Por silenciador se entiende un dispositivo que atenúa el campo sonoro que se propaga a través de él. Se pueden observar en caños de escape de motores, ventilaciones en estudios de grabación, en cabinas insonorizadas, etc. En este post se explica brevemente su funcionamiento y se exponen métodos de construcción.
Si bien un silenciador parece algo ajeno al común de la gente, surgen situaciones cotidianas en las cuales es muy útil su construcción. Por ejemplo, cuando se usa un generador o un compresor en un ambiente silencioso, o bien, una computadora o equipos electrónicos en un estudio de grabación. Es útil siempre que se requiere aislación y a la vez circulación de aire. Lo más intuitivo es utilizar un cerramiento sellado que aísle a la fuente, sin embargo, cuando se realiza el agujero para la ventilación, todo ese cerramiento pierde efectividad y disminuye notoriamente la atenuación. Con un silenciador en la ventilación , ese inconveniente queda resuelto.
Los silenciadores pueden funcionar de dos formas. Transformando la energía acústica en calórica, o bien, generando reflexiones con cambios abruptos de impedancia que generan interferencia destructiva.
Los que funcionan por cambios de impedancia se utilizan cuando la fuente es de baja frecuencia y tonal, como por ejemplo, el motor de un automóvil. Este tipo de silenciadores requieren un análisis matemático relativamente complejo y se sintonizan para una frecuencia determinada. A grandes rasgos, utiliza componentes acústicamente reactivos (ver Resonador de Helmholtz) que alteran la fase de la onda sonora para lograr interferencias destructivas (cancelaciones).
Generalmente, estos silenciadores están acoplados a la fuente por medio de un tubo. Tanto las dimensiones del caño como el volumen de las cámaras definen la frecuencia de trabajo del silenciador. Al funcionar por interferencia destructiva, existirán frecuencias para las cuales la atenuación es máxima y otras en las que será mínima.
Para realizar un silenciador casero se pueden utilizar caños de PVC combinados con tachos o baldes plásticos. De este modo se combinan tubos con cámaras. El cálculo matemático de los volúmenes, longitudes y secciones de tubos escapa al objetivo de este post, pero siempre se puede trabajar por «prueba y error». Mediante la combinación de volúmenes, longitudes y secciones de los caños se logra definir la frecuencia de atenuación principal. El silenciador se debería acoplar a la fuente de ruido, por ej. la salida de aire de una aspiradora.
Cuando este tipo de resonadores se combina con materiales absorbentes, entonces se puede ensanchar el ancho de banda de trabajo. Es decir, funciona para un rango mayor de frecuencias.
Por otro lado, los silenciadores que funcionan por absorción son más fáciles de implementar y son efectivos para ruidos de banda ancha con contenido en media y alta frecuencia.
El funcionamiento se basa en «obligar» al aire a recorrer un camino sinuoso con absorción en sus paredes. Esto permite una libre circulación de aire y atenuación del sonido que intenta salir por la ventilación. Se pueden realizar artesanalmente con madera y material absorbente.
La geometría del silenciador busca maximizar la velocidad de partícula dentro del mismo para obtener mayor beneficio del material absorbente (ver Absorción: conceptos básicos). Mientras mayor área se logre cubrir con absorbente, siempre permitiendo el paso de aire, mayor será la atenuación final.
El silenciador de la imagen puede usarse para ventilar un cerramiento acústico sin comprometer la aislación.
Facundo Ramón
Investigación & Desarrollo – Equaphon