Acústica: Intensidad, Sonoridad y Reducción de Ruido
Intensidad Acústica
Por definición, entre dos intensidades existe una diferencia de un Belio cuando su relación es 10. Si se comparan intensidades con una de referencia, el número de dB correspondiente a cada intensidad define su nivel de intensidad en una escala en la que el nivel cero (0 dB) corresponde a la intensidad de referencia. Se toma como referencia la correspondiente al umbral medio de percepción a 1000 Hz.
Sonoridad
La magnitud de la sensación sonora depende de la intensidad acústica de la onda y de la frecuencia. Mayor sensibilidad en la zona de frecuencias medias. Las curvas de igual sonoridad en función del nivel de intensidad acústica para cada frecuencia constituyen la base de la acústica fisiológica. Han servido para establecer varias curvas de ponderación de la intensidad acústica en función de la frecuencia, entre ellas la curva A (aceptada internacionalmente para la valoración de los sonidos). Al medir un sonido complejo con un aparato que incluya la curva A se obtiene directamente el valor de la intensidad sonora en dB. La medida en dB se acepta como la valoración simple más aproximada a la sensación producida por música, palabras y ruidos comunitarios, incluidos tráfico y electrodomésticos. Además, da facilidad de cálculo en relación con el comportamiento de los materiales frente al ruido.
Ruido de Tráfico
1. Rodado
Tiene un carácter aleatorio debido a que está compuesto por las aportaciones de fuentes de ruido móviles. La caracterización del ruido de tráfico exige, además de conocer su aspecto energético, evaluar su fluctuación en el tiempo, siendo necesario un tratamiento estadístico que permita establecer un parámetro global. Otra consideración es la configuración del entorno de las vías, que influye en la propagación del ruido y en las características del campo sonoro.
2. De Aviones
Requiere el empleo de unidades de medida que tengan en cuenta, además del espectro específico y nivel sonoro producido, el número de vuelos en un determinado periodo de tiempo y si son diurnos o nocturnos. Se pueden medir en dB aunque existan medidas específicas para evaluar la molestia de los aviones.
3. De Ferrocarril
Intervienen dos factores principales: ruido producido por vehículos y frecuencia de tráfico en un periodo determinado. Tiene como fuentes principales el sistema ruedas-rail y el sistema propulsor en vehículos tractores. En el interior hay que considerar además el equipo auxiliar.
Ruido Internos
Equipos e Instalaciones Comunitarias
Calefacción, instalaciones hidráulicas, ventilación y climatización, ascensores, vertederos e iluminación.
Calefacción
La caldera y los quemadores producen ruidos aéreos y estructurales alcanzando los 1º entre 70 y 90 dB. Las instalaciones de calefacción centralizada incluyen la bomba de circulación que genera ruidos aéreos de hasta 90 dB y ruido en la estructura transmitido a través de los soportes de las canalizaciones y el fluido. Las canalizaciones constituyen el lugar preferente para la transmisión del ruido engendrado en la caldera, quemadores o bomba de circulación. Son, por otra parte, una fuente de ruidos propios originados por regímenes de circulación turbulentos debido a altas velocidades de circulación del fluido, a un diseño inadecuado de la red de distribución, uniones en T, L o X, variaciones de sección, etc. La radiación sonora de las tuberías es escasa, pero su unión a los paramentos da lugar a niveles de ruidos importantes. Los radiadores son fuentes de escasa importancia incluso cuando están mal purgados. Son emisores de ruidos originados en la sala de calderas y tuberías.
Instalaciones Hidráulicas
Distinguir entre los debidos a la bomba de circulación, tuberías, llegada y evacuación de agua, grifos y llenado o vaciado de depósitos o recipientes. Los grifos son una fuente de ruidos importantes debido a fenómenos de cavitación cuyo nivel sonoro crece con la presión y velocidad. El cierre brusco de un grifo puede dar lugar al denominado golpe de ariete cuya eliminación se consigue utilizando elementos de expansión en uso en fontanería. Al ruido de salida de agua se le añade el de llenado de recipientes pudiendo alcanzar en el recinto niveles de hasta 75 dB.
Ventilación
Los sistemas de ventilación son una vía fácil para la propagación del sonido aéreo entre locales e incluso emisión de ruido exterior. En el sistema más común por chimenea de ventilación, la proximidad de ventanucos y rejillas de expulsión de los distintos locales aconseja una disposición tipo laberinto que aumenta la separación acústica. Un codo recto supone una atenuación media del orden de 3 dB.
Climatización
Los conductos de aire acondicionado facilitan la propagación a lo largo de ellos de ruidos y vibraciones originadas por compresores y ventiladores de impulsión. También constituyen una vía de transmisión de ruido ambiente entre recintos. La impulsión del aire a través de las rejillas constituye una fuente adicional de ruido, lo que exige un diseño aerodinámico favorecido con una disminución de la velocidad de impulsión del aire. Niveles de ruido 40 dB. La propagación por estos conductos se reduce mediante revestimientos de las superficies interiores con materiales absorbentes.
Ascensores
El ruido se centra en el cuarto de máquinas que se debe aislar. Otra fuente es la apertura y el cierre de las puertas y las guías de deslizamiento del camarín. El hueco del ascensor es una cavidad resonante cuyo efecto puede reducirse con revestimiento absorbente ignífugo.
