La aislación acústica consiste en impedir que un sonido o vibraciones se transfieran de un medio a otro (por ej.: de una habitación a otra contigua). En este post se exponen conceptos básicos y consejos prácticos sobre aislación.
Caundo se piensa en aislación, generalemente no se considera la calidad de sonido en el interior de una habitación, sino la capacidad de la habitación de contener el sonido generado en su interior. Es decir, se piensa en aislación acústica y no en acondicionamiento acústico (ver post anterior).
Como muestra la ilustración, el sonido tiene diversos caminos para transmitirse al exterior de una habitación. Puede transmitirse por vía aérea, como por ej: el espacio de aire debajo de las puertas, ventanas abiertas, tubos de ventilación, cielo raso compartido o incluso las perforaciones para las tomas de tensión; o también puede transmitirse por vibración mecánica, es decir, el sonido hace vibrar una pared o piso que transmite la vibración hacia otra habitación y emite sonido.
Lamentablemente, es muy complejo solucionar problemas de transmisión en estructuras ya construidas. El aislamiento se debe considerar en la etapa de diseño, previo a la construcción. Aislar un recinto ya construido suele involucrar modificaciones estructurales y albañilería.
El elemento más común de aislamiento es la pared simple, es decir, una superficie sólida de una sola capa y de un único material. Una pared representa un cambio brusco de impedancia para el sonido. Cuando una onda sonora se encuentra un cambio brusco de impedancia siempre responde de la misma manera, una parte de su energía se refleja y otra parte se transmite (Ver fig. 1).
Para atravesar la pared, el sonido debe realizar dos cambios de impedancia, el primero al ingresar a la pared y el segundo al salir de la pared. La impedancia de la pared depende principalmente de su densidad y espesor, es decir, de su masa. Mientras más densa y ancha sea tendrá mayor capacidad de aislación. El parámetro que define la capacidad de aislación de un material se conoce como «Transmission loss» (en castellano, «perdida por transmisión»). Este parámetro indica, en dB, cuánta atenuación logra una barrera (en este caso, la pared). Mientras más alto, mejor la aislación. Por supuesto es un parámetro variable con la frecuencia.
En el gráfico se muestra la pérdida por transmisión de una pared simple en función de la frecuencia. Se pueden observar tres etapas. A baja frecuencia, cuando la longitud de onda del sonido es comparable con las dimensiones de la pared, la pared actúa como una membrana y entra en resonancia, es decir, vibra. En este punto la pérdida por transmisión es mínima y la pared no logra aislar el sonido. Para obtener aislación en este punto se debe recurrir a materiales rígidos que no puedan vibrar y aislación mecánica que evite la propagación de la vibración hacia otras estructuras.
En la segunda etapa se cumple la «ley de masa», la atenuación comienza a incrementarse en 6dB por octava y el valor de la pérdida por transmisión queda definido por la masa de la pared, es decir, su espesor y densidad.
En la tercer etapa la transmisión se reduce considerablemente debido a otro fenómeno llamado «frecuencia de coincidencia».
En este punto, a pesar de que la frecuencia del sonido es mayor a la frecuencia de resonancia de la pared, la pared vuelve a resonar debido a las ondas que inciden en fuera del eje ortogonal. Cuando el sonido incide sobre una superficie en ángulo, su longitud de onda aparenta ser más larga para la superficie sobre la que incide, y cuando la longitud de onda aparente coincide con la longitud de onda de la frecuencia de resonancia de la pared, entonces hay ondas de flexión que hacen vibrar a la pared.
Superado este punto vuelve a ser válida la ley de masas y la atenuación vuelve a aumentar 6dB por octava.
Debido a todos estos inconvenientes, una pared sóla no suele utilizarse como aislante. Para lograr atenuar bajas frecuencias es necesario contemplar aislación mecánica, es decir, resortes o materiales blandos. Por otro lado, se pueden utilizar combinaciones de materiales para lograr la mayor cantidad de cambios de impedancia posible, dado que despues de cada cambio la energía del sonido disminuye. La energía que no se transfiere por lo general es reflejada hacia adentro, por esto, además de materiales rígidos es necesario utilizar absorbentes que disipen la energía no transmitida.
Facundo Ramón
Investigación & Desarrollo – Equaphon