En una entrada anterior se explicó el funcionamiento de los materiales absorbentes y se mencionó que estos no poseen muy buena absorción a bajas frecuencias. Al separar el material absorbente de la pared, se presentan mejoras de absorción a bajas frecuencias, pero pueden ser inviables ya que implican la disminución del espacio interno de una sala ( dale click aquí si aún no sabes de lo que hablamos ).

En Ecoacústika proporcionamos soluciones eficaces para garantizar entornos acústicamente confortables mediante la obtención de buenos niveles de aislamiento acústico, así como de control de ruido y vibraciones, factores imprescindibles para el correcto desarrollo de cualquier actividad dentro de un recinto.

Para controlar el tiempo de reverberación a baja frecuencia se hace necesario adecuar materiales selectivos, resonadores o comúnmente conocidas como trampas de bajo, sobre las paredes del recinto, estos elementos presentan una curva de absorción máxima a una frecuencia específica que dependerán de las características físicas y geométricas del mismo, en la figura  2 y 5  se muestran las curvas típicas de absorción para un resonador de membrana y de Helmholtz respectivamente.

Así que no siendo más, en esta entrada al blog se hablara un poco de los resonadores de tipo membrana y de Helmholtz, materiales comúnmente usados para la absorción sonora a bajas frecuencias.

Cuando una fuente sonora emite en una sala, se presenta un esquema complejo de modos de vibración (Ver aquí), estos modos son capaces de acoplarse acústicamente con los elementos estructurales de la sala haciendo que estos entren en un estado vibratorio debido al efecto de resonancia.

Si un panel se instala frente a una pared rígida con una distancia determinada, el aire entre la pared y la placa actuara como un elemento elástico (muelle), esta configuración genera un sistema resonante de tipo masa (panel) – muelle (aire).

Figura 1. Esquema de un panel de membrana.

Este sistema genera una frecuencia de resonancia en el que la vibración entra en sintonía con la onda incidente al material y la absorción del mismo se dará por la amortización de la sujeción del sistema y las pérdidas de energía  por fricciones internas.

Figura 2. Curva de absorción típica para un resonador de membrana.

Los materiales absorbentes de tipo resonador sientan sus bases de funcionamiento en la resonancia en el resonador de Helmholtz. Se puede hacer una idea de éste tipo de fenómeno cuando soplamos por la boquilla una botella de vidrio vacía. El aire contenido dentro de la botella hace el papel de masa, el volumen de aire comprendido entre el cuello de la misma cumple el papel de resorte, al introducir aire dentro de la botella este sistema masa-muelle entra en vibración a una frecuencia en particular (frecuencia de resonancia).

Figura 3. Elementos de un resonador de Helmholtz.

Existen expresiones matemáticas para saber a qué frecuencia resonará el sistema conociendo el área transversal del cuello, su longitud y el volumen de aire contenido. En los absorbentes tipos resonador, esta frecuencia se decide de antemano y se calcula las características de diseño que deben tener este tipo de resonadores. Es notable apreciar que una placa rígida de determinado grosor y perforada con agujeros de cierto diámetro, puesta a una distancia cualquiera de la pared (no sobre ella), cada perforación se comportará como un resonador de Helmholtz, disipando considerable energía acústica a la frecuencia que se diseñó.

Figura 4. Ejemplo de panel absorbente tipo resonador.

Existen combinaciones que pueden aumentar la capacidad de absorción de los materiales tipo resonador. Si en la cavidad que almacena el volumen de aire se dispone material absorbente, el coeficiente de absorción del resonador se verá considerablemente mejorado. En la figura 5 se muestra la gráfica donde un resonador fue diseñado para la frecuencia de 500 Hz, se hacen mediciones respectivas y a continuación se coloca material poroso en la cavidad de aire, se repite la medición y se comparan ambas curvas. Es apreciable la diferencia en el coeficiente de absorción por frecuencia entre cada condición de medida.

Figura 5. Coeficiente de absorción entre un resonador con y sin material poroso en su cavidad de aire.

Los materiales absorbentes son claves a la hora de diseñar y acondicionar diferentes tipos de recintos, conocer su funcionamiento y sus características es importante para asegurar un diseño funcional y estético, en el cual se cumplan cada uno de los objetivos que se tiene con el recinto donde se realiza la adecuación, estos materiales son muy usados en estudios de grabación (trampas de bajo) con el fin de disminuir la energía sonora a baja frecuencia que se produce en recintos de poco tamaño.

Ecoacústika pone a su disposición todo el conocimiento de nuestros ingenieros acústicos para brindarle las mejores soluciones a sus problemas de ruido.

Fuentes:

• Figura 1, 3 y 5: Imagen tomada del libro diseño acústico de espacios arquitectónicos – Antoni Carrion Isbert
• Figura 2: Imagen tomada del libro ABC de la acústica arquitectónica – Higini Arau
• Figura 4: http://www.equaphon-university.net/resonador-de-helmholtz/