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3.1.5.1. MATERIALES POROSOS
Los materiales porosos estn constituidos por una estructura que
configura una elevada cantidad de intersticioso poros comunicados
entre s. Los materiales de estructura fibrosa se ajustan
exactamente a esta configuracin.
Al incidir una onda acstica sobre la superficie del material, un
importante porcentaje de la misma penetra porlos intersticios;
haciendo entrar en vibracin a las fibras, con lo que se produce una
transformacin en energacintica de parte de la energa acstica.
Por otra parte, el aire que ocupa los poros entra en movimiento,
producindose unas prdidas de energa por elrozamiento de las
partculas con el esqueleto, que se transforma en calor.
Como quiera que la seccin de que dispone la onda acstica est
limitada por el esqueleto o elemento slido, secomprende que el
comportamiento del material depender de la porosidad del mismo.
Efectivamente, la elevada absorcin acstica de los materiales
constituidos por fibras de vidrio o roca es explica-ble a su
elevada porosidad, que puede rebasar el 99%.
No obstante, como quiera que los espesores de capa que
normalmente se utilizan son muy limitados, por pro-blemas de
espacio y costo, la absorcin acstica con materiales porosos es muy
elevada a las altas frecuencias ylimitada a las bajas.
Efectivamente, para obtener un grado de absorcin del 99%, es
necesario un espesor de ais-
lamiento para una determinada frecuencia; equivalente a /4 (
longitud de onda).
Fig. 9. Absorcin acstica de paneles de lana de roca ROCLAINE de
densidad 70 kg/m3 apoyados sobre una superficie rgida.
En la f igura 9 aparecen las curvas de absorcin acstica de un
panel de lana de roca con d iferentes espesores.
Observando las mismas, puede apreciarse lo anteriormente
expuesto: la influencia del espesor sobre el coefi-ciente de
absorcin. Efectivamente, as como para las altas frecuencias el
comportamiento est muy en lneapara los cuatro espesores
considerados, en las medias y especialmente en bajas frecuencias,
se aprecia clara-mente la ganancia obtenida al aumentar el
espesor.
Otros factores de influencia son los espacios vacos entre el
material absorbente y la pared rgida (cmara) y
losrevestimientos.
La cmara acta como un implementador del espesor real del
material, de modo que se consiguen absorcionesms elevadas para un
mismo producto segn su d isposicin est ms alejada de la pared
rgida.
Este hecho tiene especial relevancia en las bajas y medias
frecuencias, pero no en las altas, ya que en stas loscoeficientes
de absorcin son de por s muy elevados.
El otro aspecto importante es el revestimiento con el que se
presentan habitualmente estos productos para sucomercializacin como
techos acsticos.
Los revestimientos pueden ser de dos clases: porosos e
impermeables.
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COEFICIEN
TEDEABSORCIN
S
FRECUENCIA f (Hz)
30 mm espesor
50 mm espesor
1
2
70 mm espesor
90 mm espesor
3
4
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Si el revestimiento es poroso, no presenta una impedancia
importante al paso del aire, por lo que los valores deabsorcin del
material base no resultan modificados prcticamente. Es el caso de
los revestimientos de tej idos defibra de vidrio u otros materiales
y las aplicaciones de pinturas con pistola.
Los revestimientos impermeables (lminas plsticas o metlicas)
modifican sustancialmente el espectro absorben-
te acstico del material de base, sobre todo a partir de las
frecuencias en que la resistencia de masa de la lminasupera la
impedancia del aire.
M > B c - Frecuencia angular [ = 2f] (Hz)
M - Masa de la lmina (kg/m2)
B - Densidad del aire (kg/m3)
c - Velocidad del sonido del aire (m/seg).
De acuerdo con esta relacin, una lmina plstica de 50 m o de
aluminio de 25 m puede considerarse per-meable al sonido hasta los
1.000 Hz. Para frecuencias ms altas, disminuye lentamente la
permeabilidad al soni-do, y por lo tanto, la absorcin de acuerdo
con la ley de masa.
Fig. 10. Absorcin acstica de paneles de lana de vidrio 30 mm,
con revestimiento poroso o lmina impermeable.
En la figura 10 se encuentran representados estos aspectos.
Las curvas 1, 2 y 3 corresponden al mismo material base con
revestimiento poroso. Los valores de absorcinacstica directamente
apoyados sobre superficie rgida son menores a frecuencias bajas y
medias que si la cma-ra es de 10 o 20 cm.
La curva 4 corresponde al mismo material base, pero revestido
con lmina impermeable de permeabilidad acs-tica hasta frecuencias
de 250-400 Hz, debido a que la masa de la lmina es importante en
este caso. A partir deesas frecuencias, la lmina refleja buena
parte del sonido incidente, por no ser permeable al mismo, lo que
redu-ce el coeficiente de coeficiente de absorcin sonora, actuando
como un sistema de resonador de placa.
Se incorpora una tabla extrada del libro Acstica en los
edificios, de M. Meisser, donde estn agrupados tipo-lgicamente
diversos materiales, indicando tambin su comportamiento a distintas
gamas de frecuencias,donde:
G = gama de sonidos graves.M = gama de sonidos medios.A = gama
de sonidos agudos.
COEFICIENTEDEABSORCIN
S
FRECUENCIA f (Hz)
1
2
Revestimiento poroso sobre superficie rgida
Revestimiento poroso sobre cmara de 10 cm.
Revestimiento poroso sobre cmara de 20 cm.
Revestimiento de lmina impermeable sobre cmara de 25 cm.
3
4
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3.1.5.3. RESONADORES DE AGUJERO O DE HELMHOLTZ
La constitucin de los resonadores de agujero es en esencia la
misma que los resonadores de placa, con la dife-rencia de que la
placa u hoja va provista de perforaciones. Al igual que en los
resonadores de placa, debe cua-
dricularse el espacio de aire, a fin de evitar la propagacin de
sonido paralela a la placa.El tamao de las cuadrculas debe ser
pequeo en comparacin con la longitud de onda del sonido a
amorti-guar.
Con este tipo de resonadores se consigue, para un espesor
limitado, un elevado grado de absorcin para lagama de frecuencias
medias. La amortiguacin en este caso est determinada por el
rozamiento del aire con lasparedes de las perforaciones, acompaado
de un desprendimiento de calor. Como en caso de los resonadoresde
placa, el relleno del espacio de aire con un material poroso a base
de lana mineral aumenta el grado deabsorcin.
En la figura 12 se representa la curva de absorcin de un
resonador de agujero, compuesto por una placa rgi-da de 9,5 mm de
espesor y un 8,3% de superficie perforada, con un espacio de aire
de 50 mm relleno con lanade roca.
La frecuencia de resonancia del resonador viene dada en este
caso por la expresin:
donde:
c - Velocidad del sonido en el aire (m/seg).
- Relacin superf icie perforada/superficie total (m2/m2).
I - Profundidad efectiva del agujero (m).
d - Espesor de la capa de aire (m).
Fig. 12. La curva corresponde a una placa rgida de 9,5 mm con
agujeros de 15 mm de dimetro, distanciados a 46 mm(superficie
agujeros 8,3%), separada de la pared a 50 mm y rellena la cmara con
lana de roca
l d
c
2 'fo =
FRECUENCIA f (Hz)
COEFICIENTEDEABSORC
IN
S
