TALLER DE MÚSICA EN VIVOUnidad 1: Control de Ruido

Semana 3: Pérdida por Transmisión

SITUACIÓN DE AISLAMIENTO EN TERRENO

PÉRDIDA POR TRANSMISIÓN

• La ley de masas sólo se cumple en un intervalo de frecuencias determinado por las características de una pared real.

PÉRDIDA POR TRANSMISIÓN

• La frecuencia fo es llamada “Frecuencia natural de la pared”, y depende de la masa de la pared y de las sujeciones perimetrales de ésta.

• La frecuencia fc es llamada “frecuencia de coincidencia”, y puede calcularse con la siguiente fórmula:

fc = C22πd

12ρE (1− µ2 )

donde:CdρµE

: Velocidad del sonido (m/s) : Espesor de la pared (m) : Densidad del material de la pared (kg/m3) : Coeficiente de Poisson (dependiente del material) : Módulo de Young (N/m2)

PÉRDIDA POR TRANSMISIÓN

• La zona de «dominio de la elasticidad» (para frecuencias inferiores a fo ), corresponde en general a muy bajas frecuencias y con un aislamiento descendente hasta fo , donde es casi nulo.

• En la zona de «dominio de la masa», comprendida entre fo y fc se cumple efectivamente la ley de masa.

• Finalmente, en la zona del «dominio del amortiguamiento interno» (para frecuencias mayores a fc ) el aislamiento baja de modo considerable hasta alcanzar un mínimo en fc y aumenta desde ese valor de un modo progresivo. “Extensión de la ley de Masa”

CARACTERÍSTICAS

PÉRDIDA POR TRANSMISIÓN

• Las pérdidas por transmisión indican cuánta energía sonora se disipa en forma de calor al atravesar una cierta pared o un cierto panel.

• Estas pérdidas dependen sobre todo de la densidad superficial de masa de la pared, de su rigidez y del amortiguamiento en el material que conforma la pared.

• En las construcciones típicas, estas pérdidas varían entre 30 y 70 dB.

CARACTERÍSTICAS

PÉRDIDA POR TRANSMISIÓN

• En la región controlada por la masa, los valores teóricos tienden a diferir de los valores experimentales.

Teórico

Experimental

PAREDES MÚLTIPLES

PÉRDIDA POR TRANSMISIÓN

• Anteriormente se mostró el valor real del aislamiento acústico de una pared simple.

• Si dicha pared de masa m es dividida en dos paredes (capas) de masas m1 y m2 , y se las separa a una distancia d, el conjunto ofrece un aislamiento acústico superior al de la pared simple de masa equivalente.

• Este hecho representa un paso importante en el aligeramiento de las soluciones constructivas para un mismo valor de aislamiento acústico.

• Además este aligeramiento puede ser muy notable con la utilización de materiales ligeros blandos a la flexión (es decir, de fc elevada)

PAREDES MÚLTIPLES

PÉRDIDA POR TRANSMISIÓN

• En este caso, aparecen algunas frecuencias, en cuyo entorno existe una fuerte reducción del aislamiento.

• Se trata de la «frecuencia natural del sistema» y de las «frecuencias de cavidad», que dan lugar a zonas dominadas por diversos factores de influencia.

• La Frecuencia natural se puede calcular de la siguiente forma:

fo = 12π K m1+m2

m1⋅m2 [Hz]

Donde: K es la rigidez del medio separador (N/m3) y m1 y m2 son las densidades superficiales de cada pared (kg/m2)

PAREDES MÚLTIPLES

PÉRDIDA POR TRANSMISIÓN

• En caso de que el material entre las paredes sea el aire, la frecuencia natural se puede calcular de la siguiente forma:

fo = 615d

1m1 +

1m2 [Hz]

Donde: d es espesor de la capa de aire (cm) y m1 y m2 son las densidades superficiales de cada pared (kg/m2)

• Esta frecuencia inversamente proporcional a las masas y a la distancia entre las paredes.

• Aquí el aislamiento acústico es muy bajo, por tanto, se debe conseguir que esta frecuencia sea lo más baja posible, ya que la sensibilidad del oído disminuye al disminuir la frecuencia.

• Normalmente se busca que esta frecuencia esté por debajo de los 100 Hz.

PAREDES MÚLTIPLES : OBSERVACIONES

PÉRDIDA POR TRANSMISIÓN

• En la zona de «dominio de la elasticidad» (frecuencias menores a fo), el comportamiento del sistema es idéntico al de una sola pared de masa total m1 + m2 .

• En la frecuencia natural, prácticamente no existe pérdida por transmisión.

• En la zona de «dominio de las masas» (frecuencias entre la frecuencia natural y la frecuencia de cavidad) el aislamiento se hace aún más eficiente, subiendo 18 dB al duplicar la masa (en vez de 6 dB)

PAREDES MÚLTIPLES : OBSERVACIONES

PÉRDIDA POR TRANSMISIÓN

• En la zona controlada por la masa, el nivel de aislamiento teórico puede calcularse como

donde: m1,m2: densidades de masa de las paredes (kg/m2) d: espesor de la separación (m) ρ: densidad del aire (1.18 kg/m3) ω: frecuencia angular ω=2πf

R = 20 log m1⋅m2 ⋅d2ρ2C3 ω

3

MEJORAS DEL AISLAMIENTO ACÚSTICO

PÉRDIDA POR TRANSMISIÓN

• Haciendo que ambas paredes, si son del mismo material, no sean de igual espesor, para evitar el efecto de acoplamiento en una misma frecuencia crítica.

• Diseñando paredes de materiales diferentes, especialmente que uno de ellos sea blando a la flexión (placas de yeso laminado, chapa metálica...), para que al menos una de las hojas tenga una frecuencia crítica muy elevada (> 3.000 Hz)

• El límite ideal es la disposición de ambas paredes con materiales blandos a la flexión. Este es el caso de la tabiquería de montaje en seco, con placas de yeso laminado.

• Los procedimientos anteriores se deben complementar con un elemento absorbente interno en el interior de la cámara de aire (p.e.: lana de vidrio).

• El efecto de este elemento absorbente es conseguir un desacople de ambas paredes y una absorción de la energía acústica que se transmite de la pared excitada por la vibración sonora, hacia la segunda.