Medidas de Aislamiento Acústico Medidas de
Aislamiento Acústico
1
Capítulo 3
1 la medida de aislamiento acústico
1.1 Procedimiento general para la medida del aislamiento acústico a ruido aéreo
Después de todo lo explicado en los capítulos anteriores, nos queda un punto
fundamental en el que se va a desarrollar de manera descriptiva y detallada
cómo se realizan en la práctica las medidas de aislamiento acústico a ruido
aéreo tanto de una estructura que separe dos estancias dentro de un edificio,
como de una fachada del mismo. Se intentarán abarcar la
mayoría de las situaciones que nos podamos encontrar en la realidad. La
ley dicta unas normas a seguir en estos casos y nos
obliga a proceder de una manera determinada por lo que haremos constante
referencia a la Normativa vigente en esta materia.
Todos los procedimientos descritos están recogidos en la
Norma Internacional de medidas acústicas ISO-140, en materia de aislamiento
acústico. Así pues comenzaremos este apartado
viendo cómo se estudia el aislamiento acústico suponiendo primero el caso
sencillo y general de un recinto emisor de ruido y otro receptor. La manera de
calcular el aislamiento acústico que existe entre ambas estancias es muy
intuitiva, si bien hay que tener en cuenta una serie de puntualizaciones. Si en
el recinto emisor colocamos una fuente generadora de ruido, medimos el nivel de
presión sonora en
dicho recinto así como en el receptor, y
restamos ambos niveles tenemos la primera idea de cómo se puede abordar el problema. Esta
idease plasma directamente en la magnitud de Aislamiento Bruto D, que
recordaremos ahora:
21dBLLD−=
Medidas de Aislamiento Acústico 2 donde L1 y L2 son los niveles de presión sonora en los recintos
emisor y receptor respectivamente. Cabe recordar que estos niveles se calculan
para cada banda de frecuencia, tercios de octava al menos entre 100 y 3150 Hz.
El tiempo de promediado para los niveles, Leq, ha de ser de al menos 6 seg. para las bandas inferiores a 400 Hz y de 4 seg. como
mínimo para las bandas de frecuencias superiores.
La fuente emite ruido rosa, cuyas características ya
han sido explicadas, con una potencia tal que el nivel en la sala receptora
esté 15 dB por encima del
ruido de fondo en todas las bandas. La fuente debe ser situada de manera que
provoque un campo lo más difuso posible y a una
distancia de la partición tal que la radiación directa sobre ella no sea la
dominante. Si recordamos lo explicado en el apartado 1.2.3, sabremos que hay
que hacer un promediado en espacio de los niveles
sonoros en los recintos, ya que el campo acústico que se forma en una sala no
es constante en la totalidad de la misma cuando se la excita de la forma aquí
especificada. Así pues hay que colocar el micrófono en varias posiciones y
promediar las medidas recogidas en cada una. La Norma ISO–140 especifica que se
han de recoger al menos 5 medidas en 5 posiciones diferentes, cumpliendo lo
siguiente
• Al menos 0.7 m de separación entre cada posición de micrófono;
• Al menos 0.7 m de separación entrecualquier posición de micrófono y alguna
superficie limitadora de la sala;
• Al menos 1 m de separación entre cualquier posición de micrófono y la fuente
sonora;
• Al menos 1 m de separación entre cualquier posición de micrófono y la estructura
sometida a test.
Medidas de Aislamiento Acústico 3
Sala emisora
Sala receptora
Sonómetro
Fuente
emisora
Figura 1: Esquema de medida de aislamiento.
La Figura 1 nos muestra una posible configuración en cuanto a posiciones de la
fuente sonora
y micrófonos de medida en dos habitaciones separadas por un tabique (croquis de
la planta). La medida en cada sala se realiza en diversas posiciones con el fin
de evaluar el valor cuadrático medio de la presión sonora promediado
espacialmente en cada recinto. Si se dispone de un
solo micrófono deberádesplazarse de posición en posición, almacenar cada medida
para posteriormente realizar el promediado; conviene contar con un equipo de
medida que almacene estos resultados y facilite la labor de los cálculos de
aislamiento. También se puede realizar la medición con un
array de micrófonos fijos o con uno sólo pero moviéndolo de manera continuada.
