Comportamiento acústico panel sandwich

10.1. Contaminación acústica

Los altos niveles de ruido es otro de los factores que pueden llegar a ser muy perjudiciales para la salud de las personas. La contaminación acústica, según recientes estudios, tiene efectos en el bienestar psicológico y físico de las personas. Por esta razón es de vital importancia que los edificios, casas, naves o ambientes que vayamos a ocupar en nuestra vida cotidiana cuenten con sistemas de protección frente a los niveles acústicos para evitar así deteriorar la calidad de vida.

En ambientes urbanos, ya sean ciudades grandes o medianas o incluso ambientes rurales cercanos a carreteras, la contaminación acústica ha ido aumentando con el paso de los años debido al incremento de los medios de transporte entre otros factores. Por esta razón, actualmente la normativa se ha endurecido y regula cada vez más los niveles del ruido para asegurar una protección adecuada y no dañina para las personas. A continuación detallamos algunas causas de contaminación acústica:

  • Contaminación acústica proveniente de industrias, fábricas, etc.
  • Ruido producido por el tráfico en grandes y pequeñas ciudades
  • Locales, talleres, edificios con actividades con altos niveles de ruido

Pero, ¿qué características debe tener un edificio para cumplir con las exigencias de confort acústico? En PANEL SANDWICH GROUP hemos recopilado algunos de los factores que no deben faltar:

  • Buena protección y aislamiento al ruido en las paredes y fachadas exteriores
  • Aislamiento acústicos en las cubiertas y tejados para evitar filtraciones
  • Reducción de los niveles de ruido en entre planta y planta por sonidos cotidianos
  • Insonorización respecto a la instalaciones internas del propio edificio: conductos ventilación, ascensores, cuartos de caldera, etc.

Los niveles de contaminación acústica deben comenzar a prevenirse desde el momento cero en la construcción de nuevos edificios, de esta manera quedaran completamente integrados todos los elementos y lograr un aislamiento eficiente durante toda la vida útil del edificio.

 

10.2. Origen del sonido

El sonido es producido por una fuente externa formando vibraciones que se propagan a través del aire. Se crean ondas de presión que estimulan las partículas de aire y empiezan a vibrar transmitiendo los movimientos a otros elementos cercanos. Se producen unos movimientos en cadena que llegan hasta el oído humano, que puede llegar a percibir diferentes presiones y descodifica un determinado sonido.

Los Hercios son la unidad de medida de la frecuencia del sonido mediante ondas de vibración por segundo. El oído humano está capacitado para escuchar sonidos con frecuencias entre 0 y 20.000 Hz. Todos los sonidos que se encuentren fuera de ese rango de frecuencia se convierten en ultrasonidos/infrasonidos inaudibles.

La unidad de medida de la presión sonora es el Pascal (Pa)* que, dentro del intervalo que hemos comentado anteriormente, el oído humano puede percibir una presión mínima del 2x10-5 y un máximo de 20Pa. *(Pa=N/m2)

La fórmula para entender la presión sonora es la siguiente:

Np = 10 log p2/po2 = 20 log p/p0

Np es el nivel de presión sonora, expresada en decibelios (dB); p es la presión sonora efectiva en pascales (Pa) y p0 es la presión sonora de referencia: 2 x 10-5 pascales. Los decibelios permiten comparar fácilmente fuentes de ruido y crear un sistema de referencia, como se detalla en la siguiente tabla.

Origen acústico Presión sonora (dB)
Umbral de dolor del tímpano 140
Despegue de un avión 100
Martillo 90
Tren 80
Aspiradora 60
Oficina 50
Frigorífico 30
Habitación a prueba de ruidos 10

 

La frecuencia del sonido determina la sensibilidad del oído humano. El nivel mínimo que se puede percibir se denomina umbral de audibilidad, aunque varía según la persona y se reduce con la edad. Cuando el sonido se hace más fuerte, alcanza un nivel en que el oído humano percibe una molestia intensa: se trata del umbral del dolor y tiene un valor aproximado de unos 140 dB.

 

10.3. Parámetros acústicos fundamentales

Para entender el comportamiento de las ondas sonoras y sus consecuencias es importante conocer las tres diferentes formas de canalización de esta energía sonora cuando impacta en una estructura.  El porcentaje de sonido en cada una de estas operaciones dependerá del tipo de material y de la frecuencia del sonido.

  • Reflejo: Consiste en el reflejo a modo espejo de las ondas sonoras, es decir, un efecto rebote que consigue que no penetre en el interior de la superficie. Por tanto, el coeficiente de reflejo (ζ) medirá el porcentaje de sonido reflejado.

 

  • Absorción: Entendemos por absorción o coeficiente de absorción (α) la cantidad o porcentaje de sonido que es capaz de absorber la estructura existente. Es la relación entre la energía sonora absorbida y la energía proyectada en una superficie. Este coeficiente siempre estará comprendido entre 0 y 1.

