Aislamiento. Conceptos fundamentales
1 Onda acústica aérea
Es una vibración del aire caracterizada por una sucesión periódica en el tiempo y en el espacio de expansiones y compresiones.
2 Presión acústica
Símbolo: P
Unidad: Pascal Pa (1 Pa = 1 N/m2)
Es la diferencia entre la presión total instantánea en un punto determinado, en presencia de una onda acústica, y la presión estática en el mismo punto.
3 Frecuencia
Símbolo: f
Unidad: herzio Hz
Es el número de pulsaciones de una onda acústica senoidal ocurridas en un tiempo de un segundo. Es equivalente al inverso del periodo.
4 Frecuencias preferentes
Son las indicadas en la Norma UNE 74.002-78, entre 100 Hz y 5.000 Hz. Para bandas de octava son: 125, 250, 500, 1000, 2000 y 4000 Hz. Para tercios de octava son: 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500, 3150, 4000 y 5000 Hz.
5 Frecuencia fundamental
Es la frecuencia de la onda senoidal, componente de una onda acústica compleja, cuya presión acústica, frente a las restantes ondas componentes, es máxima.
6 Sonido
Es la sensación auditiva producida por una onda acústica. Cualquier sonido complejo puede considerarse como resultado de la adición de varios sonidos producidos por ondas senoidales simultáneas.
7 Armónico
Recibe el nombre de sonido armónico, de otro dado, el que tiene una frecuencia múltiplo de la frecuencia de éste. Todo sonido complejo puede considerarse como adición de un sonido fundamental, caracterizado por la frecuencia fundamental, y diversos sonidos armónicos.
8 Octava
Es el intervalo de frecuencias comprendido entre una frecuencia determinada y otra igual al doble de la anterior.
9 Ruido
Es una mezcla compleja de sonidos con frecuencias fundamentales diferentes. En un sentido amplio, puede considerarse ruido cualquier sonido que interfiere en alguna actividad humana.
10 Espectro de frecuencias
Es una representación de la distribución de energía de un ruido en función de sus frecuencias componentes.
11 Ruidos blanco y rosa
Son ruidos utilizados para efectuar las medidas normalizadas. Se denomina ruido blanco al que contiene todas las frecuencias con la misma intensidad. Su espectro en tercios de octava es una recta de pendiente 3 dB/octava. Si el espectro, en tercios de octava, es un valor constante, se denomina ruido rosa.
12 Potencia acústica
Símbolo: W
Unidad: vatio W
Es la energía emitida en la unidad de tiempo por una fuente determinada.
13 Intensidad acústica
Símbolo: I
Unidad: vatio por metro cuadrado W/m2
Es la energía que atraviesa, en la unidad de tiempo, la unidad de superficie perpendicular a la dirección de propagación de las ondas.
14 Nivel de presión acústica
Símbolo: Lp
Unidad: decibelio dB
Se define mediante la expresión siguiente:
Lp = 20 Log P/ P0
donde: P es la presión acústica considerada, en Pa.
Po es la presión acústica de referencia que se establece en 2.10 -5 Pa.
15 Nivel de intensidad acústica
Símbolo: Li
Unidad: decibelio dB
Se define mediante la expresión siguiente:
Li = 10 Log I/ I0
donde:
I es la intensidad acústica considerada, en W/m2
Io es la intensidad acústica de referencia, que se establece en 10-12 W/m2
16 Nivel de potencia acústica
Símbolo Lw
Unidad: decibelio dB
Se define mediante la expresión siguiente:
Lw = 10 Log W/ W0
donde:
W es la potencia acústica considerada, en W
WO es la potencia acústica de referencia, que se establece en 10-12 W.
17 Composición de niveles
Cuando los distintos niveles Li a componer proceden de fuentes no coherentes, caso habitual en los ruidos complejos, el nivel resultante viene dado por la siguiente expresión:
L = 10 log (Σi 10(Li/10))
donde:
Li es el nivel de intensidad o presión acústica del componente i en dB.
18 Tono
Es una caracterización subjetiva del sonido o ruido que determina su posición en la escala musical. Esta caracterización depende de la frecuencia del sonido, así como de su intensidad y forma de onda.
19 Timbre
Es una caracterización subjetiva del sonido que permite distinguir varios sonidos del mismo tono producidos por fuentes distintas. Depende de la intensidad de los distintos armónicos que componen el sonido.
20 Sonoridad
Es una caracterización subjetiva del sonido que representa la sensación sonora producida por el mismo a un oyente. Depende fundamentalmente de la intensidad y frecuencia de sonido.
