Información Técnica Construcción Física de la Construcción

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Acústica

Generalidades

Introducción

En nuestro país, la protección acústica de los edificios tiene una importancia cada vez mayor. Las molestias que está causando el actual nivel sonoro en el ambiente, ha llegado a alcanzar tales dimensiones, especialmente en las zonas de gran concentración demográfica, que una protección acústica adecuada se ha transformado en una necesidad ineludible.

A su vez la evolución de la técnica constructiva ha permitido reemplazar muchos materiales tradicionales por otros más livianos y resistentes que persiguen conseguir una solución estructural óptima de los edificios. Esta reducción ostensible de la masa de los edificios ha provocado en ellos problemas de inadaptación térmica y acústica. La inadaptación acústica es la que analizaremos con mayor detención en esta información técnica.

A partir de Marzo del año 2005 entra en vigencia una modificación de la Ordenanza General de Urbanismo y Construcción que en su artículo 4.1.6 define lo siguiente:

1. Cada elemento horizontal o inclinado que separe unidades independientes de vivienda o con recintos de uso no habitacional, deberá tener un índice de reducción acústica mínima de 45 dB(A) y presentar un nivel de presión acústica de impacto normalizado máximo de 75 dB.2. Los elementos verticales que separen unidades independientes de vivienda o con recintos de uso no habitacional, deberán tener un índice de reducción acústica mínima de 45 dB(A.

Básicamente se distinguen tres tipos de ruidos: el ruido emitido dentro de una habitación, el ruido transmitido por el aire y el ruido causado por impactos (pisadas). La absorción del sonido tiene por objeto disminuir la intensidad del sonido causado por un foco de ruido dentro de una misma habitación. La aislación del ruido transmitido por el aire debe evitar que este ruido ocasione molestias en las habitaciones contiguas. La finalidad de la aislación del ruido de pisadas es la de evitar que el ruido que se produce por el tránsito de personas e impactos sobre un piso se transmita a través de la losa separadora de pisos hacia las habitaciones del piso inferior.

Analizando las tipologías arquitectónicas actuales es fácil observar que uno de los desajustes acústicos más notables es la gran transmisión del ruido de impactos a través de los suelos. Siendo el suelo-techo el elemento separador de mayor superficie de contacto entre dos departamentos en un edificio, deberá acondicionársele acústicamente con mayor urgencia y cualquier mejora en este sentido será un logro considerable para la obtención de un confort acústico.

Para alcanzar una aislación eficaz del ruido de pisadas, es necesario impedir que el sonido causado por pisadas sea transmitido a otros elementos constructivos. Para lograr esto, deberá separarse la superficie de tránsito de la estructura restante de la construcción.

Para conseguir este objetivo, existen 2 alternativas:

— Cubrir el suelo con una alfombra. — Ejecutar un piso flotante.

reflejadoSonido

directoSonido

Fig. 1 Absorción acústica.

Fig. 2 Aislación del sonido transmitido por el aire.

Fig. 3 Aislación del ruido de pisadas.

La alfombra viene a constituir una solución momentánea e incompleta, puesto que se desgasta o puede ser removida y por otra parte, prácticamente no mejora en

Índice de reducción acústica

mínima 45 dB.

Índice de reducción acústica mínima 45 dB

Presión acústica de impacto normalizado máx. de 75 dB acústica

nada la aislación del ruido transmitido por el aire que también es preciso considerar.Todo esto nos lleva a la conclusión de que la solución óptima es el "piso flotante".El término de piso flotante proviene de la sobrelosa de hormigón sobre la que descansa la carga útil y la carga de tránsito de una habitación, que no tiene contacto alguno con los elementos constructivos estructurales.

ruido depisadas

ruido transmitidopor el aire

Fig. 4 Efecto aislante de una alfombra.

ruido depisadas

ruido transmitidopor el aire

Fig. 5 Aislación de un piso flotante.

Un piso flotante se constituye de la siguiente manera: sobre la losa de hormigón armado se coloca una capa de planchas de Aislapol elastificado, sobre éstas se coloca un folio de polietileno o fieltro y sobre esto una capa de hormigón (según cálculo), que conforma la sobrelosa del piso. La finalidad de este diseño, es disponer la placa que conforma la sobrelosa de tal manera que no entre en contacto en ninguna parte con los muros o con la losa de hormigón. En la fig. 6 se representa este diseño en un punto de encuentro de esquina.