 

  • Transmisión (τ): Consiste en la reducción de los decibelios dentro del habitáculo. Cuánto más elevado sea este índice significará un mayor aislamiento acústico.

10.4. Aislamiento y absorción acústica de los paneles sandwich

El aislamiento acústico de los paneles sandwich mide la capacidad de los mismos para frenar las ondas acústicas y que no atraviesen las chapas. Este tipo de aislamiento es una de las cualidades más buscadas en los últimos años en el sector de la construcción, sobre todo, en todos aquellos ambientes donde su propia actividad o los agentes externos a su ubicación cuentan con niveles de ruido muy elevados.

Por otro lado, la absorción acústica es un elemento que mide la proporción de energía sonora que puede absorber las chapas sandwich. Esta cualidad es decisiva en instalaciones que quieran reducir el nivel de ruido dentro de una estancia y las posibles reverberaciones. En PANEL SANDWICH GROUP todos nuestros paneles acústicos cuentan con un microperforado que ayuda a reducirlas.

10.5. Aislamiento acústico

10.5.1. Elementos que influyen en el aislamiento acústico

El sonido aéreo es el ruido que nace desde fuentes de un mismo habitáculo, altavoces, una conversación entre dos personas, radio, etc. Estas ondas se transmiten de una estancia a otra por varias vías: fachadas, suelo, puerta, la propia estructura del edificio, etc. En ocasiones este tipo de sonido es confundido con el de impacto, pero es importante diferenciar entre uno y otro. El sonido de impacto tiene su origen en golpes, pisadas y demás fuerzas que se aplican directamente sobre la estructura del edificio.

Existen dos tipos de transmisión de la energía sonora: propagación directa e indirecta.

  • Entendemos por transmisión o propagación directa cuando en una estancia la onda sonora choca contra alguna de las paredes y la vibración de la energía sonora penetra en el interior. La solución que recomendamos en PANEL SANDWICH GROUP para estos casos es realizar unos estudios escrupulosos para disminuir la vibración y niveles de ruidos para conocer con exactitud el tipo de material aislante a utilizar. Así conseguir estancias estancas y una mayor calidad de vida.
  • La propagación o transmisión indirecta se produce cuando una onda sonora penetra en el interior de una división a través de las paredes o de la propia estructura del edificio (ventanas, puertas, suelo, etc). El principal factor de conducción de las particular sonoras es el aire, por tanto, debemos prestar especial atención a las fugas de nuestra instalación y tomar las medidas adecuadas.

En ambos casos, es necesario destacar que los materiales aislantes utilizados para proteger y aislar la estancia de los niveles de ruido no siempre tendrán el mismo resultado que en las prácticas de laboratorio. Siempre dependerá del tipo de instalación y demás factores externos. Por tanto, ante el más mínimo problema siempre se recomienda estudiar el tipo de propagación (directa o indirecta) para reducir las debilidades de la instalación.

La reducción de esta energía sonora se conoce como aislamiento ante el sonido generado por vía aérea o aislamiento acústico. Para conseguir esta protección, debemos atender al modo de transmisión del sonido: propagación directa, si la energía sonora pasa directamente a través de la división, o propagación indirecta, transmitida por la estructura circundante.

10.5.2. Más conceptos básicos

Índice de reducción sonora (R): Entendemos por índice de reducción sonora de un panel sandwich al porcentaje de reducción de la transmisión sonora o capacidad de aislamiento acústico. Este indicador se mide mediante decibelios. Esta medición se obtiene en laboratorios especializados.

Índice de reducción sonora aparente (R’): También llamado volumen de aislamiento acústico aparente. A diferencia del anterior medidor, este cálculo se realiza en estancias reales donde existen y se incluyen los efectos reales de transmisión indirecta del ruido, posibles fugas, etc. Al igual que el índice anterior también se mide en decibelios.

Una de las soluciones más efectivas para insonorizar varias estancias es el panel de doble capa. El interior de ambas estructuras se rellena con el material aislante idóneo que ofrecerá un aislamiento excepcional, en nuestro caso la lana de roca.

Si bien se puede mejorar el aislamiento acústico, el ruido de baja frecuencia es costoso y difícil de detener. Esto se debe a las elevadas dimensiones de sus ondas, que tienen a cubrir todo el ambiente y hacen que la estructura vibre al unísono. En este caso, los sistemas de aislamiento corrientes no son suficientes. Desde PANEL SANDWICH GROUP recomendamos nuestros paneles acústicos con núcleo de lana de roca para reducir los niveles de ruido en hasta 35dB.

 

10.5.3. Propagación indirecta del sonido

La propagación indirecta del sonido se produce en el momento en que el sonido refleja en paredes, cubiertas y demás elementos de la estancia y llega al oyente en efecto revote. En este tipo de propagación entra el juego el tipo de onda del sonido, longitud y tamaño de los elementos con los que choca.

