Aislamiento Acústico

Se entiende por aislamiento acústico a la protección de un recinto contra la 

penetración de sonidos que interfieran a la señal sonora deseada. Las fuentes que originan estos sonidos pueden estar en el interior o en el exterior del edificio. Para encontrar las formas de protección de los recintos contra el ruido, se debe establecer en primer lugar la naturaleza de estos ruidos, y los caminos por los cuales penetran en el recinto, a través de sus superficies límites.

Existen varios caminos posibles por donde el ruido puede penetrar en los recintos 

(figura 3). Las principales vías de penetración pueden ser:

a) Ruidos que penetran en el recinto por la vía de transferencia aérea:

• A través de las aberturas y grietas en las paredes ea;
• A través de los conductos de ventilación ev;
• A través de los poros en paredes duras y continuas ep;
• Por vibraciones elásticas de la pared que separa el recinto que se desea aislar del que contiene las fuentes (vibraciones de flexión) eve;

b) Ruidos que alcanzan el recinto después de generarse y propagarse a través de cuerpos sólidos:

• Como resultado de las vibraciones del material de las paredes convirtiéndose ellas mismas en radiadores de sonido (transmisión de ruido de impacto).
• Por vibraciones longitudinales elásticas de paredes no adyacentes (transmisión por flancos) evl; son vibraciones que se propagan por el espesor de las paredes y son radiadas al recinto por las paredes laterales.
• Por transmisión de impactos sonoros e¡;
• Por vibraciones de maquinaria transmitidas a través del suelo, cimientos y otras partes de la estructura del edificio em.

Diagrama de penetración del ruido en el interior de un recinto.
Figura 3.  

Para contestar a las preguntas prácticas relacionadas con el aislamiento acústico de un recinto, debemos conocer en qué medida el aislamiento acústico depende de las propiedades físicas del material de las paredes, y de las características del nado. Tiene una gran importancia conocer la dependencia del aislamiento acústico con la frecuencia, no sólo porque la transmisión acústica de los diversos materiales varía con la frecuencia, sino también porque la percepción auditiva depende de la frecuencia.

Si se tiene presente que de acuerdo con las curvas de igual nivel sonoro, la sensibilidad del oído para bajas y altas frecuencias se vuelve progresivamente menor, a medida que el nivel de presión acústica se reduce, una disminución uniforme de esta presión origina una reducción particularmente notable en los niveles de sonoridad de las componentes de ruido de alta y baja frecuencia. Por tanto, el mayor valor del aislamiento acústico se presentará a las altas y bajas frecuencias del espectro de la señal de ruido.

Este cambio en la caracterización subjetiva del espectro es muy deseable, ya que una supresión significativa de las bajas frecuencias reduce la acción enmascarante del ruido, y una supresión de las altas frecuencias conduce a una mejora cuando el ruido que interfiere es la palabra, la cual pierde su claridad con las pérdidas de las componentes de alta frecuencia.

Se puede definir como aislamiento acústico a ruido aéreo de una pared, a la pérdida de energía que experimentan las ondas acústicas al atravesar la pared (figura 4).

Reflexión y transmisión de ondas acústicas sobre superficies.
Figura 4.

Una partícula de aire infinitamente próxima a la superficie de una pared se verá 

forzada a desplazarse al llegar la onda acústica. Esta energía que llega hace vibrar a la superficie sólida y comprime el aire próximo a ella, en la dirección opuesta a dicha pared. Es decir, que una parte de la energía incidente sobre la pared se refleja, mientras que otra se transmite.

La parte de energía transmitida hace que se desplacen las partículas del sólido, 

mientras la perturbación se propaga y otra parte se disipa absorbiéndola el material, por efecto de las fuerzas intermoleculares.

En su propagación por el interior del sólido, la perturbación alcanza la superficie de éste, opuesta a la que recibe la onda inicialmente, y mediante un proceso análogo se radia nuevamente en forma de sonido aéreo. Es decir, al incidir sobre una pared una onda acústica, se transmitirá parte de la energía de ésta, originándose una vibración mecánica en la pared, que a su vez se transformará en ondas acústicas, con una pérdida  de  energía debido a las reflexiones y a la absorción interna del material.

