Comúnmente en nuestros proyectos nos encontramos con la desinformación de que ubicar icopor, cajas de huevo o espumas acústicas sobre las paredes de una habitación sirven para insonorizar, lo que si es cierto, es que estos materiales son buenos para absorber sonido (Bueno, unos mas que otros) controlando problemas como la reverberación y focalizaciones del sonido. Si aún no sabes de lo que hablamos te invitamos a leer sobre este tema aquí: ¿que es un aislamiento y un acondicionamiento acústico ?
La entrada de hoy pretende explicar con un poco más de rigor ingenieril el por qué un material usado para el acondicionamiento acústico no es útil para el aislamiento acústico, otra manera de mostrar que son conceptos muy distintos que se trabajan de forma diferente y que la gente suele confundir.
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Cuando una onda sonora choca con una pared ésta se “divide” en tres energías distintas: la energía reflejada (Er), aquella que choca contra la pared y se devuelve hacia la misma sala donde está la fuente generadora, cuando la pared tiene un acabado totalmente liso la reflexión que se da se le conoce como reflexión especular; la energía absorbida(Ea), es aquella que al atravesar el espesor de la pared se va convirtiendo en calor por el roce mismo del material sólido con las partículas del aire, entre más poroso, fibroso o tortuoso sea un material, más capacidad absorbente tendrá; por último la energía transmitida(Et), es aquella que “sobra” luego que la onda ya pasó por la reflexión y la absorción, ésta energía es la que llega a la sala contigua donde está la fuente generadora o es aquella que se logra transmitir al exterior.
Figura 1. Gráfico de cómo se distribuye la energía que incide en una pared.
En la Figura 1 se ejemplifica lo descrito en el párrafo anterior. La flecha de la onda incidente es gruesa simbolizando su nivel energético en comparación a las otras tres. En otras palabras, la suma de energía de la onda reflejada, más la onda absorbida más la onda transmitida debe dar en total la energía de la onda incidente.
La expresión [1] muestra de forma matemática lo que sucede en la Figura 1, si tomamos esta expresión y dividimos cada término por (Energía incidente) obtenemos lo que se conoce comúnmente como coeficientes de reflexión, absorción y transmisión respectivamente.
La expresión [2] es solamente la conservación de la energía aplicada en el fenómeno de una onda sonora incidiendo en una pared “Recordemos que la energía no se crea ni se destruye solo se transforma”. Teniendo en cuenta lo anterior, es posible determinar una expresión que dé como resultado en decibeles la cantidad de energía que se ha perdido antes de llegar a considerarse la energía transmitida. Esta expresión es conocida como índice de reducción (R) que expresa la relación de potencias entre la energía incidente y la energía transmitida:
Para dar a entender lo anterior , supongamos un material con mucha capacidad de absorción del sonido, si dicho material tiene la capacidad de absorber el 85% (0,85) de la energía incidente y refleja solo un 5% (0,05), quiere decir que la cantidad de energía transmitida es del 10% (0,1). Aplicando la fórmula [3] da como resultado 10 dB, lo que significa que si ese material se va a usar pensando en un aislamiento acústico… está mal!!!.
Figura 2. Frescasa, ejemplo de material altamente absorbente.
Ahora supongamos un material que tenga muy buena capacidad de reflexión, en su coeficiente respectivo se muestra un 0,989. Por medio de mediciones se sabe que el coeficiente de absorción es 0,01 y el de transmisión es de 0,001. Aplicando la expresión [3] a éste coeficiente de transmisión se obtienen 30 dB, significando que este material sería más propicio para un aislamiento acústico puesto que puede reducir en 30 dB la energía antes de las transmisiones.
Figura 3. Lámina de aluminio, material con alto coeficiente de reflexión.
Hasta ahora se ha explicado por qué algunos materiales que son muy buenos para absorber energía (utilizados normalmente para acondicionamiento acústico) no son buenos aisladores acústicos por sí solos. Es común ver personas que dicen “he puesto cajas de huevo, icopor o espuma acústica para que el sonido no salga de acá hacia donde el vecino”, esta “solución” no es efectiva porque la caja de huevo es semi-porosa, el icopor (ni que hablar) y la espuma acústica es bastante porosa, y aunque puedan servir ligeramente para absorber, menos sirven entonces para evitar que un sonido entre o salga de un recinto.
¿Qué materiales sirven entonces para un correcto aislamiento? Para dar una respuesta general, el aislamiento se logra cuando hay cantidad considerable de masa superficial de por medio (además de evitar conexiones estructurales, pero eso es otro cuento), por tanto, los materiales que poseen peso y densidad considerable tienden a ser buenos aisladores acústicos, como ejemplo, un material por excelencia para aislamientos contra el ruido es el plomo, es un material con elevada densidad superficial pero su alto costo lo hace poco viable para ejecutar proyectos de control de ruido.
Figura 4. Plomo. Posee alta densidad, logrando buena masa en poco volumen.
Conociendo el comportamiento de la onda sonora al chocar con una pared es posible tomar decisiones certeras al momento de escoger materiales adecuados para suplir la necesidad. Luego de determinar si es necesario un aislamiento o acondicionamiento acústico, el siguiente paso es el diseño de la solución la cual se basa mucho en los materiales a usar, principalmente por cuestiones funcionales y posteriormente por cuestiones estéticas (si el material queda a la vista). Así que de ahora en adelante no use cajas de huevo o espumas para aislar un recinto, ahí pierde el tiempo y plata.
Fuentes:
Figura 1: http://www.ia2.es/un-coeficiente-de-absorcion-acustica-mayor-que-la-unidad/
Figura 2: http://fiberglasscolombia.com/producto/frescasa-eco-sab/
Figura 3: http://cuprummetaleslaminados.com/Productos/Aluminio/Lamina/Acanalada
Figura 4: http://www.metalesjoral.com/?page_id=89
Imagen de portada: http://www.skumacoustics.com/fr/mousses-acoustiques/22-jafra-mousse-pyramidale.html