En este caso, entre el equipo de medida debe contarse
con un multiplexor (que permite adquirir señal de varios micrófonos
simultáneamente) o de una jirafa giratoria; estos equipos no suelen ser
habituales en medidas in situ, aunque son altamente recomendables para los
ensayos en laboratorio. Recordemos que la manera de promediar las medidas de
todas las posiciones fijas es mediante la ecuación )(101log10110dBNLNiLiΣ= =
donde Li simboliza los niveles de presión sonora L1,,LN para cada posición dentro
de la sala.
Si tenemos en cuenta el tiempo de reverberación en la sala receptora en la
medida de aislamiento acústico podremos independizar el resultado de las
condiciones acústicas de la cámara receptora, como ya explicábamos
en el apartado 1.2.3. Así para medidas in situ utilizaríamos el Índice de
Aislamiento Acústico Aparente log1021'dBASLLR
Medidas de Aislamiento Acústico
􀂾 L1 y L2: Niveles promediados en cada sala.
€‚¾ S: Superficie en m2 de la partición sometida al
test.
€‚¾ A: Área de absorción de sonido equivalente en m2
de la sala receptora.
Necesitaremos conocer la superficie S de la partición en cuestión, así como el
tiempo de reverberación en lasala receptora, para a partir de la ecuación de
Sabine, que recordaremos a continuación, calcular el valor de A. TVA =16.0
Como se puede observar en la ecuación de Sabine, además del tiempo de
reverberación T será preciso medir el volumen de la sala receptora para poder
calcular el área A.
El número mínimo de medidas del Tiempo de Reverberación ha de ser de 6 para
cada banda de frecuencia. Si medimos en tres posiciones, será
suficiente con hacer dos lecturas en cada una.
Para completar el estudio es necesario medir el ruido de fondo
existente en la sala receptora, para asegurarse de que el nivel recogido en
dicha sala no se ve afectado por ruidos ajenos al procedente de la sala
emisora. El ruido de fondo debe ser al menos 6 dB y preferiblemente 15
dB inferior al nivel sonoro recogido en la sala receptora, que combinará señal
y ruido de fondo. Existe una manera de corregir el efecto de
ruido de fondo pero no se insistirá más en ello pudiéndose consultar en la
ISO-140-3.
El avance de la tecnología simplifica enormemente el trabajo
a la hora de medir y calcular todo lo explicado anteriormente. Hoy
disponemos en el mercado de un sonómetro-analizador
integrado que, además de medir simultáneamente en todas las bandas de
frecuencia posee un software capaz de realizar todos los cálculos necesarios
para obtener la medida correcta de aislamiento acústico. Además permite
seleccionar la Norma a seguir, por ejemplo la ISO en nuestro caso, con lo cual
realizará los cálculos adecuados al efecto en cuanto a tiempo dereverberación,
ruido de fondo etc. Nosotros deberemos introducirle los datos que precise para
dichos cálculos como
por ejemplo la superficie de la partición o el volumen de la sala receptora.
Antes de pasar a detallar algún ejemplo práctico que ilustre todo el
procedimiento descrito con anterioridad es preciso comentar una serie de
cuestiones que juzgamos útiles a la hora de afrontar un problema de aislamiento
en una construcción
Medidas de Aislamiento Acústico 5
Es importante tomar buena nota del entorno en el que se va a actuar dentro del
edificio en cuestión. Por ejemplo, sería absurdo presentar un
resultado del
aislamiento acústico de un tabique que tenga una puerta con una grieta por la
cual pasase todo el sonido sin obstáculo alguno, sin especificar dicha
característica. O pretendamos tomar conclusiones sobre los resultados de la
medida en una fachada sin describir por ejemplo el estado de las ventanas u
otros objetos que pueda presentar. En general un
resultado puede prestarse a confusión si no se especifican las condiciones y la
descripción del
entorno de medida.
1.2 Estimación del ruido radiado por un local hacia el
exterior.
En aquellos casos donde se requiera la evaluación del ruido emitido
de un local hacia el exterior (discoteca hacia calle por ejemplo), se puede
recurrir a una medida que no está contemplada en las normas acústicas.
