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Acústica en construcción: Sin ruidos molestos

Nada más molesto que una invasión de ruidos perturbando la tranquilidad del hogar. Seguramente la culpa recaerá en los vecinos y en el entorno; sin embargo, existen conceptos como el aislamiento acústico y la absorción acústica que en caso de ser deficientes agravan el escenario. El tema no es menor, particularmente ahora que la normativa incrementa las exigencias en materia de aislamiento acústico en viviendas y en este sentido, existen diversas regulaciones en Chile como la Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones que en sus artículos 4.1.5 y 4.1.6 en el Título 4, establece las condiciones que deben cumplir los recintos.

 Allí destacan los requisitos acústicos para elementos divisorios entre unidades de viviendas. Éstos deben tener un aislamiento no menor a 45 dB(A) ya sean muros divisorios o entrepisos. En el caso del ruido de impacto, los entrepisos deben presentar un nivel máximo de 75 dB. Para su cumplimiento existen diversas soluciones constructivas, encontrándose algunas de ellas en el Listado Oficial de Soluciones Constructivas para Aislamiento Acústico del Ministerio de Vivienda y Urbanismo, MINVU (Más información de la normativa en revista BIT 41 página 60, www.revistabit.cl).
    Pero para entender la problemática acústica que enfrentan las viviendas, conviene diferenciar los conceptos básicos relacionados con este tema.    
    Aislamiento acústico
    El aislamiento acústico se define para un elemento divisorio (muro, tabique, puerta o ventana) como su capacidad para aislar la energía sonora entre un recinto y otro. En términos simples, es el ruido que el elemento divisorio «no deja pasar». Este concepto también aplica en el caso de que uno de los recintos sea el ambiente exterior.
    Como los niveles de ruido se constituyen por la suma energética de sus componentes en frecuencias (a menos que sea un tono puro), los niveles globales de aislamiento dependen de la frecuencia. Por lo general la transmisión de ondas acústicas a través de elementos divisorios es más expedita para longitudes de onda largas (frecuencias bajas) que para longitudes de onda cortas (frecuencias altas). Para que tengamos una idea, en el aire a 20 °C una onda cuya frecuencia es 100 Hz tiene una longitud de onda (l) de 3,4 metros y una de 10.000 Hz tiene una longitud de 3,4 centímetros.
    Las frecuencias de interés para la medición del aislamiento acústico están indicadas en normas internacionales y se ubican entre 100 y 5.000 Hz. En este intervalo de frecuencias se ubica la mayoría de los ruidos que causan molestia en recintos habitacionales.
    La magnitud de medida (decibel) representa una relación logarítmica porcentual energética. En acústica los decibeles pueden establecer un vínculo de potencia, intensidad o presión acústica.
    Para determinar el aislamiento de un elemento divisorio de recintos se ubica una fuente sonora en uno de éstos y se mide el nivel de presión acústica en decibeles en ambos recintos. La diferencia aritmética entre ellos representa el aislamiento acústico.
    En la mayoría de los casos, la transmisión de sonido también ocurre por caminos diferentes al elemento divisorio medido, tales como paredes laterales, vanos mal sellados, puertas, ductos u otros. Por medio de una breve inspección visual o de planos se pueden identificar las falencias.
    Una vez que el sonido ha ingresado a un recinto desde otro, un porcentaje de éste comienza a «rebotar» en forma continua produciendo un efecto acumulativo de ondas sonoras resultando un aumento del nivel de ruido final. La energía acumulada en un instante depende del porcentaje de ruido que rebote o se refleje en las paredes. Esta condición está definida por el concepto de absorción acústica.
   
    Absorción acústica
    Cuando una onda sonora incide en la superficie de un material, ocurren tres fenómenos físicos: Reflexión, absorción y transmisión.
    La reflexión del sonido representa el porcentaje de energía acústica que refleja la superficie. La capacidad de los materiales para reflejar el sonido se cuantifica mediante el coeficiente de reflexión, el cual varía desde 0 a 1.
    La absorción es el porcentaje de la energía acústica que se transforma en calor (disipación al interior de la superficie). La capacidad de los materiales para absorber el sonido se cuantifica mediante el coeficiente de absorción (a), que varía desde 0 a 1.
   
    Regla general:
    Coeficiente de absorción + Coeficiente   de reflexión = 1
   
    Al igual que en el aislamiento acústico, la reflexión y absorción del sonido dependen de la frecuencia, siendo las altas eficientemente absorbidas por materiales porosos.
    Al analizar los coeficientes, se llega a la conclusión de que la transmisión del sonido no tiene una relación numérica importante con la reflexión y la absorción. Es decir, si la superficie de un muro es más o menos absorbente no influirá de manera notoria en su capacidad de transmitir las ondas sonoras entre recintos. En cambio, la absorción permite que el sonido transmitido sea disipado al interior del recinto receptor.
   
