Acústica: Energía incidente resultado de Er+Ea+Et

Estos dos conceptos son utilizados indistintamente cuando no debería ser así.

Intentaremos en este post aclarar estos conceptos y trasladarlos a situaciones cotidianas que ayuden a entenderlos mejor.

Comenzaremos por la absorción acústica, ésta es una propiedad que presentan todos los materiales por la que que absorben parte de la energía acústica que indice sobre ellos en forma de ondas de presión sonora, transformándola en otras formas de energía (calorífica generalmente).

El siguiente gráfico (obtenido por cortesía de World of acoustic) ilustra estos conceptos, parte de la energia incidente (Ei) es reflejada (Er), otra parte es absorbida por el material (Ea) y otra parte es transmitida (Et), cumpliéndose siempre que Ei=Er+Ea+Et.

La mayor parte de los materiales identificados con la etiqueta de "materiales absorbentes" acústicos deben esta propiedad al aire ocluido en su interior en forma de pequeñas celdas. La energía acústica es convertida energía calorífica como consecuencia del rozamiento. La ventaja de este tipo de materiales es que combinana sus buenas propiedades como absorbentes acústicos con la de un peso reducido debido a que en sus mayor parte están formados por aire. Ejemplos de este tipo de materiales son las lanas de roca y de vidrio ampliamente empleadas en la construcción.

Los fabricantes de materiales absorbentes facilitan curvas del coeficiente de absorción en función de la frecuencia de la onda sonora incidente, ls valores usuales del coeficiente de absorción están en el orden de 0.9 a 0.95 para frecuecias medias y altas. Esto quiere decir que el 90 % de la energía acústica incidente es disipada por el material en este rango de frencuencias.

La interpretación del coeficiente de absorción de un material requiere especial atención ya que a pesar de disipar un elevado porcentaje de la energía incidente no resuelven por si solos los problemas de aislamiento acústico.

En algunas ocasiones se observan locales forrados exteriormente con materales absorbentes acústicos, mediante esta técnica no se resuelve ningún problema de aislamiento, como mucho se mejora la acústica interior del local disminuyendo su reverberación. Esto es debido al carácter no lineal del sonido.

Pero, ¿qué quiere decir esto de "carácter no lineal"?, intentaré explicarlo de la manera más clara posible con un ejemplo. Si tenemos un equipo de música emitiendo a un nivel de potencia sonora de 60 dB y traemos otro equipo idéntico emitiendo a 60 dB el resultado no será de 120 dB (gracias a Dios) sino que tendremos apenas 63 dB.

En el caso de los materiales absorbentes sucede lo mismo, aun disipando mucha energía no consiguen disipar la suficiente como para conseguir eliminar la molestia del ruido transmitido (apenas reducen unos pocos decibelios del ruido incidente).

Los materiales absorbentes tienen gran utilidad en la acústica arquitectónica, pero como veremos más adelante siempre en combinación con otros materiales.

En cuanto al aislamiento acústico es la propiedad que presenta un material o conjunto de materiales que forman un cerramiento de evitar que el sonido los atraviese garantizando el comfort al otro lado del recinto en el que se genera el sonido.

El mecanismo de actuación es el siguiente: parte de onda sonora incidente es reflejada por el material mientras que otra parte de la misma es irradiada por el material en forma de vibración, esta vibración provoca que se ponga en movimiento el aire que hay en el lado opuesto del material produciendo el sonido. Una fracción de la energía que atraviesa el material es disipada.

El aislamiento acústico de un material presenta una fuerte dependencia con la masa ya que cuanto más pesado es un material una mayor fracción de la energía sonora incidente es reflejada quedándose en el recinto emisor.

Los materiales presentan distintas características en cuanto a la disipación de la energía que los atraviesa, resultando generalmente los mejores materiales para el aislamiento acústico aquellos que combinan una elevada masa con una elevada capacidad de disipación de energía.

Los mejores resultados en cuanto a aislamiento acústico se consiguien combinando materiales con elevada masa superficial con materiales absorbentes.