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Centro de e-Learning SCEU UTN - BA. Medrano 951 2do piso (1179) // Tel. +54 11 4867 7589 / Fax +54 11 4032 0148
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Centro de e-Learning SCEU UTN - BA. Medrano 951 2do piso (1179) // Tel. +54 11 4867 7589 / Fax +54 11 4032 0148
El aislamiento acústico se define como la protección que tiene un local o recinto contra la entrada de ruidos; lo que se pretende con esto es reducir los niveles de ruido mediante algún material que actúa como obstáculo. Desde el punto de vista del material que actúa como aislante acústico, las pérdidas por transmisión indican la capacidad de este material para no transmitir las ondas sonoras. Estas pérdidas dependen, sobre todo, de su masa por unidad de área, su rigidez y el amortiguamiento. Estos factores permiten utilizarlo como elementos estructurales en paredes, pisos y techos de un local. El acondicionamiento acústico de un local consiste en lograr que el sonido proveniente de una fuente o varias fuentes sea irradiado por igual a todas direcciones obteniendo un campo sonoro difuso ideal. Con ello se pretende mejorar las condiciones acústicas de sonoridad y aumentar el confort acústico interno del local. (Inche Mitma, 2010, pág. 3) Tipos de aislamiento acústica son todos los materiales o sistemas con elevado coeficiente de absorción acústica pudiendo ser en todo el espectro de frecuencias audible o bien en parte de él, pudiendo ir desde los 20HZ hasta los 20KHZ. De acuerdo a como se generan y propagan, las ondas sonoras, se las puede dividir en aislamiento de ruidos de impacto y asilamiento de ruidos aéreos.
Centro de e-Learning SCEU UTN - BA. Medrano 951 2do piso (1179) // Tel. +54 11 4867 7589 / Fax +54 11 4032 0148 El aislamiento acústico se mide en dB y se expresa mediante la fórmula: D = N 1 - N 2 [dB] Los niveles de ruido dependen de la absorción acústica de los locales. Los valores medidos del “aislamiento acústico entre recintos”, para dos locales idénticos, varían según la importancia de la absorción de los objetos y materiales contenidos en los locales. “Para su cálculo, se utiliza la fórmula del aislamiento acústico normalizado (R): R = D + 10 log (S/A) En donde: S: Superficie del elemento separador (m2 ) A: Absorción del recinto receptor (m2 ) El factor D es la diferencia entre niveles acústicos de dos locales; para su cálculo, se utiliza la siguiente expresión: D = N 1 – N 2 En donde el cálculo de N o nivel acústico se realiza de la siguiente forma: N = 10 log (I/Io) Donde: I: Intensidad acústica en (W/m2 ), N0: Intensidad acústica de referencia, que se establece en 10-12 (W/m2 ), para un metro de distancia. Nivel de intensidad acústica a diferentes distancias del observador: N2 = N1 + 20 log (d1/d2)
Centro de e-Learning SCEU UTN - BA. Medrano 951 2do piso (1179) // Tel. +54 11 4867 7589 / Fax +54 11 4032 0148 Donde: N 1 nivel de presión acústica en la sala donde está ubicada la fuente del sonido N2: nivel de presión acústica en la sala receptora. Para adaptar el nivel de intensidad (dB) a la sensibilidad del oído humano, se aplican unas correcciones para obtener el nivel equivalente ponderado en A Leq (dBA). Para cada frecuencia (f), hay que sumar al nivel de intensidad acústica “N” (dB) las ponderaciones p(f) que vienen definidas por los valores de la Tabla 1.” (Inche Mitma, 2010, págs. 3-4) Tabla 1. Para conocer las propiedades aislantes de un material, debemos separarlos de todo lo que lo rodea, como esto no es posible, se puede tomar dos salas contiguas separadas por el material de estudio y realizar la medición, calculando mediante la expresión citada el “índice de reducción acústica. R”, o “pérdida de transmisión” de una partición.
