Acústica arquitectónica y medioambiental

Al dividir una pared en dos tabiques simples separados entre sí por una cámara se consigue una aislamiento acústico mucho mayor al que proporcionaría una pared de una única hoja con la misma masa por unidad de superficie que la resultante de la suma de las dos paredes simples.

En este post intentaremos explicar el porqué de este fenómeno analizando el comportamiento del sistema constructivo de doble tabique.

El sistema se comporta según el modelo de masa-muelle-masa.

Así cuando incide una onda sonora sobre una de las hojas esta entra en movimiento moviendo a su vez el aire contenido en la cámara de separación, el cual actúa como elemento amortiguador disipando en forma de calor parte de la energía sonora y como medio de transmisión de la energía sonora hasta la otra hoja. De este modo la energía sonora que llega a la segunda hoja es inferior a la que indice sobre la primera hoja.

Si analizamos su comportamiento por rangos de frecuencias tenemos que:

- Frecuencias bajas (inferiores a la frecuencia de resonancia del conjunto):

En este rango de frecuencias el oído humano es menos sensible por lo que la sensación acústica que le produce es menor.

Se produce un efecto conocido como resonancia,  produciendo que el aislamiento acústico del conjunto tienda a 0. 

A la hora de diseñar el interesante que la frecuencia de resonancia presente los valores más bajos posibles, ya que como hemos indicado el oído humano es menos sensible a las frecuancias más bajas o graves. Esto se puede conseguir bien aumentando la masa superficial de los tabiques o bien aumentando la distancia de separación entre las mismas. La expresión analítica de la frecuencia de resonancia en paredes de doble hoja viene dada por:

En el caso de emplearse algún material de relleno para la cámara la frecuencia de resonancia viene dada por la siguiente expresión:

Para frecuencias inferiores a la frecuencia de resonancia el tabique de doble hoja se comporta como una pared simple de masa igual a la suma de las masas de cada hoja.

- Frecuencias medias (entre la frecuencia de resonancia del conjunto y la frecuencia de resonancia de la cámara)

En esta zona es en la que mejor se aprecian las ventajas del tabique de doble hoja frente al de simple hoja, ya que  al doblar la masa del conjunto se obtienen incrementos del aislamiento de entre 16 y 18 dB, frente a los incrementos de 6 dB obtenidos al doblar la masa del tabique de simple hoja.

Cada una de las hojas se comporta de manera independiente.

La frecuencia de resonancia de la cámara viene dada por:

- Frecuencias altas (superiores a la de resonancia de la cámara):

En esta zona la cámara entre las dos hojas actúa como caja de resonancia, formándose ondas estacionarias en su interior. Para disipar la energía de esas ondas es importante rellenar la cámara con algún tipo de material absorbente.

Los materiales absorbentes más comúnmente empleados son las lanas minerales y las lanas de vidrio. Basan su funcionamiento en su flexibilidad y estructura porosa que permita el paso del aire a través suyo, convirtiendo la energía sonora en energía calorífica por efecto del rozamiento. Así son adecuados materiales absorbentes con una resistencia al paso del aire entre 5 y 30 kPa s/m2.

Otros materiales de relleno empleados son los siguientes:

- Espumas de poliuretano proyectadas.
- Poliestireno expandido elastificado.
- Paneles de fibra de poliéster.