    Viviendas y edificios
    La relación entre absorción y aislamiento acústico se puede entender de la siguiente forma: Consideremos dos salas divididas por un muro. Coloquemos en una de ellas una fuente sonora (altavoz) de volumen o nivel fijo, y luego realizamos mediciones del nivel de ruido en decibeles en ambos recintos. Por ejemplo, si en la sala donde se encuentra la fuente de sonido se miden 95 dB y en la sala contigua se miden 55 dB. Según la definición de aislamiento, ésta es la diferencia entre ambos niveles, o sea, 40 dB.
    El nivel de ruido medido en la sala contigua (55 dB) se debe al efecto de sumar:
    • Sonido transmitido a través del muro irradiado hacia la sala.
    • Sonido que una vez irradiado, se refleja al interior de la sala sucesivas veces.
    • Sonido Transmitido en forma indirecta (muros laterales).
    Lo que se puede concluir de esto es que si se elimina el sonido reflejado al interior de la sala, estaremos midiendo una cantidad menor a los 55 dB originales. Esto lo logramos sin cambiar las características de transmisión del muro y sin variar el nivel emitido por la fuente sonora.

En términos prácticos al eliminar las reflexiones del sonido en el recinto receptor podríamos fácilmente llegar a medir un aislamiento muy superior al medido con reflexiones, de 10 ó 15 decibeles más.
    Por esto es que se hace necesario definir ciertas condiciones de estandarización de las mediciones, de manera de obtener resultados comparables entre mediciones realizadas en distintos lugares y con diversas soluciones constructivas.
   
    Comportamiento de materiales
    Para analizar el aislamiento acústico de elementos divisorios, debemos separarlos en dos grandes grupos: Elementos macizos y elementos con cámara de aire:
    Elementos macizos: Aíslan por su masa o peso por metro cuadrado. El análisis de la teoría nos conduce a la Ley de Masa, que establece que por cada duplicación de la masa en un elemento divisorio (que puede deberse a un aumento de espesor del elemento o bien al incremento de la densidad de sus componentes), su aislamiento acústico crecerá en 6 decibeles.
   
    Elementos con cámara de aire: La capa interior actúa como un resorte, aislando la transmisión de sonido por la interacción mecánica del sistema masa – resorte – masa (placa – aire – placa). Como en un sistema masa – resorte, si no consideramos una buena amortiguación la transmisión de energía (sonora) puede verse excitada, desmejorando el comportamiento mecano – acústico del sistema (como un vehículo sin amortiguación).

No olvidemos que la naturaleza del sonido es vibratoria. Esta amortiguación la proporcionan elementos blandos, livianos y porosos.
    Un elemento divisorio de 80 kg/m2 de masa (con cámara de aire y amortiguación interior) puede tener un aislamiento comparable al de un elemento macizo de 250 kg/m2.
    En el caso de los materiales absorbentes, se pueden mencionar entre otras, las siguientes propiedades que influyen en la absorción del sonido:
   
    •Espesor del material
    •Porosidad
    •Densidad
    •Superficie expuesta (o efectiva)
   
    Los materiales absorbentes más difundidos son las espumas y productos fibrosos. Son de baja densidad (entre 10 y 80 kg/m3) y pueden ser utilizados como terminación superficial de cielos y muros (eliminando en cierto porcentaje las reflexiones) o como material amortiguador al interior de cámaras de aire de elementos divisorios. Además, las placas perforadas suelen ser efectivas como absorbentes cuando incluyen en su parte posterior materiales de este tipo.
   
    Ruido de impacto
    Las estructuras presentan una respuesta acústica mucho mayor cuando los ruidos son generados en forma directa (impactos y vibraciones). Esta respuesta se transmite con facilidad en los sólidos en forma ondulatoria y es re-irradiada como sonido con niveles más que perceptibles al oído humano. Estos ruidos estructurales constituyen la principal causa de molestia en edificios y su mitigación resulta en muchos casos compleja.
    El ruido de impacto en entrepisos se incluye en esta categoría. Su tratamiento efectivo puede ser abordado de la siguiente forma:
    Mitigando el impacto en su origen: Los materiales blandos son capaces de absorber la energía del impacto y distribuirla en el tiempo.
    En el camino de transmisión: Los materiales resilientes son capaces de aislar y amortiguar la energía vibratoria transmitida, cuando son instalados bajo elementos «flotantes».
    En el receptor: Las estructuras livianas de cielo actúan como aislantes para el sonido una vez que se ha re-irradiado al aire.
    El uso de cada alternativa o de un conjunto de ellas tendrá validez dependiendo de los distintos usos de los recintos en una vivienda (departamentos o casas de más de un piso). Los recintos de descanso (salas de estar y dormitorios) merecen una consideración especial para este tipo de ruido.

Claudio  Poo  escribe este  artículo para www.revistabit.cl

Dirección: www.revistabit.cl/body_articulo.asp?ID_articulo=1286

Enlace : www.revistabit.cl
 

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