Evaluando el aislamiento bruto D, se puede evaluar qué nivel de presión sonora
se recibirá en la calle dado un nivel de ruido determinado en el interiordel
local. Para ello, el procedimiento de medida será el siguiente
1. Emplazar la fuente sonora en el interior del local, a ser posible en una esquina (excitación de
todos los modos propios del
local).
2. Medir la presión sonora promediada espacialmente,
exactamente igual que en el procedimiento descrito anteriormente.
3. Medir el nivel medio radiado al exterior, a una distancia de la fachada. La
distancia de medida deberá especificarse en el informe.
Las distancias entre las posiciones de medida y los contornos (local o fachada)
deberán ser superiores a la mitad de la longitud de onda de la frecuencia más
baja que se desee medir, en el caso en que sea
posible. A menudo en ciudades antiguas el ancho de la
calle no permite mantener esta distancia. Deberá medirse entonces lo más
alejado posible cualquier muro o fachada, es decir, en puntos situados en la
mitad del
ancho de la calle.
Una vez obtenido el nivel en el interior del local, L1 y el nivel en el
exterior, L2, se calculará la diferencia normalizada. El valor aproximado del
nivel radiado por el local se puede estimar simplemente calculando:
L2=L1-D (dB)
De este modo, se puede estimar, por ejemplo, que un local con licencia para
radiar 80 dBA, con un aislamiento medido D=50 dBA, radiará al exterior unos 30
dBA.
1.3 Equipo de medida
En este apartado se describirá un equipo de medida básico tal y como se muestra en el
siguiente diagrama de bloques
Sonómetro
Fuente omnidireccional
Receptor FM
Amplificador
Medidas de Aislamiento Acústico 6Emisor FM
Figura 2: Esquema básico del montaje para medidas de
aislamiento.
• Sonómetro - Analizador: Es el encargado de medir los niveles de presión sonora.
Además puede ser el encargado de generar la señal acústica, por ejemplo ruido rosa, que va a emitir la fuente, como en el caso de la figura. Cada vez son más sofisticados, pudiendo realizar los cálculos
necesarios y cuentan con una memoria para almacenar software y datos.
• Transmisor – Receptor FM: Se encargan de comunicar el sonómetro – analizador
con el amplificador, por radio, evitando así el uso del cable que en muchos
casos dificultaría enormemente la conexión.
• Amplificador: Recibe la señal generada por el sonómetro – analizador y la
amplifica al nivel necesario para enviarla a la fuente.
• Fuente Omnidireccional: Emite el sonido en todas direcciones con lo que no es
necesario moverla y repetir medidas.
Se ha descrito un equipo de medida válido, aunque no
es el único posible para la realización de un estudio de aislamiento acústico.
A dicho equipo se le pueden añadir una serie de complementos
útiles en la práctica. Por ejemplo, es aconsejable
disponer de varios metros de cable para enchufar a la red eléctrica pues es
posible que el lugar de medida esté alejado de la toma de corriente.
Además es preciso contar con una cinta métrica, en el caso de no poder disponer
de los planos de la edificación, para medir las dimensiones de las salas o
particiones que sean necesarias.
1.4 Ejemplos prácticos
A continuación se detallan algunosejemplos prácticos
de medidas de aislamiento. Se incluyen ejemplos de medida de
fachadas y forjados.
Medidas de Aislamiento Acústico 7
1.4.1 Ejemplo de medida de aislamiento de fachada
Fuente sonora
Figura 17: Ejemplo de Medida de Fachada.
En este ejemplo se aborda la medida de una fachada. La
figura muestra el esquema general. La fuente sonora se emplaza
en el exterior y se promedia el nivel incidente sobre la fachada. En general,
las fachadas son particiones mixtas constituidas por un
muro (ladrillo, mampostería etc.) con ventanas o puertas (balcones) al
exterior. En la siguiente gráfica se muestra el resultado del ensayo de una vivienda con muro de
mampostería y ventanas de madera
con vidrio simple.