Vertederos de Basuras Comunitarias
Constituyen una fuente esporádica de ruido aéreo y estructural. Pueden alcanzar en su interior 80 dB. La conducción debe estar aislada de la estructura del edificio siendo recomendable situarla en el interior de una chimenea de obra. Si son conductos metálicos es imprescindible tratar la superficie exterior con resinas u otros productos amortiguadores de vibraciones. Las compuertas deben quedar aisladas de la estructura con juntas elásticas y cierre a presión.
Sistemas de Iluminación
Los focos de ruido son: reactancias y tubos fluorescentes (no superan los 60 dB, son molestos por emitir ruidos de frecuencias discretas), interruptores y relés de conmutación de los temporizadores de la iluminación de escaleras y vestíbulos (de carácter impulsivo, superan 75 dB). La reducción de estos ruidos exige el montaje mediante un soporte plástico con revestimiento interior absorbente resistente al fuego.
Aparatos e Instalaciones No Comunitarias
Comprenden electrodomésticos de servicio y de reproducción sonora.
Electrodomésticos de Servicio
Lavadoras, batidoras, aspiradoras (70 dB), frigoríficos (35 dB), lavavajillas (90 dB). En el caso de lavadoras y fregaplatos en los lugares de toma y evacuación de agua se transmite el ruido.
Radiadores Eléctricos
Los radiadores en los que pueden formarse sistemas mecánicos resonantes son causa de ruido. Son especialmente molestos ya que predominan las frecuencias discretas. Si van unidos a paramentos se producen situaciones similares a las tuberías.
Aire Acondicionado Unitario
Instalados en ventanas o muros. Ha de evitarse al máximo la transmisión directa de energía a la estructura del edificio, previniendo un alojamiento aislado con apoyo elástico.
Equipos de Reproducción Sonora
Instrumentos musicales
En la reducción del ruido hay que considerar aquellos como el piano que pueden transmitir parte importante de su energía a la estructura del edificio a través de los apoyos.
Por su incidencia en las relaciones de comunidad en un edificio tienen gran importancia las obras de acondicionamiento, instalación y conservación, debiendo regular los horarios de trabajo.
Actividades de Personas
Producidos por las personas por la ocupación y utilización del edificio. Pisadas (se transmiten por la estructura fundamentalmente, ruidos ricos en frecuencias bajas, 55 dB), juegos de niños, tránsito de personas por zonas comunes (estructura), arrastre de muebles (65 dB), accionamiento de persianas, conversación 70 dB.
Absorción Acústica
Comporta un proceso de extracción de energía del campo acústico. Intervienen dos fenómenos de la naturaleza mecánica: resonancia y conversión en calor por fricción. La mayoría de los materiales absorbentes poseen ambas propiedades con un predominio de una de ellas. Distinguimos entre materiales de tipo resonador y de fricción (materiales porosos). Coeficiente de absorción: Cociente entre la energía absorbida y la incidente. Variable con la frecuencia.
Reducción de Ruido por Absorción
La absorción queda suficientemente caracterizada adoptando un coeficiente medio deducido de la característica de la absorción. Se mide en unidades Sabine. La absorción ejerce una lógica acción complementaria del aislamiento acústico del recinto al reducir el nivel de ruido en el interior del mismo por absorción de parte de la energía de inmisión. La reducción máxima de nivel sonoro conseguida por efecto de la absorción es de 10 dB, en la mayoría de los casos no alcanza los 5 dB, siendo normales reducciones de 2 a 4 dB. Esta reducción tiene importancia como valor complementario y, sobre todo, por la reducción que introduce en el tiempo de reverberación del recinto. El tiempo de reverberación es el tiempo transcurrido desde que cesa la fuente sonora hasta que el nivel de intensidad disminuye en 60 dB.
Materiales Tipo Resonador
Los elementos absorbentes de tipo resonador tienen un efecto predominante en una determinada banda de frecuencias localizada alrededor de la frecuencia de resonancia. Se distinguen dos tipos fundamentales: resonador de membrana (constituidos por planchas ligeras de madera, plástico, metal… fijadas de modo que dejen una cámara de aire intermedia entre los paramentos rígidos que la soportan) y de Helmholtz (constituidos por una cavidad comunicada con el recinto a través de orificios o rendijas). Las cámaras pueden llenarse total o parcialmente de material poroso si se quiere ensanchar la banda de frecuencia.
Materiales Tipo Poroso
Constituidos por particulas o fibras aglomeradas dejando intersticios que le confieran su naturaleza porosa. Los materiales expandidos pueden asimilarse a este tipo de materiales. La absorcion tiene lugar por la degradacion de energia mecanica en calor, por rozamiento del aire en las superficies de contacto con el material.
REDUCCION RUIDO ESTRUCTURAL
El conjunto constituye un sistema oscilante de masa muelle. EL comportamiento del sistema queda fundamentalmente definido por su frecuencia de resonancia, en funcion a la cual ditinguimos dos zonas de comportamiento diferenciadas. Para frecuencias de la fuente superiores a 2 el sistema atenua la transmision de vibraciones, si son inferiores de 2 no solo no atenua la transmision sino que se produce un aumento de la misma. Esta transmisión se reduce al aumentar el factor disipativo.La frecuencia de resonancia puede evaluarse por la deflexion estática del material aislante correspondiente a la carga de la fuente. EL tratamiento de elastico se elige para que se trabaje en zona de atenuación. A modo de orientacion se debe elegir un sistema cuya frecuencia de resonancia sea = o menor que 1/3 de la frecuencia mas baja de excitación. en cuanto al factor disipativo ha de mantenerse lo mas bajo posible( muelles metalicos). en el caso de fuentes con marcado regimen intermitente de funcionamiento ( motores ) el factor disipativo debe elgirse lo mas elevado posible.