Acústica arquitectónica y medioambiental

El aislamiento acústico a ruido aéreo de las fachadas de un edificio está condicionado por el aislamiento de los huecos presentes en la misma. Como ya indicamos en el post sobre Diseño de huecos de fachada según CTE DB HR el aislamiento acústico depende del porcentaje de superficie acristalada respecto a la superficie total de la misma, siendo el aislamiento global como máximo 10 dB superior al aislamiento acústico de lo huecos acristalados (en fachadas con un 10% de superficie acristalada).  En las fachadas habitualmente construidas la mejora es del orden de 3-4 dB superior, por lo que desde el punto de vista del aislamiento acústico conviene invertir en ventanas de buenas prestaciones acústicas.

El vidrio como parte integrante de las ventanas afecta de manera fundamental al aislamiento acústico al ruido aéreo de éstas.

Las propiedades que afectan al aislamiento acústico del vidrio son su masa y rigidez, variables que dependen únicamente de su espesor.

La densidad del vidrio es de 2.5 g/cm3 o lo que es lo mismo 2.5 kg por cada m2 de superficie y mm de espesor.

El mecanismo de transmisión del sonido a través de un vidrio es el siguiente: las ondas sonoras que se transmiten a través del aire en forma de ondas alternativas de compresión y descompresión que al incidir sobre la superficie del cristal provocan continuos movimientos de aceleración y frenado. Este fenómeno se percibe como una vibración del mismo que irradia el sonido a la estancia al otro lado del cristal. Las vibraciones serán de menor amplitud cuanto mayor sea su espesor y menor resultará el sonido irradiado.

El aislamiento acústico a ruido aéreo de un vidrio se rige por la ley de masas por lo que, como es lógico, su aislamiento aumenta al aumentar su espesor.

Existe una frecuencia denominada crítica o de resonancia (fc) a la que se observa una importante caída del aislamiento. En el caso del vidrio es aproximadamente igual a 13000/e, donde e es el espesor en mm.

Para los espesores habitualmente empleados esta frecuencia se encuentra en el rango en el que el oído humano presenta una mayor sensibilidad. Este efecto se puede corregir mediante empleo de cristales dobles, con cámara de aire, siempre y cuando cada una de las hojas de vidrio sean de distinto espesor, al tener así cada una de ellas distintas frecuencias de resonancia.

Como alternativa al empleo de vidrio dobles con cámara de aire se encuentran los vidrios dobles laminados compuestos de dos hojas de vidrio separadas por una cada de polivinil butiral (PVB), material plástico transparente de gran resistencia. Esta capa intermedia produce una discontinuidad en las propiedades elásticas que refleja parcialmente las ondas sonoras transmitidas garantizando un aislamiento mayor que el de un único cristal monolítico del mismo espesor total.

Otro factor fundamental para el aislamiento acústico a ruido aéreo de los vidrios es su sistema de fijación a la carpintería. Esta fijación debe ser lo más flotante posible. Este objetivo se consigue mediante la fijación del vidrio al bastidor por medio de juntas de acristalamiento y calzos de plástico.

Los vidrios dobles laminados presentan unas mejores prestaciones que los monolíticos, pero aún así se ven afectados por el efecto de coincidencia.

Para corregir este efecto han surgido un tipo especial de vidrios laminados que han sustituido la capa intermedia de PVB por una triple capa a base de dos láminas de PVB por el exterior con una resina de baja elasticidad en su interior. Así como la frecuencia de coincidencia depende inversamente de la elasticidad se ha consguido trasladar esta más allá del umbral de audición.

En la siguiente figura se recogen resultados de ensayos de aislamiento acústico realizados en laboratorio para los distintos tipo de vidrio:



Como se puede observar el vidrio laminado PVB (trazo azul) presenta unas prestaciones ligeramente superiores al monolítico (trazo verde), presentando ambos el efecto de coincidencia.

El vidrio doble laminado tricapa presenta las mejores prestaciones de todos ellos.

Por tanto se puede concluir que los vidrios de doble hoja con cámara de aire intermedia no son los que mejores prestaciones acústicas presentan, siendo los más adecuados los vidrios dobles laminados con lámina intermedia tricapa.