21Nivel de sonoridad
Se dice que el nivel de sonoridad de un sonido o de un ruido es de n fonios cuando, a juicio de un oyente normal, la sonoridad, en escucha biaural, producida por el sonido o ruido es equivalente a la de un sonido puro de 1000 Hz continuo, que incide frente al oyente en forma de onda plana libre, progresiva y cuyo nivel de presión acústica es n dB superior a la presión de referencia Po.
22 Escala ponderada A de niveles, decibelio A
Escala de medida de niveles que se establece mediante el empleo de la curva de ponderación A, incluída en la Norma UNE 21-314-75, para compensar las diferencias de sensibilidad que el oído humano tiene para las distintas frecuencias dentro del campo auditivo.
Se utiliza como unidad el decibelio A, dBA.
En el margen de frecuencias de aplicación de esta Norma, la curva de ponderación A viene definida por los siguientes valores:
Frecuencia ( Hz)
100
125
160
200
250
315
400
500
630
800
1000
1250
1600
2000
2500
3150
4000
5000
Ponderación (dBA)
19,1
16,1
13,4
10,9
8,6
6,6
4,8
3,2
1,0
0,8
0
0,6
1,0
1,2
1,3
1,2
1,0
0,5
23 Coeficiente de absorción
Símbolo: α
Es la relación entre la energía acústica absorbida por un material y la energía acústica incidente sobre dicho material, por unidad de superficie.
24 Absorción acústica
Símbolo: A
Unidad: metro cuadrado, m2.
Es la magnitud que cuantifica la energía extraída del campo acústico cuando la onda sonora atraviesa un medio determinado o en el choque de la misma con las superficies límites del recinto.
Puede calcularse mediante las siguientes expresiones:
Af = α f · S
A = α m · S
donde:
Af es la absorción para la frecuencia f en m2.
A es la absorción media en m2.
α f es el coeficiente de absorción del material para la frecuencia f.
α m es el coeficiente medio de absorción del material.
S es la superficie del material, en m2.
25 Reverberación
Es el fenómeno de persistencia del sonido en un punto determinado del interior de un recinto, debido a reflexiones sucesivas en los cerramientos del mismo.
26 Tiempo de reverberación
Símbolo: T
Unidad: segundo s
Es el tiempo en el que la presión acústica se reduce a la milésima parte de su valor inicial (tiempo que tarda en reducirse el nivel de presión en 60 dB) una vez cesada la emisión de la fuente sonora. En general es función de la frecuencia. Puede calcularse con cierta aproximación, mediante la siguiente expresión:
T = 0,163 V/A
donde:
V es el volumen del local, en m3.
A es la absorción del local. en m2.
27 Resonadores
Son dispositivos absorbentes de acción preferente en bandas estrechas de frecuencias alrededor de una frecuencia de resonancia fr, para la cual la absorción es máxima .
28 Materiales porosos
Materiales absorbentes de estructura alveolar, granular, fibrosa, etc., que actúan por degradación de la energía mecánica en calor, debida al rozamiento del aire con las superficies del material. Su coeficiente de absorción crece con la frecuencia.
29 Aislamiento acústico específico de un elemento constructivo
Símbolo: a
Unidad: decibelio, dB
En general es función de la frecuencia.
Se define mediante la siguiente expresión:
a = 10 log Ii /IT = LIi - LIT, en dB
donde:
Ii es la intensidad acústica incidente.
IT es la intensidad acústica transmitida.
LIi es el nivel de intensidad acústica incidente.
LIT es el nivel de intensidad acústica transmitida.
30 Aislamiento acústico bruto de un local respecto a otro.
Símbolo: D
Unidad: decibelio dB
Es equivalente al aislamiento acústico específico del elemento separador de los dos locales. Se define mediante la siguiente expresión:
D = LI1 - LI2, en dB
donde:
LI1 es el nivel de intensidad acústica en el local emisor.
LI2 es el nivel de intensidad acústica en el local receptor.
31 Aislamiento acústico normalizado a ruido aéreo
Símbolo: R
Unidad: decibelio dB
Aislamiento de un elemento constructivo medido en laboratorio en condiciones señaladas en la Norma UNE 74-040-84 (3). Se define mediante la siguiente expresión:
R = D + 10 log (S/A) = LI1 - LI2 + 10 log (S/A), en dB
donde:
S es la superficie del elemento separador, en m2
A es la absorción del recinto receptor, en m2
32 Aislamiento acústico en dBA
Es la expresión global, en dBA, del aislamiento acústico normalizado R.
33 Aislamiento de un elemento constructivo simple
El aislamiento específico de un elemento constructivo es función de sus propiedades mecánicas, y puede calcularse aproximadamente por la ley de masa, que establece que la reducción de intensidad acústica a través de un determinado elemento es función del cuadrado del producto de la masa unitaria m por la frecuencia considerada f.
a ≈ (f · m)2 ecuación que expresada en decibelios se transforma en: a ≈10 log (f · m)2.
