del ángulo de incidencia, el aislamiento real a cada frecuencia es el resultado del balance del aislamiento para todos los ángulos de incidencia, y por tanto, por encima de la frecuencia mínima de coincidencia el aislamiento siempre será más bajo que lo previsto por la Ley de Masa , porque siempre habrá un ángulo de incidencia para el que se produzca la coincidencia. Por debajo de la primera frecuencia crítica el comportamiento de cualquier material es el previsto por la Ley de Masa. A partir de ahí, sigue aproximadamente la misma pendiente, pero va entre 20 y 5 dB por debajo de lo previsto por dicha ley. La cantidad exacta depende de la amortiguación interna del material. Por ello deben usarse materiales con una f c elevada. El aumento de masa que supone doblar el espesor puede ser fatal para el aislamiento ya que puede hacer bajar la f c hasta frecuencias importantes para el ruido que se desea aislar. Esto es debido a que la f c depende inversamente de su espesor. Según la NBE-CA-88 "Condiciones Acústicas en los Edificios ", el aislamiento R valorado en dB(A) para una pared simple hecha de materiales homogéneos se determina a partir de las siguientes ecuaciones en función de la masa por unidad de superficie, M, en kg/m 2: R= 16.6 log M + 2 si M £ 150 kg/m 2 R= 36.5 log M - 41.5 si M > 150 kg/m 2 Las particiones prefabricadas formadas por elementos blandos a flexión (entendiendo por tales aquellos con frecuencia de coincidencia mayor de 2.000Hz) como fibras o virutas aglomeradas, cartón-yeso, etc, no responden a las anteriores ecuaciones. Su aislamiento es generalmente superior dependiendo en gran parte de su diseño y realización, por lo que sus propiedades acústicas se deben garantizar mediante ensayo. Un método muy efectivo de combatir los ruidos que penetran a través de los elementos de la construcción de un edificio es tener una separación total entre la estructura del edificio y la pared del recinto que debe protegerse del ruido. Se usa cuando se necesita un aislamiento acústico muy estricto como es el caso de los estudios de radio, televisión, etc. Es lo que se llaman sistemas flotantes.


Mantienen al recinto totalmente aislado de los elementos sustentadores de la construcción descansando sobre sistemas elásticos o suspendidos de ellos. Si es necesario aislar un recinto de ruido de maquinaria, se recomienda montar la maquinaria sobre unos cimientos separados del suelo, y además realizarle un cerramiento acústico. Cuando dos o más elementos de una pared forman una pared múltiple, se debe procurar que tengan masas diferentes así como diferentes espesores, para evitar en lo posible la aparición de resonancias que disminuyan el aislamiento acústico. En la práctica, los cerramientos pueden presentar en ocasiones dos o más superficies de diversos materiales, cada una con diferentes pérdidas por transmisión, como ocurre en paredes con puertas o ventanas. Estas se denominan superficies compuestas, y el sonido se transmite a su través por las partes más débiles acústicamente, presentando un aislamiento total distinto del correspondiente a cada uno de los elementos que lo forman, en función de dichos aislamientos y de la relación de áreas de sus componentes. Lo más que se puede esperar en estos casos es un aislamiento global de la superficie compuesta, 10 dB(A) superior al del elemento más débil acústicamente. El índice de aislamiento global se calcula como:

Si : superficie de los distintos materiales ( m 2). Ri : aislamiento específico de cada material.

Para el caso específico de un cerramiento con una ventana sería:

Si se representa la diferencia entre el aislamiento de la pared y el hueco por: R1 = R c - R v La reducción en el aislamiento sonoro resultante se puede expresar como:

Se puede comprobar cómo una pequeña superficie con un débil índice de aislamiento dentro de una pared compuesta reduce considerablemente el índice global de la pared.


En el caso de que la pared tenga aberturas, rendijas, etc, se considera para estas superficies un índice de aislamiento de cero, o bien un coeficiente de transmisión de 1. Para el caso de paredes dobles (separaciones construidas con dos tabiques paralelos separados por una cámara de aire con un panel absorbente intermedio), la estimación del aislamiento acústico debe basarse en datos empíricos.

Aislamiento Acústico de Una Pared Simple

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