Este factor de propagación debe tenerse especial en cuenta en caso de trabajar con paneles sandwich. Alguna de las recomendaciones para obtener este tipo de propagación indirecta las enumeramos a continuación:

  • Una pared externa, construida con Paneles Sandwich, pasa a través de un sueldo o de una pared divisoria interior, capaz de ofrecer un alto grado de aislamiento acústico
  • Muros divisores internos, caracterizados por unos valores elevados de aislamiento acústico, conectados a un techo construido con Paneles Sandwich

 

10.5.3. Índice de reducción sonora para orificios y fisuras

El índice de reducción sonora ofrecido por orificios y fisuras es casi nulo, por lo que influye significativamente en las conexiones entre Paneles Sandwich, puertas y ventanas o cualquier otra apertura de las divisiones.

Si los orificios cuentan con material de absorción acústica, se consigue mayor reducción sonora. Por ejemplo, la conexión entre paneles de lana de roca es más fluida que los paneles de espuma rígida de poliuretano, cuya absorción acústica es menor.

La instalación de Paneles Sandwich también debe tener en cuenta el fenómeno de deflexión del panel, producido por diferentes de temperatura entre sus superficies y que puede reducir el aislamiento acústico de la chapa sandwich.

 

10.5.4. Test de aislamiento acústico para la determinación del índice de reducción sonora

El índice de reducción sonora cuenta con un método de medición común que tiene las siguientes normas internacionales:

  • EN ISO 140-3:1995 “Acústica – Medición del aislamiento acústico en edificios y de elementos de construcción – Parte 3: mediciones de laboratorio de aislamiento de elementos de construcción al sonido generado por vía aérea”
  • EN ISO 717-1:1996 “Acústica – Clasificación del aislamiento acústico en edificios y de elementos de construcción – Parte 1: aislamiento al sonido generado por vía aérea”

Este ensayo se realiza en dos cámaras adyacentes: una es la cámara fuente, donde se sitúa una fuente sonora, y la otra es la cámara de recepción. La separación es una pared común con una apertura donde se fija la muestra del material que se va a probar. Para asegurar que toda la energía sonora se dirige a este punto, las cámaras son reverberantes.

El resultado de la prueba se expresa mediante la siguiente fórmula, que recoge el nivel de presión sonora medio en la cámara fuente (L1, expresado en decibelios) y el de la cámara de recepción (L2).

R = L1 - L2 + 10 log S – 10 A

Aquí también se considera el área del panel de muestra (S, expresado en m2) y la absorción total de la cámara de recepción (en m2).

Al final del ensayo, el organismo de certificación pondera los resultados obtenidos y emite un informe que recoge el índice de reducción sonora según varias frecuencias.

10.5.5. Valores de aislamiento acústico de las chapas sandwich

El Panel Sandwich de lana de roca o panel acústico, cuenta con unas propiedades acústicas muy buenas que reducen los niveles de ruido más elevado en hasta 35Db. Al contrario que las chapas sandwich con núcleo de poliuretano que no ofrece un buen rendimiento acústico, la lana de roca ofrece índices muchos mayores de absorción acústica y se ha convertido en la opción más popular en profesionales del sector. Esta capacidad depende del grosor del panel y sus índices se recogen a continuación:

Espesor (mm) Índice de reducción sonora R (dB)
50 27
80 28
100 30
120 32
150 33

 

10.6. Absorción acústica

10.6.1. Características y medición

Las chapas sandwich de PANEL SANDWICH GROUP se han convertido en los materiales de construcción más empleados en la construcción de todo tipo de proyectos variados, tanto en ambientes industriales, residenciales, agrícolas y entornos con altos niveles acústicos. Su gran popularidad reside en las excelentes cualidades técnicas (aislamiento térmico, acústico, protección y alto nivel estético) que permanece contante a lo largo de toda la vida útil del mismo con un mantenimiento muy sencillo.

No obstante, en ambientes donde la actividad es constante se suelen generar niveles acústicos muy elevados que exceden la protección de los paneles sandwich. Para todas estas situaciones límite que ponen en peligro la calidad de vida de las personas que hace vida cotidiana en ellos es recomendable siempre la instalación de materiales secundarios de protección y absorción acústica debajo de los tejados, paredes, mobiliarios, etc.

A pesar de contar con medidas secundarias, lo realmente efectivo es utilizar los paneles sandwich específicamente desarrollados para el aislamiento acústicos y absorciones acústicas adecuadas. En PANEL SANDWICH GROUP disponemos de panel acústico con núcleo interno fibras minerales de lana de roca, recubierto por dos placas metálicas de acero, una de ellas microperforada que permite reducir las reverberaciones y absolver los elevados niveles de ruido.

La capacidad de un producto o material de absorber el sonido de mide mediante el coeficiente de absorción sonora, que no es otra cosa que la relación entre la energía sonora incidente y la energía sonora absorbida por los paneles sandwich. Esta característica varía en función de los diferentes niveles de frecuencia del sonido. El coeficiente de absorción acústico varía entre el cero, reflejo total, y el 1, absorción total.

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