De donde se deduce que para una frecuencia fija, el aislamiento aumenta en 6 dB cuando se duplica la masa. Análogamente, para una masa dada, el aislamiento crece 6 dB al duplicar la frecuencia.
34 Frecuencia de coincidencia.
Lo expuesto en el epígrafe anterior se obtiene a partir de un modelo físico simplificado, formado por masas independientes, mientras que en la realidad la naturaleza elástica de los elementos entraña la correspondiente ligazón entre las masas. En una zona de frecuencias determinada en torno a la que se denomina frecuencia de coincidencia fc, la energía acústica incidente se transmite a través de los paramentos en forma de ondas de flexión, que se acoplan con las ondas del campo acústico produciéndose una notable disminución del aislamiento. La frecuencia de coincidencia fc se define mediante la siguiente expresión:
donde:
d es el espesor del paramento, en m
e es la densidad del material del paramento en kg/m3
σ es el coeficiente elástico de Poisson del material. E es el módulo de elasticidad de Young del material, en N/m2
35 Aislamiento de elementos constructivos múltiples
La dependencia entre el aislamiento y la masa y la necesidad de obtener valores de aislamiento cada vez más exigentes, hacen preciso utilizar sistemas y medios apropiados, que garanticen el aislamiento exigido sin que la masa crezca desproporcionadamente al aislamiento. La solución más usual es la de fraccionar el elemento en dos o más hojas separadas entre si, aunque prácticamente no se puede conseguir totalmente la separación, por lo que la vibración de una de las hojas se transmite a las otras en mayor o menor grado. El comportamiento de los elementos múltiples depende de diversos factores que se estudian a continuación.
35.1 Influencia de la ligazón elástica entre las hojas componentes.
35.2 Influencia de la ligazón rígida entre las hojas componentes.
35.3 Influencia de los elementos constructivos adyacentes. Transmisiones indirectas.
35.4 Influencia de la estructura.
36 Aislamiento global de elementos constructivos mixtos.
En el campo de la edificación es normal la presencia de elementos formados por elementos constructivos distintos, caracterizados por aislamientos específicos muy diferentes entre sí. El aislamiento acústico del elemento debe ser estudiado, en este caso, desde un punto de vista global, contemplando las áreas de los distintos elementos y sus aislamientos específicos. El aislamiento acústico global ag de un elemento mixto puede calcularse mediante la siguiente expresión:
donde:
Si es el área del elemento constructivo i, en m2.
ai es el aislamiento específico del elemento constructivo de área Si' en dB.
En el caso más sencillo de un cerramiento con ventana, de áreas Sc Y Sv Y de aislamientos ac y av correspondientes respectivamente a las partes ciegas y de ventana, aplicando la expresión anterior se obtiene:
Según esto el aislamiento global de un elemento constructivo mixto es como máximo 10 dB mayor que el del elemento constructivo más débil desde el punto de vista acústico, por lo que en el caso de fachadas será preciso, para mejorar el aislamiento acústico, mejorar el aislamiento de las ventanas frente al de las partes ciegas.
En cualquier caso, es de resaltar como problema especifico de los parámentos, el problema que generan las holguras y las rendijas de las carpinterías, ya que pueden causar disminuciones de aislamiento del orden de 3 a 5 dB y cuyo único tratamiento son las bandas de estanquidad y los resaltes. Igualmente importante es la disminución de aislamiento que se produce por causa de las rendijas que aparecen en cerramientos con persianas enrollables exteriores, que se cifra en 5 dB, y cuyo refuerzo debe hacerse minimizando estas rendijas, colocando bandas de estanquidad, reforzando la estructura de la caja, y añadiendo un tratamiento absorbente en el interior.
37 Nivel de ruido de impacto normalizado Ln
Es el nivel de ruido producido por la máquina de impactos que se describe en la Norma UNE 74-040 84 (6), en el recinto subyacente.
Se define mediante la siguiente expresión:
Ln = L + 10 log (A/10)
donde:
L es el nivel directamente medido en dB.
A es la absorción del recinto en m2.
38 Intensidad de percepción de vibraciones K
Es un parámetro subjetivo obtenido como media experimental de gran número de ensayos. Corresponde a la percepción subjetiva de las vibraciones en el margen de 0,5 a 80 Hz. Se define mediante la siguiente expresión empírica.
donde:
aa es la amplitud de la aceleración en m/s2
b es un coeficiente experimental de valor 12,5 s2/mm.
fo es 10 Hz.