Figura 18: Aislamiento a ruido aéreo de una fachada (mampostería+ventana madera
simple)
Aislamiento Acústico Aparente: R'
0
5
10
15
20
25
30
35
Frecuencia(Hz)
R'(dB)
R'(dB) 24,5 20,2 18,6 21 23,9 25,4 29,1 27,6 29 26,5 26,3 26 29,5 29,2 26,9
26,6
100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150
Nivel emisión (L1)
Fachada a calle (Partición mixta)
Ventanas
Muro
Nivel recepción (L2)
Medidas de Aislamiento Acústico 8
Este ejemplo seleccionado representa el comportamiento de este tipo de
particiones. En baja frecuencia (bandas de 100, 125, 160, 200, 250 y 315 Hz),
domina el comportamiento del muro, presentando un
incremento de aislamiento con la frecuencia similar a la ley de la masa
(incremento en 6dB al duplicar la frecuencia). A partir de esta frecuencia,
aparecenlos problemas derivados del
pobre aislamiento de las ventanas de madera con
vidrio simple: las pérdidas debidas a las resonancias del
vidrio simple y a los desajustes de la ventana, se manifiestan en la curva de
aislamiento como
un 'achatamiento', es decir, la curva deja de ser creciente para
presentar una comportamiento anómalo. Debido a este
comportamiento, el aislamiento de esta fachada nunca supera los 30 dB, siendo
claramente insuficiente.
1.4.2 Aislamiento a ruido aéreo de forjados.
A continuación se comentan dos ejemplos de forjados; la
comparación de ambos ejemplos permite comentar algunos defectos constructivos
habituales. Para medir el aislamiento a ruido aéreo de un forjado, se debe situar la fuente sonora en el piso inferior y promediar
espacialmente el nivel emitido. Con el mismo nivel en emisión se debe medir el
nivel de presión sonora
recibido en el piso superior. Si se desea calcular además del aislamiento bruto, la curva del índice de aislamiento a ruido aéreo, se debe medir el
tiempo de reverberación en el piso superior (receptor), como se ha comentado en apartados anteriores.
Las figuras 19 y 20 muestran dos casos de forjado de tarima de madera. En al primer
caso, el techo del
piso emisor (piso inferior) contaba con un falso techo de escayola aunque en
mal estado. Aislamiento Aparente: R'.
Forjado010203040506070Frecuencia(Hz)R'(dB)R'(dB)33,535,142,143,944,447,646,14340,744,750,45151,856,558,159,3100125160200250315400500630800100012501600200025003150
Figura 19: Aislamiento de forjadode madera y falso techo de
escayola.(R(dBA)=54.82 dBA).
Medidas de Aislamiento Acústico 9
Aislamiento Aparente: R'. Forjado0102030405060Frecuencia(Hz)R'(dB)R'(dB)31,429,230,933,835,141,340,945,446,149,950,248,848,151,354,455,7100125160200250315400500630800100012501600200025003150
Figura 20: Aislamiento a ruido aéreo de un forjado (entarimado de
madera).(R(dBA)=51.5 dBA).
Comparando ambas gráficas puede observarse
􀂾 En ambos casos, en altas frecuencias el aislamiento no crece siguiendo la
ley de la masa debido a la transmisión sonora
a través de los desajustes entre los largueros de la tarima de madera.
􀂾 En el primer caso, se observa como el falso techo de escayola aporta un
incremento en el aislamiento medio de 3 dB, aunque presenta una banda de
frecuencias problemática: a 630 Hz, el aislamiento presenta un mínimo, 40.7 dB,
frente a los 46.1 dB del segundo caso. Este mínimo afecta también a bandas
adyacentes, en las que el aislamiento del forjado + falso techo es
inferior al forjado solo. Esta diferencia que puede resultar
sorprendente se ha explicado en el apartado 3.4. En este
caso no existía trasdosado de absorbente acústico entre el falso techo y el
forjado, por lo se forma una onda estacionaria entre ambas estructuras que da
lugar a un máximo de transmisión sonora
para estas frecuencias y por tanto un mínimo en el aislamiento. Colocando una
manta de fibra de vidrio entre ambas estructuras se solventaría este efecto y las prestaciones acústicas del primer caso se aprovecharían mejor.