Zócalo

Terminación de pisoPavimentoFolio de polietilenoAislapol elastificadoLosa

Fig. 6 Esquema de un piso flotante.

Principios teóricos

Tal como lo ilustra el dibujo esquemático (fig. 7) el pavimento flotante forma un sistema oscilante que se compone de masa (masa de la sobrelosa = m) y muelle (rigidez dinámica de la capa amortiguadora de Aislapol=S'). La fuerza transmitida por este sistema (pavimento y capa amortiguadora de planchas de Aislapol) a su base (losa de hormigón) disminuye cuanto mayor es la frecuencia de la fuerza vibratoria, respecto a la frecuencia de resonancia del sistema de oscilación.

Para mejorar la aislación del ruido de pisadas de una losa de hormigón por medio de un piso flotante, la teoría nos

proporciona la siguiente fórmula:

0f

f 40logΔL (dB) (1)

en que:L = mejora de la aislación del ruido de pisadas. f = cualquier frecuencia superior a f0.f0 = frecuencia de resonancia de la sobrelosa.

m

s'

Fig. 7 Principio de acción de un piso flotante.

De la ecuación (1) resulta que para una frecuencia determinada, la mejora de la aislación del ruido de pisadas, L, es mayor cuanto menor se hace f0.

El piso flotante es un sistema que se puede asimilar al de un elemento constructivo de 2 hojas en que una de las masas está formada por la sobrelosa y el resorte por la capa amortiguadora intermedia. La frecuencia de resonancia f0, a partir de la cual es efectivo el sistema de doble placa del piso se calcula según la fórmula:

LS0 M

1

M

1's500f (Hz) (2)

en que:MS = masa de la sobrelosa por unidad de superficie (kg/cm2).ML = masa de la losa por unidad de superficie (kg/cm2).S’ = rigidez dinámica de la capa intermedia (kg/cm3).

La rigidez dinámica S’ se define como el cuociente entre el módulo de elasticidad dinámica Edin(kg/cm2) y el espesor de la capa amortiguadora intermedia ea (cm):

a

din

e

E's (3)

Considerando que el efecto de aislación de la sobrelosa recién empieza por sobre la frecuencia de resonancia f0, esta deberá ser lo más baja posible. De la fórmula (2) se deduce que la frecuencia de resonancia depende del peso superficial de la sobrelosa y de la rigidez dinámica S’ de la capa amortiguadora.

En el caso de un peso superficial usual de alrededor de 300 kg/m2 de la losa estructural, se puede despreciar la influencia de su masa.

Para una losa con un peso superficial de 300 kg/m2 y un peso superficial de la sobrelosa bajo 100 kg/m2 (relación de peso 3:1) la masa de la losa estructural casi no tiene importancia para la frecuencia de resonancia.

100 200Frecuencia400 800

Hz1600 3200

0

-5

20

10

30

40

50

dB

Fig. 8 Aproximación teórica a la curva de mejora del ruido de pisadas.

Por esta razón se puede determinar la medida de mejoramiento acústico a esperar de un piso flotante en base a la rigidez dinámica de la capa intermedia y el peso superficial de la sobrelosa. Ver fig. 9.

Se puede por lo tanto mantener f0 pequeña haciendo mayor MS, es decir, aumentando el peso de la sobrelosa o bien dejando el valor S’ lo más bajo posible. Si se aumenta la masa MS y con ello también el peso entonces se está aumentando obligadamente la carga de la losa, con lo que se encarece mucho la construcción. La mejor solución es, por lo tanto, mantener S’ lo más pequeño posible, por lo que el material amortiguador a emplear como capa de aislación debe ser de baja rigidez dinámica (S’).