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“Cuanto más pesada es una pared, más aísla los sonidos. En efecto, el aislamiento de una pared varía en función de la frecuencia del sonido incidente. Pero hay que ser muy prudente cuando se utilizan estas dos leyes, ya que ellas dan valores indicativos, muy incompletos, del aislamiento de una pared. Y no puede ser de otra manera, ya que no tienen en cuenta la estructura del material que constituye la pared. El comportamiento de un muro sometido a ondas sonoras aéreas depende: ✓ de su masa por unidad de superficie ✓ de su rigidez ✓ de la aptitud del material constitutivo de amortiguar las ondas vibratorias a las cuales está sometido. A partir de la ley de la masa y de las características del material utilizado se puede prever, en forma precisa, la aislación de una pared simple. LEY DE LA MASA La ley de la masa tiene la ventaja de permitir la determinación rápida del valor de aislamiento de una estructura simple. Por ejemplo, si se desea obtener un aislamiento medio de 45 dB, se sabe que es necesario utilizar una pared simple cuya masa sea de 200 kg/m2.” (Rougeron, 1977, pág. 129) “ La insonoridad o el aislamiento sonoro medido en dB que puede aportar un cerramiento depende de su peso o de su densidad superficial (kg/m2). Cada vez que
Centro de e-Learning SCEU UTN - BA. Medrano 951 2do piso (1179) // Tel. +54 11 4867 7589 / Fax +54 11 4032 0148 el peso se duplica, la insonoridad o la reducción sonora (RW) se incrementa en 4 dB. (nivel teórico 6 dB). Del mismo modo un tabique de hormigón de. 12 cm produce una Reducción sonora (RW) de 49 dB 15 cm produce una Reducción sonora (RW) de 51 dB 20 cm produce una Reducción sonora (RW) de 53 dB LEY DE LA FRECUENCIA La insonoridad (o aislamiento) de un cerramiento aumenta con el aumento de la frecuencia de los sonidos. Para una frecuencia el doble de otra, la insonoridad aumenta en 4 dB. Ej. Frecuencia Insonoridad 125 Hertz 32 dB Insonoridad 250 Hertz 36 dB Insonoridad 500 Hertz 40 dB Insonoridad 1000 Hertz 46 dB Insonoridad 2000 Hertz 50 dB La expresión que toma en cuenta estas leyes y que permite calcular el índice de reducción sonora de una pared simple es: R = 20 log ( f x m) - 47 ( dB)………….. donde f = frecuencia; m = masa.” (Lombardi, 2016, págs. 4-5)
Centro de e-Learning SCEU UTN - BA. Medrano 951 2do piso (1179) // Tel. +54 11 4867 7589 / Fax +54 11 4032 0148 Tabla 1 Material Masa volumétrica kg/m Frecuencia crítica para un espesor de 1 cm Ladrillo 2.000 a 2.500 2.500 a 5. Hormigón armado 2.300 1. Bloques de cemento 2.000 2. Yeso 1.000 4.00 0 Vidrio 2.500 1. Madera (pino) 600 6.000 a 18. Acero 7.800 1. Aluminio 2.700 1. Plomo 10.600 8. Poliestireno expandido 14 14. Corcho 250 18. Goma 1. 100 85. Ejemplo: Una pared de hormigón de 10 cm de espesor, tiene una frecuencia crítica de 1.800/10 = 180 Hz. Ejemplo 1: “ Una pared de ladrillo de 20 cm de espesor, tiene una frecuencia crítica de 135 Hz, lo cual significa que, alrededor de una octava antes, es decir, a los 70 Hz, la pérdida de transmisión comienza a decaer con respecto a la ley de la masa. Al llegar a 135 Hz, R es unos 15 dB menor que lo que predice la ley de la masa, es decir 26 dB en lugar de 41 dB. Para frecuencias mayores, se mantiene unos 10 dB por debajo del valor previsible. Por ejemplo, a 500 Hz cabría esperar 53 dB y sólo se obtiene 43 dB.
Centro de e-Learning SCEU UTN - BA. Medrano 951 2do piso (1179) // Tel. +54 11 4867 7589 / Fax +54 11 4032 0148 Ejemplo 2: Si reemplazamos el ladrillo por plomo de igual densidad superficial, es decir, una plancha de plomo de 20 mm, la frecuencia crítica sería de 2800 Hz, donde se esperaría R = 68 dB y se obtiene realmente R = 53 dB. El plomo es un material mucho mejor como aislador acústico, por su alta frecuencia crítica, pero es también mucho más caro. Sólo se usa en láminas de hasta 2 mm para refuerzo de aislamiento” (Inche Mitma, 2010, pág. 4) Pérdidas internas de un material Un material se deformará al ser golpeado por ondas de sonido y consumirá parte de la energía que se le transfirió, por lo que decimos que el material tiene perdidas internas. la frecuencia critica de una pared es importante en la perdida de aislación ya que las perdidas internas del material, dependen de la frecuencia critica. “Para los materiales de pequeñas pérdidas internas (acero, aluminio, vidrio, ladrillo, etc.), la disminución del aislamiento es de 10 dB con respecto a la ley experimental de la masa, para los materiales con pérdidas internas medianas (hormigón, yeso, madera, poliestireno expandido, etc.), la disminución del aislamiento es de 6 a 8 dB; para los materiales con grandes pérdidas internas (caucho, corcho, plomo, etc.), la disminución es de 3 a 4 dB.