Existen factores que disminuyen el aislamiento acústico de una pared, como son por ejemplo: la transmisión por flancos, conductos de aire acondicionado, rendijas, orificios, ventanas, puertas, etc, (figura 5).

Ejemplo de penetración de diferentes tipos de ruidos en un recinto.
Figura 5.

Para la transmisión de ruido aéreo por flancos y por rendijas, se pueden ver en la mencionada figura los siguientes tipos:

• A través de falsos techos y cámaras plenum abiertas en las paredes (F1)
• A través de conductos pasantes de aire acondicionado (F2)
• A través de ventanas (F3)
• A través de unidades de climatización individuales (consolas de pared) (F4)
• A través de diferentes tipos de aberturas existentes en la pared (F5)
• A través de diferentes tipos de aberturas existentes en las puertas (F6)
• A través de rendijas y agujeros existentes en las puertas (F7)
• A través de aberturas existentes en la es­tructura del suelo (F8)
• A través de cierres de paredes, techos y esquinas (L1)
• Por un sellado inadecuado de los conductos (L2)
• Por uniones entre los bloques del material de la pared (L3)
• Por un sellado incorrecto entre las paredes laterales (L4)
• Por un montaje inadecuado de ventanas (L5)
• Por aberturas de paredes (L6)
• Por aberturas mal selladas en las esquinas de unión del suelo (L7)
• Por conductos eléctricos mal sellados en las paredes (L8)
• Por agujeros en el suelo mal sellados (L9).

Es más difícil aislar los sonidos graves que los agudos, ya que para los sonidos de más de 1.000 Hz de frecuencia, la longitud de onda será bastante pequeña, y va disminu­yendo a medida que aumenta la frecuencia, por lo que la presión del aire generado por estas frecuencias, que alcanza tanto al suelo como a las demás superficies, será muy pequeña.

En cambio, para ondas acústicas cuya frecuencia sea del orden de 50 a 1.000 Hz, su longitud de onda será grande y a medida que la frecuencia disminuye, la longitud de onda aumenta, y por tanto, la presión acústica ejercida para estas frecuencias sobre las superficies será mucho mayor, por lo que resultará más fácil la transmisión de estas frecuencias por las paredes.

Se puede decir, en general, que para un material dado, la pared aislante debe ser tanto más gruesa o densa cuanto más bajas sean las frecuencias de la onda acústica incidente.

El cálculo de la energía acústica transmitida a través de una pared es simple, si se conoce el nivel de presión acústica del sonido incidente, así como el aislamiento acústico bruto normalizado del material, siendo la diferencia de estos dos valores, la energía transmitida a través de la pared (figura 6), donde se puede apreciar como el nivel de presión acústica incidente es de 80 dB en los dos casos, mientras que el nivel de presión acústica en el local receptor es de 35 dB en un caso, y en el otro de 20 dB, lo que nos informa del aislamiento acústico a ruido aéreo es de 45 dB en el primer paramento y de 60 dB en el segundo.

Aislamiento acústico especifico de un elemento constructivo.
Figura 6.

Los ruidos pueden penetrar dentro de un recinto, al que se desea aislar, por los 

recintos próximos, y no sólo a través de las paredes comunes. Todas las otras paredes del recinto en las que la fuente acústica está localizada, que están conectadas por las paredes laterales con el local que se desea aislar, transfieren los sonidos como resultado de las vibraciones longitudinales de sus paredes.

Está transferencia indirecta aparece como consecuencia de que si un elemento vibrante de una pared está conectado con otros elementos según la dirección X, estos elementos próximos se llevan a un estado de vibración, y las vibraciones se propagan a lo largo de las paredes laterales, alcanzando al recinto que se desea aislar.