Las normas de los requisitos de protección del ruido de pisadas de los pisos son muy parecidas en todos los países. Los criterios se refieren al diseño y al peso del piso. En la norma DIN 52210 se ha definido cuantitativamente un procedimiento de medida y evacuación de la protección al ruido de pisadas. En la norma DIN 4109 “Protección acústica en la edificación” se han establecido los requisitos y ejemplos de ejecución. Estas normas antes citadas son normas teóricas. Para que los materiales de construcción cumplan con las exigencias establecidas en ellas, se crearon también normas para los materiales. Un material, para ser admitido como apropiado, debe cumplir con los valores de medición establecidos en estas normas. En Chile, la aplicación del Aislapol esta controlada por la norma NCh 1070 (También se recomienda la norma DIN 18164).

La norma DIN 18164 establece que en las losas pesadas (pisos de una o dos capas con un peso total, excluida la sobrelosa, de 350 kg/m2 como mínimo) que para frecuencias bajas ya ofrecen una aislación suficiente del sonido transmitido por el aire y del ruido de pisadas, la rigidez dinámica de la capa elástica intermedia será de máximo 9 kg/cm3.

En el caso de losas más livianas (pisos de una capa con un peso total, excluida la sobrelosa, de al menos 225 kg/m2) la rigidez dinámica deberá ser de 3 kg/cm3.

Antes de entrar en mayores detalles sobre la rigidez dinámica de distintos tipos de planchas aislantes de Aislapol (ver capitulo “Formas de suministro”) deberá explicarse brevemente como se compone la rigidez dinámica de estos materiales.

No solamente son factores determinantes la rigidez de la estructura del poliestireno sino también la “rigidez” del aire aprisionado y la rigidez de contacto.

La rigidez de contacto se debe a que en un piso flotante la capa aislante está en contacto solamente en algunos puntos con el hormigón del suelo y lo mismo es válido para la sobrelosa con respecto a la capa aislante. Esta rigidez queda determinada por la forma de la superficie de la losa, de la placa aislante y de la superficie inferior de la sobrelosa.

Con ayuda de un modelo sencillo (ver fig. 10) se pueden imaginar la rigidez de la estructura y la rigidez del aire como resortes conectados en paralelo, en los cuales está montada en serie la rigidez de contacto.

1

LG

l

)EE(S

(1) y

2

LLGK l

E)1()EE(S

(2)

KS

1

S

1

'S

1 (3)

De (1), (2) y (3) se deduce que:

GL

2

LG

1

EE

l

EE

l

'S

1

(4)

en que:

EG = módulo de elasticidad de la estructura del Aislapol.EL = módulo de elasticidad isotermo del aire. S = rigidez del Aislapol. SK = rigidez de contacto. = porción soportante de superficie.

La rigidez dinámica S' del Aislapol se puede reducir para un mismo espesor total, según (4), reduciendo el módulo de elasticidad de la estructura del material o bien se aumenta l2, o se disminuye (por ej. placas perfiladas de Aislapol).

Por lo tanto, la rigidez dinámica de las planchas de Aislapol se puede reducir si se disminuye la rigidez de su estructura o su rigidez de contacto, Esto significa que en la práctica, las planchas de Aislapol deben ser tratadas o conformadas de distintas maneras para obtener este efecto.

El tratamiento posterior más eficaz consiste en comprimir las planchas mediante rodillos. En este caso se obtiene, con un aplastamiento de un 40%, el valor límite de la rigidez dinámica.

La rigidez dinámica de las planchas de Aislapol no solo depende de su tratamiento posterior, sino también de su espesor. De esto se deduce que, para losas de bajo peso propio deben emplearse planchas elastificadas de aproximadamente 20 mm. de espesor o más. cuya rigidez dinámica resulta inferior a 3 kg/cm3.

Formas de suministro

Como ya se ha dicho, las planchas de Aislapol para la aislación del ruido de pisadas deberán someterse a un tratamiento especial. Este consiste en someterlas a un proceso mecánico (prensado) posterior a su fabricación. Así se aprovecha la escasa rigidez de la estructura del

poliestireno y del aire encerrado en él.

La rigidez de contacto se aprovecha en este caso, sólo por el apoyo irregular de las planchas sobre la losa.

Para disminuir la rigidez de contacto de las planchas, se

puede colocar una capa de cartón perfilado (embreado) debajo de ellas durante la ejecución de un piso flotante.

Las planchas de Aislapol aptas para la aislación del ruido de pisadas se denominan planchas de Aislapol elastificado.

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IT 1040 AISLAPOL – GRUPO BASF

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