Centro de e-Learning SCEU UTN - BA. Medrano 951 2do piso (1179) // Tel. +54 11 4867 7589 / Fax +54 11 4032 0148 El nivel sonoro percibido en este local, cuando un ruido se produce en la habitación vecina, depende, de los siguientes factores: a) Nivel sonoro del local de emisión ; b) Aislamiento de la pared de separación : este aislamiento es un valor característico de la pared; c) Superficie de la pared de separación: el nivel sonoro percibido dentro del local crece cuando la superficie de la pared aumenta. Para una pared de 4 m2, no hay que agregar ninguna corrección. Para una pared de 8 m2, la corrección es de + 3 dB; para una pared de 16 m2, es de + 6 dB, etcétera; d) Tiempo de reverberación del local : no hay que realizar corrección para un tiempo de reverberación de 0,5 segundos. La corrección es de + 3 dB para un tiempo de reverberación de 1 segundo. e) Naturaleza de las paredes adyacentes: el ruido se trasmite de una habitación a la otra, no solamente por la pared de separación, sino también por las paredes adyacentes. En general es necesario que las paredes adyacentes tengan aproximadamente el mismo valor de aislamiento acústico que la pared de separación.” (Rougeron, 1977, pág. 137) AISLAMIENTO DE PAREDES DOBLES Es igual a la suma de dos paredes simples, los dos elementos que la conforman están acoplados de manera elástica por medio de la capa de aire. La energía acústica de la primera incide sobre la segunda y a la vez esta transmite una parte y refleja gran parte en sucesivas reflexiones en la capa de aire. El material absorbente
Centro de e-Learning SCEU UTN - BA. Medrano 951 2do piso (1179) // Tel. +54 11 4867 7589 / Fax +54 11 4032 0148 consume la energía entretenida entre las paredes y modifica el acoplamiento elástico entre los elementos haciéndolos más rígidos. Para construir una pared doble es importante utilizar dos elementos que posean diferentes frecuencias críticas. Así cuando un elemento no oscila, el otro si. Hay que evitar la transmisión indirecta por paredes laterales acoplándolas elásticamente y provocando estanqueidad. Se logran muy buenas aislaciones y es de la única forma en construcciones livianas. (Lombardi, 2016, pág. 12) “PAREDES COMPUESTAS DE DOS PAREDES SIMPLES SEPARADAS POR UNA CAPA DE AIRE La vibración de una de las paredes se trasmite a la otra, por intermedio de esa capa elástica. Más aún, la energía acústica trasmitida por la primera pared, golpea a la segunda, que a su vez trasmite parte de esta energía al aire que la rodea y refleja otra gran parte. Hay así una sucesión de reflexiones en la capa de aire y a cada reflexión, se trasmite una parte de la energía. De la misma forma que para una pared simple, el aislamiento de una pared doble varía en función de la frecuencia del sonido incidente. Ya hemos visto que, por una parte, el aislamiento de una pared simple aumenta 4 dB, cada vez que se dobla la frecuencia del sonido incidente y que, por otra parte, hay que prever la disminución del aislamiento a la frecuencia crítica de la pared. El aislamiento de una pared doble es muy diferente que la suma de los aislamientos de las dos paredes simples que la componen. Cada pared simple tomada separadamente tiene su propio aislamiento, pero formando la pared doble, los dos elementos están acoplados entre ellos, de manera elástica, por medio de la capa de aire.
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Las paredes horizontales a losas son los elementos de separación entre locales de pisos superpuestos. En la edificación moderna se utilizan varios métodos constructivos, que en general procuran obtener elementos de peso no muy elevado. Por consiguiente, no siempre se obtienen valores importantes de aislamiento acústico a los ruidos aéreos. “Con la masa de 350 kg/m2, una losa simple tiene un índice de reducción acústica de 47 a 48 dB en promedio, lo cual es suficiente como separación de dos habitaciones superpuestas. Pero, si para disminuir el peso del edificio, o para lograr una construcción más rápida, se utilizan elementos huecos o prefabricados, la masa puede El aislamiento medio de una pared doble, en la banda de frecuencias comprendida entre 125 y 4.000 Hz, es superior al aislamiento medio de una pared simple de la misma masa. El aumento de aislamiento está en función del espesor del espacio entre los dos elementos y de la clase de material con el cual se ha llenado este espacio. Este aumento de aislamiento varía entre 5 y 9 dB. Prácticamente, tomaremos 5 dB si el espacio entre los dos paneles es pequeño (2 a 4 cm) y no está lleno de material absorbente; tomaremos 9 dB si el espacio es grande (5 a 10 cm) y está lleno de material absorbente poco comprimido.
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Cielorraso suspendido: Cuando no se puede actuar sobre la sala generadora y hay altura se puede pensar en un falso cielorraso, aunque no es tan efectivo: debe ser de material no poroso, con buena masa, espacio de aire importante con material absorbente (lana de vidrio) sin montantes ni contactos rígidos. No solo pueden transmitir sonido de impacto del piso superior sino también los sonidos de las paredes. Aquí también se puede utilizar un zigzag en las vigas que soportan el piso y las que soportan el cielorraso, sobre todo en estructuras metálicas. Cuanto más almohadillado esté un piso (flotante) más amortigua el sonido de impacto. Los techos flotantes, son necesarios cuando se generan bajas frecuencias con gran contenido de energía. Se debe crear también en este caso una cámara de