Por consiguiente, debido a estas vibraciones longitudinales, las construcciones deben hacerse de tal manera que eviten la coincidencia de la velocidad de la onda acústica, que incide oblicuamente con la velocidad de propagación de las ondas flectoras en la pared. En este caso, la transmisión lateral del ruido se puede reducir considerablemente.

Un aumento en el aislamiento acústico de la transmisión lateral se puede lograr 

mediante un incremento en la atenuación del sonido en el material, que se puede obtener construyendo las paredes transversales de materiales con densidades y elasticidades diferentes. El mismo efecto se puede obtener si la separación entre las estructuras de la pared se llena de materiales con rigidez diferente a la del material base.

Por último, un perfecto aislamiento para la transmisión lateral de ondas acústicas se puede conseguir mediante la máxima separación posible de los elementos que forman el recinto.

Frecuentemente, donde existe un nivel alto de ruido en un recinto, se presta poca atención a la transmisión lateral de los sonidos, y los intentos se hacen solamente para aumentar el aislamiento acústico de las paredes comunes. Esto no siempre se resuelve con éxito, ya que si se mejora una de las causas por las que el sonido se introduce en el recinto, la otra permanece.

El aislamiento acústico total de un recinto se determina mediante el aislamiento 

acústico de todos los límites, y depende del nivel de ruido existente en el exterior del recinto, es decir, del nivel de ruido detrás de estos límites, y del nivel de ruido máximo admisible en el interior del recinto. Si por ejemplo, el nivel de ruido que existe en el exterior del recinto a un lado de cada una de las seis superficies límites es:

a) pared lateral derecha      90dB(A)

b) pared lateral izquierda    80dB(A)

c) pared anterior                70dB(A)

d) pared posterior              50dB(A)

e) techo                            45 dB(A)

f) suelo                             40 dB(A)

 

y el máximo nivel de ruido permitido en el recinto es de 40 dB(A), entonces el aislamiento acústico de las paredes, no debería ser menor de :

 

a) pared lateral derecha      90 - 40 = 50 dB(A)

b) pared lateral izquierda    80 - 40 = 40 dB(A)

c) pared anterior                70 - 40 = 30 dB(A)

d) pared posterior              50 - 40 = 10 dB(A)

e) techo                            45 - 40 = 5 dB(A)

f) suelo                             40 - 40 = 0 dB(A)

TABLA 1

Equivalencia entre normas españolas y las de otros países

Todo lo anteriormente expuesto corresponde a aislamiento a ruido aéreo, entendiendo por aislamiento a nado de impacto la pérdida de energía que experimentan las vibraciones al propagarse a través del material.

Si se trata de realizar experimentalmente la medida de la transmisión de sonidos 

aéreos y ruidos de impacto, debe efectuarse de acuerdo con la Norma UNE-74040-84 "Medida del aislamiento acústico de los edificios y de los elementos constructivos", equivalente a la Norma Internacional ISO-140 "Measurement of sound insulation in building and of building elements", partes IV "Medida «in situ» del aislamiento al ruido aéreo de los elementos constructivos" y la correspondiente norma internacional equivalente "Field measurements of airbome sound insulation between rooms", y V "Medida «in situ» del aislamiento al ruido aéreo de las fachadas y de sus componentes", con la correspondiente "Field measurements of airbome sound insulation of facade elements and facades" y VII "Medida «in situ» del aislamiento de los suelos al ruido de impacto", y "Field measurements of impact sound insulation offloors" (tabla 1).

La propiedad característica de muchos recintos para la palabra es que cuanto se diga en ellos debe oírse clara y distintamente, y que el timbre de la voz de quienes hablan no varíe. Los recintos para música pretenden transmitir la música con gran calidad.

Los datos más característicos que deben tenerse en cuenta para obtener un buen diseño de todos los locales son:

• a) Niveles de ambiente de ruido LN
• b) Tiempo de reverberación T
• c) Pérdidas de transmisión acústica de paredes, suelos y techos TL
• d) Curvas de criterios de ruido, NR, NC, PNC
• e) Velocidad del aire en los conductos de aire acondicionado, etc.

Manuel Recuero López